Vibrácie sú mechanické vibrácie v elastických telesách alebo telesách pod vplyvom striedajúcich sa fyzikálnych polí s relatívne malou amplitúdou.

V závislosti od parametrov (frekvencia, amplitúda) môže mať vibrácie pozitívne aj negatívne účinky na jednotlivé tkanivá a telo ako celok. Vibrácie sa využívajú pri liečbe niektorých chorôb, no najčastejšie sa (priemyselné) vibrácie považujú za škodlivý faktor. Preto je dôležité poznať hraničné charakteristiky, ktoré oddeľujú pozitívne a negatívne účinky vibrácií na človeka (obr. 19.3). Priaznivú hodnotu vibrácií si prvýkrát všimol francúzsky vedec opát Saint Pierre, ktorý v roku 1734. navrhol vibračné kreslo pre gaučové zemiaky, ktoré zvyšuje svalový tonus a zlepšuje krvný obeh. Na začiatku 20. stor. v Rusku profesor Vojenskej lekárskej akadémie A.E. Shcherbak dokázal, že mierne vibrácie zlepšujú výživu tkanív a urýchľujú hojenie rán.

Ryža. 19.3. Vplyv vibrácií na ľudské telo

Priemyselné vibrácie, vyznačujúce sa výraznou amplitúdou a trvaním pôsobenia, spôsobujú u pracovníkov podráždenosť, nespavosť, bolesti hlavy a boľavé bolesti v rukách ľudí, ktorí pracujú s vibrujúcimi nástrojmi. Pri dlhšom vystavení vibráciám sa kostné tkanivo obnovuje: na röntgenových snímkach môžete vidieť pruhy podobné stopám po zlomenine - oblasti najväčšieho stresu, kde kostné tkanivo zmäkne. Zvyšuje sa priepustnosť malých ciev, narúša sa nervová regulácia, mení sa citlivosť kože. Pri práci s ručným elektrickým náradím sa môže vyskytnúť akroasfyxia (príznak mŕtvych prstov) - strata citlivosti, bielenie prstov a rúk. Pri pôsobení celkovej vibrácie sú zmeny na centrálnom nervovom systéme výraznejšie: závraty, hučanie v ušiach, poruchy pamäti, zhoršená koordinácia pohybov, vestibulárne poruchy, strata hmotnosti.

Základné parametre vibrácií: frekvencia a amplitúda vibrácií. Bod oscilujúci s určitou frekvenciou a amplitúdou sa pohybuje s plynule sa meniacou rýchlosťou a zrýchlením: maximálne sú v okamihu jeho prechodu cez počiatočnú pokojovú polohu a v krajných polohách klesajú k nule. Preto sa kmitavý pohyb vyznačuje aj rýchlosťou a zrýchlením, ktoré sú derivátmi amplitúdy a frekvencie. Navyše ľudské zmysly nevnímajú okamžitú hodnotu parametrov vibrácií, ale skutočnú hodnotu.

Efektívna hodnota oscilačnej rýchlosti, m/s, je určená ako druhá mocnina okamžitých hodnôt rýchlosti v(t) za priemerný čas T, t.j.

Vibrácie sa často merajú prístrojmi, ktorých stupnice nie sú kalibrované v absolútnych hodnotách rýchlosti a zrýchlenia, ale v relatívnych decibeloch. Vibračnými charakteristikami sú teda aj úroveň oscilačnej rýchlosti Lv, dB a úroveň oscilačného zrýchlenia La, dB, určené podľa vzorcov:

Lv = 20 log(v/v0);
La = 20 log(a/a0),

kde v je stredná kvadratická hodnota oscilačnej rýchlosti, m/s; V0—prahová hodnota rýchlosti kmitania rovná 5*10-8m/s; a je stredná kvadratická hodnota oscilačného zrýchlenia, m/s2; a0 je prahová hodnota oscilačného zrýchlenia rovná 3*10-4m/s2.

Ak vezmeme do úvahy človeka ako komplexnú dynamickú štruktúru s časovo premenlivými parametrami, môžeme identifikovať frekvencie, ktoré spôsobujú prudký nárast amplitúd vibrácií celého tela ako celku, ako aj jeho jednotlivých orgánov. Keď sú vibrácie nižšie ako 2 Hz, pôsobiace na človeka pozdĺž chrbtice, telo sa pohybuje ako jeden celok. Rezonančné frekvencie závisia len málo od individuálnych charakteristík ľudí, pretože hlavným subsystémom, ktorý reaguje na vibrácie, sú brušné orgány, ktoré vibrujú v rovnakej fáze. Rezonancia vnútorných orgánov sa vyskytuje pri frekvencii 3...3,5 Hz a pri 4...8 Hz sa posúvajú.

Ak vibrácie pôsobia v horizontálnej rovine pozdĺž osi kolmej na chrbticu, potom rezonančná frekvencia tela (asi 1,5 Hz) je spôsobená ohybom chrbtice a stuhnutosťou bedrových kĺbov. Rezonančná plocha pre hlavu sediaceho človeka zodpovedá 20...30 Hz. V tomto rozsahu môže byť amplitúda zrýchlenia vibrácií hlavy trikrát väčšia ako amplitúda vibrácií ramien. Kvalita zrakového vnímania predmetov sa výrazne zhoršuje pri frekvencii vibrácií 60...90 Hz, čo zodpovedá rezonancii očných buliev. Japonskí vedci zistili, že povaha povolania určuje niektoré charakteristiky vibrácií. Napríklad ochorenia žalúdka sú rozšírené medzi vodičmi nákladných vozidiel, radikulitída je bežná medzi vodičmi približovacích vozidiel na miestach ťažby dreva a znížená zraková ostrosť sa pozoruje u pilotov, najmä tých, ktorí pracujú vo vrtuľníkoch. Poruchy nervovej a kardiovaskulárnej aktivity sa u pilotov vyskytujú 4-krát častejšie ako u predstaviteľov iných profesií.

Abstrakt na tému:

„VIBRÁCIE A JEJ VPLYV NA ĽUDSKÉ TELO“

Úvod

Vibrácie sú mechanické vibrácie, ktorých najjednoduchším typom sú harmonické vibrácie.

K vibráciám dochádza pri prevádzke strojov a mechanizmov, ktoré majú nevyvážené a nevyvážené rotujúce telesá s vratnými a nárazovými pohybmi. Medzi takéto zariadenia patria kovoobrábacie stroje, kovacie a lisovacie kladivá, elektrické a pneumatické vŕtacie kladivá, elektrické náradie, ako aj pohony, ventilátory, čerpacie agregáty a kompresory. Z fyzikálneho hľadiska neexistujú zásadné rozdiely medzi hlukom a vibráciami. Rozdiel je vo vnímaní: vibrácie sú vnímané vestibulárnym aparátom a hmatovými prostriedkami a hluk sluchovými orgánmi. Vibrácie mechanických telies s frekvenciou menšou ako 20 Hz sú vnímané ako vibrácie, viac ako 20 Hz - ako vibrácie a zvuk.

Vibrácie sa používajú v stavebných podnikoch na zhutňovanie a kladenie betónových zmesí, drvenie a triedenie inertných materiálov, vykladanie a prepravu sypkých materiálov atď.

Pod vplyvom vibrácií v ľudskom tele sa pozorujú zmeny srdcovej činnosti, nervového systému, cievne kŕče, zmeny v kĺboch, čo vedie k obmedzeniu ich pohyblivosti. Dlhodobé vystavenie vibráciám vedie k chorobe z povolania - chorobe z vibrácií. Vyjadruje sa v narušení mnohých fyziologických funkcií človeka. Účinná liečba je možná len v počiatočnom štádiu ochorenia. Veľmi často sa v tele vyskytujú nezvratné zmeny, ktoré vedú k invalidite.

Ryža. Pravdepodobnosť absencie vibračnej choroby : 1-7 - s trvaním práce 1,2,5,10,15,20 a 25 rokov.

Najjednoduchším oscilačným systémom s jedným stupňom voľnosti je hmota namontovaná na pružine. Tento systém vykonáva harmonické alebo sínusové kmity.

Hlavné parametre charakterizujúce vibrácie sú: amplitúda (najväčšia odchýlka od rovnovážnej polohy) A, m; frekvencia kmitov f, Hz (počet kmitov za sekundu); rýchlosť kmitania V, m/s; zrýchlenie vibrácií W, m/s 2 ; perióda oscilácie T, sek.

Stupeň vplyvu vibrácií na fyziologické pocity človeka je určený veľkosťou oscilačného zrýchlenia a rýchlosťou oscilácií:

, m/s, (2.5.26)

, m/s 2 , (2.5.27)

kde f je počet kmitov za 1 s;

A je amplitúda kmitov, m.

Vibrácie sú pozorované v blízkosti zariadení, pri prevádzke pneumatického náradia, pri nesprávnom vyvážení hriadeľov strojov, pri preprave kvapalín a plynov potrubím, pri procesoch kladenia betónu pomocou vibračných jednotiek.

Nesínusové kmitanie môže byť vždy reprezentované ako súčet sínusových komponentov pomocou rozšírenia Fourierovej série.

Na štúdium vibrácií je celý frekvenčný rozsah (rovnako ako pre hluk) rozdelený do hlavných rozsahov. Geometrické stredné hodnoty frekvencií, pri ktorých sa študujú vibrácie, sú nasledovné: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Úrovne vibrácií sa nemerajú pri každej jednotlivej frekvencii, ale v určitých oktávových a treťoktávových frekvenčných pásmach (intervaloch). Pre oktávové frekvencie je pomer horných frekvencií k nižším fв/fн=2 a pre tretinooktávové je to . Vzhľadom na to, že absolútne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie sa používajú v širokých medziach, v praxi sa používa koncept úrovne parametrov rýchlosti vibrácií (V) a zrýchlenia vibrácií (W).

Podľa GOST 12.1.012-90 „Vibrácie, všeobecné bezpečnostné požiadavky“ (SSBT). Logaritmické úrovne rýchlosti vibrácií Lv a zrýchlenia vibrácií Lw sú určené vzorcom:

; (2.5.28)

kde V, W je rýchlosť vibrácií, m/s a zrýchlenie vibrácií, m/s²;

V 0, W® - prahové hodnoty rýchlosti a zrýchlenia m/s, m/s 2.

Vibrácie pôsobiace na človeka sú normalizované pre každý smer v každom oktávovom pásme. Frekvencia vibrácií má veľký hygienický význam. Frekvencie rádovo 35-250 Hz, najtypickejšie pri práci s ručným náradím, môžu spôsobiť ochorenie z vibrácií s vazospazmom.

Frekvencie pod 35 Hz spôsobujú zmeny v nervovosvalovom systéme a kĺboch. Najnebezpečnejšie priemyselné vibrácie sú rovné alebo blízke frekvencii vibrácií ľudského tela alebo jednotlivých orgánov a rovnajú sa 6-10 Hz (prirodzená frekvencia vibrácií rúk a nôh je 2-8 Hz, brucha je 2 -3 Hz, hrudník je 1-12 Hz). Výkyvy s takouto frekvenciou ovplyvňujú psychický stav človeka. Jednou z príčin smrti ľudí v Bermudskom trojuholníku môže byť kolísanie vodného prostredia v pokojnom počasí, kedy je frekvencia vibrácií 6-10 Hz. Frekvencia vibrácií malých lodí sa zhoduje s frekvenciou vibrácií prostredia a u ľudí vzniká pocit nebezpečenstva a strachu. Námorníci sa snažia opustiť loď. Dlhšie vibrácie môžu spôsobiť smrť. Vibrácie majú nebezpečný vplyv na jednotlivé orgány tela a ľudské telo ako celok, narúšajú normálne fungovanie nervového systému a orgánov spojených s metabolizmom. Vibrácie môžu spôsobiť narušenie kardiovaskulárnych a dýchacích orgánov, ochorenia rúk a kĺbov. Nebezpečné sú najmä vibrácie s veľkou amplitúdou, ktoré majú nepriaznivý vplyv najmä na osteoartikulárny aparát. Pri nízkej intenzite a krátkodobom pôsobení majú vibrácie dokonca priaznivý účinok. Pri vysokej intenzite a dlhšom pôsobení môžu vibrácie viesť k rozvoju choroby z vibrácií z povolania, ktorá sa za určitých podmienok môže rozvinúť do „cerebrálnej“ formy (poškodenie centrálneho nervového systému), ktorá je prakticky neliečiteľná.

Podľa GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 sa podľa spôsobu prenosu na osobu vibrácie delia na: všeobecné, prenášané cez nosné plochy do ľudského tela; miestne (lokálne), prenášané najmä ľudskou rukou (obr. 2.5.10.).

Ryža. Smer súradníc osí počas všeobecných vibrácií (aab) a miestnych vibrácií (c):

a – poloha v stoji; b – poloha v sede; Z – zvislá os kolmá na povrch; X – horizontálna os od chrbta k hrudníku; Os Y – horizontálna od pravého ramena doľava; pri pôsobení lokálnej vibrácie poloha ruky na guľovej a valcovej ploche.

Vibrácie pôsobia pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému XYZ (pre všeobecné vibrácie je Z vertikálne, kolmé na nosnú plochu; X je horizontálne od chrbta k hrudníku; Y je horizontálne od pravého ramena doľava).

Pri lokálnych vibráciách sa os Xl zhoduje s osou obvodu, os Zl leží v rovine Xl a smeruje k dodaniu alebo aplikovaniu sily. Podľa zdroja vzniku sa všeobecné vibrácie delia na: dopravné vibrácie, ktoré vznikajú pri pohybe vozidiel; dopravné a technologické, vznikajúce pri prevádzke strojov vykonávajúcich technologickú operáciu; technologický, ktorý vzniká pri prevádzke stacionárnych strojov.

MERANIE VIBRÁCIÍ A NORMALIZÁCIA

V súčasnosti vyrábané meracie zariadenia sú založené na použití elektrických metód, ktoré zaisťujú vysokú presnosť prevodu mechanických vibrácií na elektrické pomocou magneticko-elektrických a piezo-elektrických snímačov (prijímače vibrácií: signál sa zosilňuje, konvertuje (integruje, diferencuje) a privádza do záznamového zariadenia).

Zariadenia sa delia na: optické, mechanické, elektrické.

Meranie parametrov vibrácií sa musí vykonávať v súlade so stanovenými normami požiadaviek na meracie prístroje a snímače.

Na meranie vibrácií sa používajú tieto prístroje: vibrometre VM-1, VIP-2, merač hluku a vibrácií ISHV-1 (1-3000 Hz), 00042 (Robotron NDR), 3513, 2512, 2513 (Brühl a Keri-Denmark ), VIP- 4 (15-200 Hz), EDIV (elektrické diaľkové zariadenie), riadiace a meracie zariadenia typu VVK-003, VVK-005, hlukomery VShV-003 atď.

Zariadenie na meranie parametrov vibrácií musí spĺňať normu GOST 12.4.012-83 „Vibrácie“. Prostriedky na meranie a monitorovanie vibrácií na pracoviskách. Technické požiadavky". Merania vibrácií sa vykonávajú na miestach s najvyššou vibráciou podľa metodiky výskumu DSN 3.3.6.039-99

Pri meraní lokálnych vibrácií sa merania vykonávajú v mieste kontaktu operátora s povrchom, ktorý vibruje.

Pri meraní všeobecných vibrácií by sa merací bod mal nachádzať v miestach kontaktu nosnej plochy ľudského tela s vibrujúcim povrchom: sedadlo operátora; poschodí pracovného priestoru.

Merania konštantných vibrácií počas pracovnej zmeny sa vykonajú minimálne 3-krát a zistí sa priemerná logaritmická hodnota.

Všeobecné vibrácie sú normalizované nasledujúcimi oktávovými frekvenčnými pásmami: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; lokálne: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Hz.

Celková vibrácia pôsobiaca na človeka sa normalizuje samostatne v každom oktávovom pásme vo vertikálnom smere (os Z) alebo horizontálnom smere (osi X, Y). Voľba štandardizácie sa určuje v závislosti od intenzity: v intenzívnejšom smere.

Hygienické normy pre technologické vibrácie ovplyvňujúce obsluhu stacionárnych strojov počas 480 minút (8 hodín) sú uvedené v GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.-039-99 (tabuľka 2.5.3.-2.5.4.).

Tabuľka

Maximálne prípustné úrovne miestnych vibrácií

Tabuľka 2.5.4.

Maximálne prípustné parametre pulzného lokálneho kmitania

* - Vibračné impulzy 1-30 sa vyskytujú pri použití nemechanizovaného nástroja, 31-1000 - pri použití elektrického nástroja.

** - Hodnota zodpovedá maximálnemu možnému počtu impulzov za osemhodinovú zmenu pri frekvencii 5,6 Hz. V zátvorkách je povolený počet impulzov za 1 hodinu.

Pri trvaní zmeny 7 hodín sa maximálne povolené upravené ekvivalentné úrovne miestnych vibrácií rovnajú hodnotám pre 8-hodinové trvanie zmeny.

Pri trvaní 6 hodín sú tieto indikátory rovnaké pre rýchlosť vibrácií 113 dB (m/s) a zrýchlenie vibrácií -78 dB (2,3 m/s 2).

Práca v podmienkach lokálnych vibrácií, ktoré prekračujú maximálnu prípustnú normu o viac ako 1 dB, je zakázaná.

Ak je čas expozície kratší ako 480 minút a po každej hodine prevádzky nie sú žiadne prestávky, potom pre každé oktávové pásmo je hodnota normalizovaného parametra určená závislosťou:

(2.5.28)

kde t je čas skutočného vystavenia vibráciám (min);

U 480 - prípustná expozícia vibráciám po dobu expozície 480 min.

PROSTRIEDKY A METÓDY OCHRANY PRED VIBRÁCIAMI

Prostriedky na ochranu pred vibráciami sa delia na: kolektívne a individuálne. Hlavné opatrenia na ochranu pred vibráciami možno zhruba zredukovať na tieto skupiny: technické, organizačné a liečebno-profylaktické.

Technické činnosti zahŕňajú: eliminácia vibrácií pri zdroji a po dráhe ich šírenia. Eliminácia alebo zníženie vibrácií pri zdroji sa rieši už od fázy návrhu a výroby strojov. Ich konštrukcia zahŕňa riešenia, ktoré poskytujú pracovné podmienky bezpečné voči vibráciám: nahradenie rázových procesov bezrázovými, použitie plastových dielov, remeňový pohon namiesto reťazového pohonu, ozubené kolesá s globoidným a rybím záberom namiesto priamočiarych, výber optimálnych prevádzkových režimov, starostlivé vyváženie rotujúcich dielov, zvýšenie ich triedy presnosti výroby a povrchovej úpravy atď.

Pri prevádzke zariadenia sú znížené vibrácie dosiahnuté moderným uťahovaním upevňovacích prvkov, odstránením vôle, medzier, kvalitným mazaním trecích plôch a správnym nastavením pracovných častí.

V konštrukciách, cez ktoré sa šíria vibrácie, sa vytvárajú medzery a vyplnia sa vibračnými a zvukovými izolačnými materiálmi; výmena vibračného zariadenia alebo procesu za zariadenie bez vibrácií.

Na zníženie vibrácií pozdĺž dráhy šírenia použite: izolácia vibrácií, tlmenie vibrácií, tlmenie vibrácií.

Vibračná izolácia:

V inžinierskej praxi je jedným z účinných opatrení na zníženie vibrácií pozdĺž cesty ich šírenia od zdroja vibrácií izolácia vibrácií. Izolácia vibrácií môže byť pasívna alebo aktívna.

Izolácia vibrácií sa nazýva aktívna, ak sa na jej zníženie použije dodatočný zdroj energie.

Pasívna izolácia vibrácií sa používa, ak je potrebné chrániť pracovisko pred vibráciami vibrujúcich strojov alebo chrániť iné stroje pred vibráciami nevyvážených častí (SSBT GOST 12.4.046-78 „Metódy a prostriedky ochrany pred vibráciami. Klasifikácia.“).

Izolácia vibrácií oslabuje prenos vibrácií zo zdroja na základňu, podlahu, pracovisko atď. odstránením pevných spojení medzi nimi a inštaláciou elastických prvkov (izolátorov vibrácií).

Ryža. Diagram izolácie vibrácií pre dynamický nevyvážený stroj

Ako izolátory vibrácií sa používajú: oceľové pružiny alebo listové pružiny, tesnenia z gumy, plsti, ako aj gumokovové, pružinovo-plastové a pneumatické gumené konštrukcie, ktoré využívajú elastické vlastnosti materiálov a vzduchu atď. (Obr. 2.5.11.)

Princíp pasívnej izolácie vibrácií je jasne viditeľný na príklade izolácie vibrácií nevyváženého stroja s hmotnosťou M s excentrom hmotnosti m vo vzdialenosti R od osi otáčania (obr. 2.5.12.).

Pri rotácii hriadeľa stroja uhlovou rýchlosťou ω vzniká odstredivá sila Fmax=m ω 2 R, ktorej zmena v čase (t) je harmonická:

(2.5.29)

Ryža. Pasívna izolácia strojových vibrácií

a) a pracovisko b)

Na izoláciu vibrácií stroja sú nainštalované pružinové izolátory vibrácií. Vplyvom sily (2.5.29) sa pružiny deformujú a v pružinách vzniká elastická sila:

, (2.5.30)

kde K je tuhosť tlmičov;

X-deformácia pružiny pri pôsobení dynamickej sily

Účinnosť izolácie vibrácií bude tým vyššia, čím menšia dynamická sila sa prenáša na základňu, t.j. čím menej (rušivá sila F je vyvážená zotrvačnou silou od hmotnosti M)

Účinnosť pasívnej izolácie vibrácií sa hodnotí koeficientom prenosu μ, ktorý ukazuje, aký podiel dynamickej sily vybudenej strojom prenášajú tlmiče na základňu:

Ak zanedbáme tlmenie vibrácií izolátorov vibrácií, potom koeficient prenosu vibrácií je:

Ryža. Závislosť koeficientu prenosu m na f/f 0:

1 – pri použití oceľových pružinových izolátorov vibrácií

(D®0); 2 – to isté, gumené izolátory vibrácií (D=0,2).

(2.5.32)

kde f je frekvencia vynútených kmitov,

f 0 - frekvencia vlastných kmitov, Hz.

Následne na dosiahnutie malej hodnoty koeficientu prenosu je potrebné, aby frekvencia vlastných kmitov bola podstatne menšia ako frekvencia vynútených kmitov. Pri f=f 0 nastáva rezonancia - prudké zvýšenie intenzity vibrácií stroja na izoláciu vibrácií (pri frekvencii vlastných vibrácií blízkej frekvencii vynútených vibrácií je použitie izolátorov vibrácií zbytočné), s f/ f 0 >2, rezonančné vibrácie sú eliminované a pri f/f 0 = 3-4 je dosiahnutá účinnosť prevádzky izolátorov vibrácií.

Pružinové izolátory vibrácií sú široko používané v strojoch a mechanizmoch. Majú vysokú schopnosť izolovať vibrácie a životnosť (μ=1/90...1/60). Kvôli nízkemu vnútornému treniu však izolátory vibrácií z oceľových pružín dobre nerozptyľujú energiu vibrácií, takže k tlmeniu vibrácií nedochádza okamžite, ale počas 15-20 období, čo nie je vždy vhodné pri používaní strojov pracujúcich v krátkodobom režime (žeriavy , bagre a pod.) ).

Ryža. Vibračné izolátory:

a – gumokovový typ AKSS s prípustným zaťažením do 4000 N;

b – pružinovo-gumový typ AD s pneumatickým tlmením;

c – Tim ADC;

d – pneumatické tlmiče;

d – izolátory vibrácií typ APN, vysoko tlmený plast;

e – izolátory vibrácií typu DK.

Používajú sa najmä pružinové tlmiče vibračná izolácia betónových dlaždíc, ventilátorov, spaľovacích motorov, miešačiek betónu atď.

Ryža. Schéma pružinovo-gumových tlmičov: 1, 2, 3 - podpora stroja

Ryža. Schémy pružinovo-gumových tlmičov: 1 – guma; 2 – oceľová pružina; 3 – podpera stroja s izoláciou proti vibráciám.

Pružinové tlmiče v kombinácii s hydraulickými tlmičmi (kombinované) sú široko používané na izoláciu vibrácií riadiacich kabín rýpadiel, buldozérov atď.

Na zníženie doby tlmenia vibrácií sa používajú gumené izolátory vibrácií, v ktorom je veľké vnútorné trenie (koeficient nepružného odporu 0,03-0,25). Schopnosť izolovať vibrácie gumových izolátorov vibrácií je však menšia ako schopnosť pružinových (μ = 1/5...1/20).

Pozitívne vlastnosti pružinových a gumových izolátorov vibrácií sú dobre kombinované v kombinovaných izolátoroch vibrácií pomocou pneumatických a hydraulických tlmičov.

Ryža. Vibračná izolácia pre sedadlo operátora

(1-hydraulický tlmič)

Ryža. Schémy izolácie vibrácií pre vibroaktívne zariadenia: a – referenčná verzia; b – závesná verzia; c – izolácia vibrácií od vertikálnych a horizontálnych vibrácií.

Hodnotenie izolácie vibrácií zariadenia

Jedným zo spôsobov, ako znížiť vibrácie zariadenia, je správna voľba vibračných izolátorov, ktoré môžu byť gumené alebo oceľové vo forme pružín (2.5.19.).

Pomocou výpočtovej schémy na obr. 2.5.19, pozrime sa na príklad výberu oceľových a gumových izolátorov vibrácií.

Pre motor s hmotnosťou Q=15000 kg je potrebné určiť počet pružín izolátora vibrácií. Ako izolátory vibrácií bolo rozhodnuté použiť oceľové pružiny s výškou H 0 = 0,264 m, so stredným priemerom D = 0,132 m, s priemerom tyče d = 0,016 m, s počtom pracovných závitov i = 5,5.

Na základe dostupných údajov sme nastavili jarný index . Pre výpočet tuhosti jednej pružiny v pozdĺžnom (vertikálnom) smere (K 1 z: ) je potrebné poznať modul pružnosti pre šmyk G. Pre všetky pružinové ocele sa berie G rovné 78453200000 Pa.

Podľa obr.2.5.20:

Pri výbere izolátorov vibrácií H 0 /D< 2, в нашем случае .

Obr Výber izolátorov vibrácií

Podľa grafu na obr. 2.5.19. nájdeme koeficient (K), ktorý zohľadňuje zvýšenie napätia v stredných bodoch prierezu tyče v dôsledku šmykovej deformácie, ktorý sa rovná 1,18. Na určenie statického zaťaženia P st je potrebné poznať prípustné torzné napätie τ pre pružinovú oceľ. Ak neexistujú žiadne informácie o triede ocele, potom sa τ rovná 392266000 Pa. V našom príklade sa statické zaťaženie bude rovnať:

H

Celkový počet oceľových pružín: .

Celková tuhosť pružiny izolátorov vibrácií je:

Pre normálnu prevádzku motora musíte nainštalovať 4 pružiny izolátora vibrácií s Ho = 0,264 m; D = 0,132 m; d = 0,016 m.

Je potrebné určiť počet gumových izolátorov vibrácií pre odstredivku s hmotnosťou Q = 14240 kg, čím vzniká sila 139694,4 N. Vypočítaná hodnota odstredivej sily Pz je 9810N. Vibračné izolátory sú vyrobené vo forme kociek s priečnym rozmerom A (priemer alebo strana štvorca) 0,1 m (základná plocha - F = 0,01 m 2) z gumy triedy 4049, dynamický modul pružnosti Eg - 10787315 Pa. Nameraná frekvencia rušivej sily je fo =24Hz. Veľkosť rušivých síl (P k z) sa musí znížiť na 196,2 N. Vzhľadom na to, že dostupné izolátory vibrácií spĺňajú požiadavku 0,25< 0.1 / 0.1 < 1,1, определим жесткость в вертикальном направлении Kz одного резинового виброизолятова (рис.2.5.19):

,

Odhadnime minimálny pomer (a zmin) frekvencie rušivej sily k frekvencii vlastných kmitov objektu izolovaného od vibrácií (obr. 2.5.19.).

Teraz môžeme vypočítať frekvenciu prirodzených vertikálnych vibrácií (fz) izolátora vibrácií pre danú zmin: Hz

Celková maximálna vertikálna tuhosť Kzmax izolátorov vibrácií sa rovná:

n/m

Pri zohľadnení tuhosti zistíme požadovaný celkový počet (n p) gumových izolátorov vibrácií (obr. 2.5.19.):

Horizontálna tuhosť (Kx; Ku) gumového izolátora vibrácií berúc do úvahy modul pružnosti ( Pa) sa rovná:

Preto, aby sa rušivé sily znížili na 196,2 N, je potrebné použiť 5 gumových izolátorov vibrácií v tvare kocky s A≥ 10 cm.

Ryža. Vibračná izolácia riadiacej stanice:

1 – pneumatický tlmič; 2 – železobetónová doska; 3 – ovládací panel.

Na obr. Je uvedená schéma izolácie vibrácií pracoviska operátora pomocou pneumatických tlmičov. Vzduch vo vzduchovom tlmiči je pod tlakom 3-20 kPa a zaťaženie vzduchového tlmiča, vyrobeného vo forme duše automobilu, je 1000-4000 N.

Frekvencia prirodzených vibrácií stĺpika s izoláciou vibrácií v závislosti od zaťaženia je v rozsahu 2...4 Hz, čo poskytuje izoláciu vibrácií s µ= 1/150 pri frekvencii vibrácií 50 Hz.

Ryža. Schematické diagramy pasívnej vibračnej izolácie pracovísk.

1 – pasívna doska izolujúca vibrácie.

2 – izolátor vibrácií.

3 – oscilačná základňa.

5 a 6 – podpery a závesy dosky.

Pre pracovisko operátora (obr. 2.5.17.) je pomocou hydraulického tlmiča vybavené sedadlo s izoláciou proti vibráciám s koeficientom útlmu 0,2...0,3 a redukcia vibrácií pri frekvenciách 16...63 Hz dosahuje 8 dB.

Ryža. Schéma izolácie vibrácií čerpacej jednotky

Absorpcia vibrácií– absorpcia amplitúdy rýchlosti kmitania elasticko-viskóznym materiálom. Podstatou pohlcovania vibrácií je nanášanie elasticko-viskózneho materiálu na vibrujúci povrch: plast, porézna guma, nátery pohlcujúce vibrácie a tmely.

Absorpcia vibrácií povlakov je účinná za predpokladu, že dĺžka absorbujúcej vrstvy sa rovná niekoľkým vlnovým dĺžkam ohybových vibrácií.

Absorpcia vibrácií je neúčinná pri znižovaní intenzity pozdĺžnych vĺn, ktoré nesú veľkú vibračnú energiu pri vysokých frekvenciách. Výber náterového materiálu je založený na údajoch o vibračnom spektre. V závislosti od hodnoty modulu pružnosti sa nátery absorbujúce vibrácie delia na tvrdé (E = 10 9 Pa) a mäkké (E = 10 7 Pa). Pevné nátery absorbujúce vibrácie sa používajú najmä na zníženie vibrácií nízkych a stredných frekvencií. Mäkké sa používajú na zníženie intenzity vysokofrekvenčných vibrácií. Kompozitné materiály majú vysokú účinnosť pohlcovania vibrácií: „Polyakryl“, „Viponit“, plošné materiály - vinylový pór, polystyrénová pena atď., ktoré sa lepia na kovové časti zariadení (plášte) s optimálnou hrúbkou náteru 2... 3-násobok hrúbky poťahovanej konštrukcie. Tento náter je účinný aj pri znižovaní hladiny hluku.

Ryža. Dynamické tlmiče vibrácií: a – schéma tlmiča; b – dynamické tlmenie vibrácií komína.

Tlmenie vibrácií

Dynamické tlmiče vibrácií sa najefektívnejšie používajú na zníženie vibrácií strojov so stabilnou frekvenciou vibrácií (čerpadlá, turbogenerátory, elektrárne a pod.) Činnosť tlmiča vibrácií je nasledovná (obr. 2.5.20). Tlmič vibrácií s hmotnosťou m a tuhosťou K! sa pripája na vibračný mechanizmus, ktorého vibrácie musia byť tlmené (hmotnosť mechanizmu M a tuhosť K). Kmitanie mechanizmu pod vplyvom rušivej sily nastáva podľa harmonického zákona F 0 * sin ωt. Hmotnosť a tuhosť tlmiča vibrácií m A TO! zvolené tak, aby frekvencia vlastných vibrácií tlmiča vibrácií bola rovná ω = ω 0 . Navyše v každom okamihu času sila F 1 z tlmiča vibrácií pôsobí proti sile F (tlmič vibrácií vstupuje do rezonančných kmitov a kmity mechanizmu hmotnosti M sa zmenšujú). Tlmenie vibrácií sa používa na zníženie vibrácií výškových objektov (televízne a rozhlasové antény, komíny, pomníky). Vlastná frekvencia tlmičov vibrácií je zvolená tak, aby sa zhodovala s frekvenciou pulzovania zaťaženia vetrom. Nevýhodou použitia dynamických tlmičov je, že dokážu znížiť vibrácie len pri jednej frekvencii (2.5.23).

Základňa tlmiaca vibrácie

Vplyv vibrácií z dynamicky nevyvážených strojov na hlavné konštrukcie budov a konštrukcií možno znížiť nasledujúcim spôsobom: zvýšiť hmotnosť základu, vytvoriť základ absorbujúci vibrácie. Konštrukčne je základ tlmiaci vibrácie vyrobený z ľahkých elastických materiálov vo forme akustických švov po obvode základu vibračného stroja (drviče, vibračné plošiny, mlyny, ventilátory). Obrázky 2.5.24-2.5.27 znázorňujú schémy základne tlmenia vibrácií.

Ryža. Základňa tlmiaca vibrácie:

1 – vibračná plošina; 2 – základňa (základ); 3 – akustický šev.

Ryža. Inštalácia jednotiek na základoch tlmiacich vibrácie: a – na základoch a na zemi; b – na strope.

Ryža. Schéma inštalácie gumovej podložky pod základom vibračnej plošiny.

Ryža. Vibračná platforma na „otvorenom vzduchovom vankúši“ » :

1 - vibračná plošina; 2 - ventilátor;

3 – forma s betónom

Osobné ochranné prostriedky proti vibráciám

Ak technickými prostriedkami nie je možné dosiahnuť súlad s hygienickými normami na pracovisku, je potrebné používať osobné ochranné pracovné prostriedky: rukavice odolné voči vibráciám a obuv odolná voči vibráciám, chrániče kolien, žinenky, podbradníky, špeciálne obleky. Vibračné vlastnosti použitých elastických materiálov sú štandardizované v oktávových pásmach 8...2000 Hz a mali by byť v rozmedzí 1...5 dB pri hrúbke vložky 5 mm a 1...6 dB pri hrúbke vložky 10 mm. Lisovacia sila pri hodnotení vlastností odolných voči vibráciám sa pohybuje od 50 do 200 N. Rukavice odolné voči vibráciám musia byť hygienické, nesmú brániť pri vykonávaní technologických operácií a nespôsobovať podráždenie pokožky (GOST 12.4 002-74 „Osobná ochrana rúk o vibráciách. Všeobecné technické požiadavky“) .

Topánky izolujúce vibrácie sú vyrobené z kože (alebo umelých náhrad) a vybavené vložkami vyrobenými z elasticko-plastových materiálov na ochranu pred vibráciami pri frekvenciách nad 11 Hz. Účinnosť obuvi izolujúcej vibrácie je štandardizovaná pri frekvenciách 16; 31,5; 63 Hz a mala by byť 7...10 dB. Požiadavky na výrobu obuvi odolnej voči vibráciám a metódy stanovenia účinnosti ochrany sú uvedené v GOST 12.4.024-76* „Špeciálna obuv odolná voči vibráciám. Všeobecné technické požiadavky“.

K organizačným a preventívnym opatreniam na zníženie škodlivých účinkov vibrácií by mal zahŕňať racionálny režim práce a odpočinku a uplatňovanie terapeutických a preventívnych opatrení. Pri práci s nástrojom, ktorý vibruje až 1200 za minútu, potrebujú pracovníci po každej hodine práce 10-minútovú prestávku; Pri práci s náradím, ktoré má 4000 a viac vibrácií za minútu, je potrebná polhodinová prestávka po každej hodine práce.

Ryža. Topánky tlmiace vibrácie:

a – amplitúda vibrácií podošvy;

b – amplitúda vibrácií hornej plochy stielky

1 – celkový pohľad; 2 – stielka tlmiaca vibrácie.

Vyhnite sa vystaveniu vibráciám počas viac ako 65 % pracovného času. Podľa hygienických noriem je zakázané pracovať s pneumatickým náradím pri teplotách pod 16 0 C, vlhkosti 40-60% a rýchlosti vzduchu viac ako 0,3 m/s.

Pri práci s vibračnými nástrojmi na prevenciu chorôb by hmotnosť nástroja držaného v rukách nemala presiahnuť 10 kg a prítlačná sila osôb pracujúcich na vibračných zariadeniach by nemala presiahnuť 200 N.

Správa k téme:

Vplyv vibrácií na ľudské telo.

Vyplnil: študent 1. ročníka skupiny PSH-101

Ryabova Natalya

Oscilácie- opakované opakovanie rovnakých alebo takmer identických procesov - sprevádzajú mnohé prírodné javy a javy spôsobené ľudskou činnosťou - od najjednoduchších kmitov kyvadla až po elektromagnetické kmity šíriacej sa svetelnej vlny.

Mechanické vibrácie– periodicky sa opakujúce pohyby, rotačné alebo vratné.

Vibrácie– sú to malé mechanické vibrácie, ktoré vznikajú v pružných telesách vplyvom premenlivých síl.

Elektromotor teda prenáša vibrácie spôsobené nevyváženým rotorom na základ. Je takmer nemožné dokonale vyvážiť prvky mechanizmov, takže vibrácie sa takmer vždy vyskytujú v mechanizmoch s rotujúcimi časťami. Rezonančné vibrácie vozňa nastávajú v dôsledku blízkosti frekvencie nárazovej sily v spojoch koľajníc k vlastnej frekvencii vozňa. Vibrácie sa pozdĺž zeme šíria vo forme elastických vĺn a spôsobujú vibrácie budov a konštrukcií.

Vibrácie zo strojov môžu narušiť fungovanie zariadenia a spôsobiť vážne nehody. Zistilo sa, že vibrácie sú príčinou 80 % nehôd v automobiloch. Najmä vedie k hromadeniu únavových účinkov v kovoch a vzniku trhlín.

Keď je človek vystavený vibráciám, najdôležitejšie je, že ľudské telo môže byť reprezentované ako komplexný dynamický systém. Početné štúdie ukázali, že tento dynamický systém sa mení v závislosti od postoja človeka, jeho stavu – uvoľneného alebo napätého – a ďalších faktorov. Pre takýto systém existujú nebezpečné rezonančné frekvencie. A ak na človeka pôsobia vonkajšie sily s frekvenciami blízkymi alebo rovnými rezonančným, potom sa amplitúda vibrácií celého tela aj jeho jednotlivých orgánov prudko zvyšuje.

Rezonančné frekvencie.

Pre človeka dochádza k rezonancii:

V sede pri frekvencii 4 – 6 Hz

Pre hlavu - 20 - 30 Hz

Pre očné buľvy – 60 – 90 Hz

Pri týchto frekvenciách môžu intenzívne vibrácie viesť k poraneniu chrbtice a kostného tkaniva, k poškodeniu zraku a u žien k predčasnému pôrodu.

Vibrácie spôsobujú striedavé mechanické namáhanie v tkanivách orgánov. Informáciu o aktuálnej vibrácii vníma vestibulárny aparát.

Vestibulárny aparát sa nachádza v časovej časti lebky a pozostáva z vestibulu a polkruhových kanálikov umiestnených vo vzájomne kolmých rovinách. Vestibulárny aparát zabezpečuje analýzu polôh a pohybov hlavy v priestore, aktiváciu svalového tonusu a udržiavanie rovnováhy tela.

Pri širokom rozsahu vibrácií pôsobiacich na človeka môže vestibulárny aparát prenášať nepravdivé informácie. Je to spôsobené zvláštnosťami hydrodynamickej štruktúry vestibulárneho aparátu, ktorý sa počas evolúcie neprispôsobil fungovaniu v podmienkach vysokofrekvenčných oscilácií. Takéto nepravdivé informácie spôsobujú kinetózu a dezorganizujú fungovanie mnohých systémov tela.

Vplyv vibrácií na ľudský organizmus je určený úrovňou rýchlosti vibrácií a zrýchlením vibrácií, rozsahom pracovných frekvencií a individuálnymi vlastnosťami človeka. Za nulovú úroveň rýchlosti vibrácií sa považuje 5 * 10 -8 m/s, zrýchlenie vibrácií je 3 * 10 -4 m/s², vypočítané podľa prahu citlivosti ľudského tela.

Podľa spôsobu prenosu na osobu sa vibrácie delia na:

1. generál– prenášané cez nosné plochy na ľudské telo v sede alebo v stoji.

2. Miestne- prenášaný rukami.

Dlhodobé vystavenie vibráciám vedie k vibračná choroba. Táto choroba je z povolania. Patológia vibrácií je na druhom mieste po prachu medzi chorobami z povolania. Hygienická štandardizácia vibrácií je upravená dokumentmi GOST 12.1.012 - 90 “SSBT. Vibračná bezpečnosť“, SN – 2.2. 4/2.1.8. 556 – 96 „Priemyselné vibrácie“

Pri posudzovaní vplyvu vibrácií sa rýchlosť vibrácií a zrýchlenie vibrácií normalizujú

V6 = V480Ö 480/T,

V480 - prípustná hodnota rýchlosti vibrácií počas trvania

akcia 480 mm, m/s

V závislosti od stupňa vplyvu na ľudské telo existujú 4 štádiá vývoja vibračnej choroby:

1. V prvej fáze sú príznaky menšie: bolesť v rukách, kŕče kapilár, bolesť svalov ramenného pletenca.

2. V druhom štádiu sa bolesť v rukách zintenzívňuje, citlivosť sa stráca, teplota klesá a pokožka rúk zmodrie.

Za predpokladu, že sa v prvej a druhej fáze vylúči vplyv vibrácií na človeka, je liečba účinná a zmeny sú vratné.

Tretia a štvrtá fáza sú charakterizované intenzívnou bolesťou v rukách a prudkým poklesom teploty rúk. Zmeny sa vyskytujú v nervovom a endokrinnom systéme, ako aj cievne zmeny. V týchto štádiách sa poruchy zovšeobecňujú.

Pacienti trpia závratmi, bolesťami hlavy a hrudníka. Zmeny sú trvalé a nezvratné.

Ochrana proti vibráciám človeka je komplexný problém biomechaniky. Pri vývoji metód ochrany pred vibráciami je potrebné brať do úvahy emocionálny stav človeka, intenzitu práce a stupeň únavy.

Základné ochranné opatrenia:

Izolácia zdroja vibrácií

Vibračná izolácia je ochrana konštrukcií a strojov pred šírením mechanických vibrácií (vibrácií) vznikajúcich pri prevádzke mechanizmov, premávke a pod. Na realizáciu izolácie vibrácií sa používajú tlmiče nárazov z elastických materiálov. Napríklad automobilové a kočiarové pružiny.

Vibračné aktívne jednotky sú inštalované na izolátoroch vibrácií - pružiny, elastické tesnenia, pneumatické alebo hydraulické zariadenia, ktoré chránia základ pred účinkami vibrácií.

Hygienické normy upravujú maximálne prípustné úrovne vibrácií a terapeutické a preventívne opatrenia.

Treba si však uvedomiť, že vibrácie v určitých množstvách majú pozitívny vplyv na ľudský organizmus. Vibrácie môžu zvýšiť aktivitu životných procesov v tele.

Literatúra:

1. Encyklopedický slovník

2. Internetové zdroje

3. Bezpečnosť života: Texty prednášok / Zostavil: A.I. Pavlov. – M.: MIEMP, 2003. – 20 s.

Vibrácie sú vibrácie pevných telies - častí prístrojov, strojov, zariadení, konštrukcií, vnímané ľudským telom ako otrasy. Vibrácie sú často sprevádzané počuteľným hlukom.

Podľa spôsobu prenosu na človeka sa vibrácie delia na lokálne a všeobecné.

Všeobecná vibrácia sa prenáša cez nosné plochy na telo stojacej alebo sediacej osoby. Najnebezpečnejšia frekvencia všeobecných vibrácií leží v rozsahu 6-9 Hz, pretože sa zhoduje s prirodzenou frekvenciou vibrácií vnútorných orgánov človeka, čo môže mať za následok rezonanciu.

Miestne (miestne) vibrácie sa prenášajú cez ľudské ruky. Miestne vibrácie môžu zahŕňať aj vibrácie, ktoré ovplyvňujú nohy sediacej osoby a predlaktia v kontakte s vibrujúcimi povrchmi pracovných stolov.

Zdrojmi lokálnych vibrácií prenášaných na pracovníkov môžu byť: ručné stroje s motorom alebo ručné elektrické náradie; Ovládanie strojov a zariadení; ručné náradie a obrobky.

Všeobecné vibrácie sa v závislosti od zdroja ich výskytu delia na:

všeobecné vibrácie kategórie 2 - dopravné a technologické, pôsobiace na ľudí na pracoviskách v strojoch pohybujúcich sa na špeciálne upravených plochách výrobných priestorov, priemyselných areálov a banských diel;

• 3a - na stálych pracoviskách priemyselných priestorov podnikov;
• 3b - na pracoviskách v skladoch, jedálňach, technických miestnostiach, služobných miestnostiach a iných pomocných výrobných priestoroch, kde nie sú stroje spôsobujúce vibrácie;
• 3c - na pracoviskách v administratívnych a obslužných priestoroch vedenia závodu, projekčných kanceláriách, laboratóriách, školiacich strediskách, výpočtových strediskách, zdravotných strediskách, kancelárskych priestoroch a iných priestoroch duševných pracovníkov.

Podľa časových charakteristík sa vibrácie delia na:

• - konštanta, pre ktorú sa spektrálny alebo frekvenčne korigovaný normalizovaný parameter počas doby pozorovania (najmenej 10 minút alebo doby technologického cyklu) zmení najviac 2-krát (6 dB) pri meraní s časovou konštantou 1 s;
• - nekonštantné vibrácie, pri ktorých sa spektrálny alebo frekvenčne korigovaný normalizovaný parameter počas doby pozorovania (najmenej 10 minút alebo doba technologického cyklu) zmení viac ako 2-krát (6 dB) pri meraní s časovou konštantou 1 s.

Rovnako ako pri hluku, celé spektrum frekvencií vibrácií vnímaných človekom je rozdelené do oktávových pásiem s geometrickými strednými frekvenciami 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Keďže rozsah zmien parametrov vibrácií od prahových hodnôt, pri ktorých nie je nebezpečný pre skutočné hodnoty, je veľký, je vhodnejšie merať neplatné hodnoty týchto parametrov a logaritmus pomeru skutočných hodnoty na prahové hodnoty, potom sú jeho meracími jednotkami decibely (dB).

Najvyššia prípustná úroveň vibrácií (MAL) je úroveň faktora, ktorý by pri dennej (okrem víkendovej) práci, ale maximálne 40 hodín týždenne počas celého pracovného obdobia, nemal spôsobovať choroby alebo zdravotné problémy zistené moderným výskumom. metódy v procese práce alebo v dlhodobom horizonte života súčasnej a nasledujúcich generácií. Dodržiavanie limitov vibrácií nevylučuje zdravotné problémy u precitlivených jedincov.

Vibrácie sú jedným z faktorov s vysokou biologickou aktivitou. Závažnosť reakcií je určená najmä silou energetického dopadu a biomechanickými vlastnosťami ľudského tela ako komplexného oscilačného systému. Sila oscilačného procesu v kontaktnej zóne a čas tohto kontaktu sú hlavné parametre, ktoré určujú vývoj vibračných patológií, ktorých štruktúra závisí od frekvencie a amplitúdy vibrácií, trvania expozície, miesta aplikácie a smeru. vibračnej osi, tlmiacimi vlastnosťami tkanív, rezonančnými javmi a inými stavmi.

Medzi reakciami tela a úrovňou aplikovaných vibrácií neexistuje lineárny vzťah. Dôvodom tohto javu je rezonančný efekt. Keď sa frekvencia vibrácií zvýši nad 0,7 Hz, sú možné rezonančné vibrácie v ľudských orgánoch. Rezonancia ľudského tela a jeho jednotlivých orgánov nastáva pod vplyvom vonkajších síl, keď sa prirodzené frekvencie vibrácií vnútorných orgánov zhodujú s frekvenciami vonkajších síl. Rezonančná oblasť pre hlavu v sede s vertikálnymi vibráciami sa nachádza v zóne medzi 20 - 30 Hz, s horizontálnymi vibráciami - 1,5 - 2 Hz.

Rezonancia je obzvlášť dôležitá vo vzťahu k orgánu zraku. Poruchy zraku sa prejavujú vo frekvenčnom rozsahu medzi 60 a 90 Hz, čo zodpovedá rezonancii očných buliev. Pre orgány nachádzajúce sa v hrudníku a brušnej dutine sú rezonančné frekvencie 3 - 3,5 Hz. Pre celé telo v sede dochádza k rezonancii pri frekvenciách 4 - 6 Hz.

Dlhodobé systematické vystavenie vibráciám vedie k rozvoju choroby z vibrácií, ktorá je zaradená do zoznamu chorôb z povolania. Toto ochorenie je diagnostikované spravidla u priemyselných pracovníkov. V obývaných oblastiach nie je choroba z vibrácií registrovaná napriek prítomnosti mnohých zdrojov vibrácií (pozemná a podzemná doprava, priemyselné zdroje atď.).

Vibrácie prenášané z vibrujúceho povrchu do ľudského tela spôsobujú podráždenie početných nervových zakončení v stenách ciev, svalov a iných tkanív. Impulzy odozvy vedú k narušeniu normálneho funkčného stavu niektorých vnútorných orgánov a systémov, predovšetkým periférnych nervov a krvných ciev, čo spôsobuje ich kontrakciu. Zmeny prechádzajú aj samotné nervové zakončenia, najmä tie kožné – stávajú sa menej náchylné na podráždenie. To všetko sa prejavuje vo forme bezpríčinnej bolesti v rukách, najmä v noci, necitlivosti, pocitu „lezúcej husej kože“, náhleho bielenia prstov, zníženia citlivosti všetkých typov kože (bolesť, teplota, hmat). Celý tento komplex symptómov, charakteristických pre vystavenie vibráciám, sa nazýva vibračná choroba. Pacienti s ochorením vibrácií sa zvyčajne sťažujú na svalovú slabosť a únavu. U žien vystavenie vibráciám často spôsobuje poruchy vo funkčnom stave genitálnej oblasti.

Rozvoj vibračnej choroby atď. iné nepriaznivé javy závisia najmä od spektrálneho zloženia vibrácií: čím vyššia je frekvencia vibrácií a čím väčšia je amplitúda a rýchlosť vibrácií, tým väčšie nebezpečenstvo vibrácie predstavuje vo vzťahu k načasovaniu vývoja a závažnosti vibračnej choroby.

Patológia vibrácií je na druhom mieste (po prachu) medzi chorobami z povolania. Vzhľadom na zdravotné problémy spôsobené vystavením vibráciám je potrebné poznamenať, že frekvencia chorôb je určená dávkou a charakteristiky klinických prejavov sa formujú pod vplyvom spektra vibrácií. Existujú tri typy vibračnej patológie z účinkov všeobecných, miestnych a trhaných vibrácií.

Keď všeobecné vibrácie ovplyvňujú telo, trpí predovšetkým nervový systém a analyzátory: vestibulárne, vizuálne, hmatové. Vibrácie sú špecifickým stimulom pre vestibulárny analyzátor s lineárnymi zrýchleniami pre otolitický aparát umiestnený vo vestibulárnych vakoch a uhlovými zrýchleniami pre polkruhové kanáliky vnútorného ucha.

Pracovníci vo vibračných profesiách zaznamenali závraty, stratu koordinácie pohybov, príznaky kinetózy a vestibulo-vegetatívnu nestabilitu. Zhoršená funkcia zraku sa prejavuje zúžením a stratou niektorých oblastí zorného poľa, znížením zrakovej ostrosti niekedy až o 40 % a subjektívne aj stmavnutím očí. Pod vplyvom všeobecných vibrácií dochádza k poklesu bolesti, hmatovej a vibračnej citlivosti. Nebezpečné sú najmä trhavé vibrácie spôsobujúce mikrotraumy rôznych tkanív s následnými reaktívnymi zmenami. Všeobecná nízkofrekvenčná vibrácia ovplyvňuje metabolické procesy, ktoré sa prejavujú zmenami metabolizmu sacharidov, bielkovín, enzýmov, vitamínov a cholesterolu a biochemických parametrov krvi.

Ochorenie z vibrácií z vystavenia všeobecným vibráciám a otrasom je zaznamenané u vodičov dopravy a operátorov dopravno-technologických strojov a jednotiek a v železobetónových závodoch. Pre vodičov áut, traktoristov, buldozérov a obsluhu bagrov, ktorí sú vystavení nízkofrekvenčným vibráciám podobným nárazom, sú charakteristické zmeny v lumbosakrálnej chrbtici. Pracovníci sa často sťažujú na bolesti dolnej časti chrbta, končatín a žalúdka, nedostatok chuti do jedla, nespavosť, podráždenosť a únavu. Vo všeobecnosti je obraz vplyvu všeobecných nízko a strednofrekvenčných vibrácií vyjadrený celkovými autonómnymi poruchami s periférnymi poruchami, hlavne končatín a znížením cievneho tonusu a citlivosti.

Pohromou modernej výroby, najmä strojárstva, sú lokálne vibrácie. Lokálne vibrácie pociťujú najmä ľudia pracujúci s ručným elektrickým náradím. Lokálne vibrácie spôsobujú kŕče v krvných cievach ruky a predlaktia, čím narúšajú prekrvenie končatín. Vibrácie zároveň pôsobia na nervové zakončenia, svalové a kostné tkanivá, čo spôsobuje zníženie citlivosti kože, ukladanie solí v kĺboch ​​prstov, deformáciu a zníženie pohyblivosti kĺbov.

Nízkofrekvenčné výkyvy spôsobujú prudký pokles kapilárneho tonusu a vysokofrekvenčné výkyvy spôsobujú vazospazmus.

Načasovanie rozvoja periférnych porúch nezávisí ani tak od úrovne, ako skôr od dávky (ekvivalentnej úrovne) vibrácií počas pracovnej zmeny. Prvoradý význam má čas nepretržitého kontaktu s vibráciami a celkový čas vystavenia vibráciám za zmenu. U formovačov, vŕtačiek, brúsičov, rovnačiek so strednofrekvenčným vibračným spektrom sa choroba rozvinie po 8 - 10 rokoch práce. Údržba rázových nástrojov (nitovanie, narážanie), ktoré generujú vibrácie v oblasti stredných frekvencií (30 - 125 Hz), vedie po 12 - 15 rokoch k rozvoju cievnych, nervovosvalových, osteoartikulárnych a iných porúch. Pri vystavení lokálnym nízkofrekvenčným vibráciám, najmä pri výraznom fyzickom strese, sa pracovníci sťažujú na tŕpnutie horných končatín, často v noci. Jedným zo stálych príznakov lokálnej a celkovej expozície je porucha citlivosti. Najvážnejšie sú ovplyvnené vibrácie, bolesť a citlivosť na teplotu.

Medzi faktory pracovného prostredia, ktoré zhoršujú škodlivé účinky vibrácií na organizmus, patrí nadmerná svalová záťaž, nepriaznivé mikroklimatické podmienky, najmä nízka teplota, vysoká intenzita hluku a psycho-emocionálny stres. Ochladzovanie a zvlhčovanie rúk výrazne zvyšuje riziko vzniku vibračnej choroby zvýšením cievnych reakcií. Pri kombinovanom pôsobení hluku a vibrácií sa pozoruje vzájomné zosilnenie účinku v dôsledku jeho sčítania, prípadne zosilnenia.

Opatrenia na boj proti hluku a vibráciám sú do značnej miery rovnaké.

V prvom rade je potrebné dbať na technologický postup a zariadenia a podľa možnosti prevádzky sprevádzané hlukom či vibráciami nahradiť inými. V niektorých prípadoch je možné nahradiť kovanie kovu razením, nitovaním a razením lisovaním alebo elektrickým zváraním, brúsenie kovu ohňom, pílenie kotúčovými pílami strihaním špeciálnymi nožnicami a pod. Je potrebné zabezpečiť, aby napr. výmena nevytvára žiadne alebo ďalšie nebezpečenstvá, ktoré môžu mať na pracovníkov nepriaznivejší vplyv ako hluk a vibrácie.

Eliminácia alebo zníženie hluku a vibrácií od rotujúcich alebo pohybujúcich sa komponentov a zostáv sa dosahuje predovšetkým presným nastavením všetkých dielov a odladením ich chodu (zníženie tolerancií medzi spojovacími dielmi na minimum, eliminácia skreslení, vyváženie, včasné mazanie atď.) . Pružiny alebo materiál absorbujúci nárazy (guma, plsť, korok, mäkké plasty atď.) by mali byť inštalované pod rotujúce alebo vibrujúce stroje alebo jednotlivé komponenty (medzi kolidujúce časti). V tých prípadoch, kde je to podľa technických podmienok prípustné, je vhodné vymeniť valivé ložiská za klzné ložiská, ploché remeňové prevody za všitý remeň - za v tvare V, ozubené prevody za bezprevodové, diely a zostavy za vratné pohyby - s rotačnými.

Neodporúča sa umiestňovať rotujúce časti stroja (kolesá, ozubené kolesá, hriadele atď.) na jednu stranu: komplikuje to vyvažovanie a vedie k vibráciám. Vibrujúce veľké plochy, ktoré vytvárajú hluk (rachot), ako sú plášte, stropy, kryty, steny kotlov a nádrží pri ich nitovaní alebo čistení, omieľacie bubny a pod., by mali byť pevnejšie spojené s pevnými časťami (základňami), položenými nárazom -absorbujúce podšívky alebo pokrytie podobným materiálom na vrchu.

Aby sa predišlo turbulenciám vzduchu alebo tokov plynu, ktoré vytvárajú vysokofrekvenčný hluk, je potrebné starostlivo inštalovať plynové a vzduchové komunikácie a zariadenia, najmä tie, ktoré sú pod vysokým tlakom, aby sa zabránilo drsnosti vnútorných povrchov, vyčnievajúcim častiam, ostrým zákrutám, netesnostiam atď. Na uvoľnenie stlačeného vzduchu alebo plynu by ste nemali používať jednoduché kohútiky, ale špeciálne ventily ako Ludlo. Tlak vzduchu alebo plynu v systémoch nie je možné zvýšiť nad hodnoty požadované pre daný technologický proces, pre ktorý je vhodné inštalovať obmedzovače tlaku. Obvodová rýchlosť ventilátorových turbín a iných rotujúcich častí zariadení, ktoré prenášajú vzduchové prúdy, by nemala presiahnuť 35-40 m/s. Je vhodné vytvoriť spojenia medzi ventilátormi a vzduchovými kanálmi a v niektorých prípadoch plynovou a vzduchovou komunikáciou pomocou mäkkých prechodov (guma, plátno, gumové tesnenia na prírubách atď.). Na výfukoch pneumatických inštalácií sú inštalované tlmiče hluku.

Dôležitú úlohu v boji proti hluku a vibráciám zohrávajú architektonické, konštrukčné a plánovacie riešenia pri projektovaní a výstavbe priemyselných budov. V prvom rade je potrebné presunúť najhlučnejšie a najvibrujúcejšie zariadenia mimo výrobných priestorov, kde sa nachádzajú pracovníci; ak si toto zariadenie vyžaduje neustále alebo časté periodické monitorovanie, sú na mieste, kde sa nachádza, vybavené zvukotesné kabíny alebo miestnosti pre obsluhujúci personál.

Priestory s hlučným a vibrujúcim zariadením by mali byť čo najlepšie izolované od ostatných pracovných priestorov. Podobne je vhodné izolovať od seba miestnosti alebo priestory s hlukom rôznej intenzity a spektra. Steny a stropy v hlučných miestnostiach sú pokryté zvukotesnými materiálmi, akustickými omietkami, mäkkými závesmi, perforovanými panelmi obloženými troskou atď.

Výkonné stroje a iné rotačné alebo nárazové zariadenia sú inštalované v spodnom podlaží na špeciálnom základe, ktorý je úplne oddelený od základov hlavnej budovy, podlahy a nosných konštrukcií. Podobné zariadenia s nižším výkonom sú inštalované na nosných konštrukciách budovy s tesneniami vyrobenými z materiálov absorbujúcich nárazy alebo na konzolách namontovaných na hlavných stenách. Zariadenia, ktoré vytvárajú hluk, sú pokryté krytmi alebo uzavreté v izolovaných kabínach s povlakmi absorbujúcimi zvuk. Plynové alebo vzduchové komunikácie, ktorými sa môže šíriť hluk (od kompresorov, pneumatických pohonov, ventilátorov a pod.), sú tiež odhlučnené.

Aby sa predišlo nepriaznivým účinkom miestnych a všeobecných vibrácií, pracovníci musia používať osobné ochranné prostriedky.

Pri práci v podmienkach všeobecných vibrácií je pod nohami pracovníka umiestnená špeciálna plošina na tlmenie vibrácií (tlmenie nárazov). Pri vystavení lokálnym vibráciám (zvyčajne ruky) sú rukoväte a iné vibrujúce časti strojov a nástrojov (napríklad pneumatické kladivo), ktoré prichádzajú do kontaktu s telom pracovníka, pokryté gumou alebo iným mäkkým materiálom. Rukavice tiež zohrávajú úlohu tlmenia vibrácií. Opatrenia na boj proti vibráciám sa poskytujú nielen pri priamej práci s vibrujúcimi nástrojmi, strojmi alebo inými zariadeniami, ale aj pri kontakte s časťami a nástrojmi, ktoré sú vystavené vibráciám z hlavného zdroja.

Pracovný proces je potrebné organizovať tak, aby sa operácie sprevádzané hlukom alebo vibráciami striedali s inou prácou bez týchto faktorov. Ak nie je možné zorganizovať takéto striedanie, je potrebné zabezpečiť pravidelné krátke prestávky v práci vypnutím hlučného alebo vibrujúceho zariadenia alebo premiestnením pracovníkov do inej miestnosti. Treba sa vyhnúť výraznej fyzickej aktivite, najmä statickému stresu, ako aj ochladzovaniu rúk a celého tela; Počas prestávok určite robte fyzické cvičenia (fyzické prestávky).

Pri uchádzaní sa o prácu s možným vystavením hluku alebo vibráciám sa vykonávajú povinné predbežné lekárske prehliadky a počas pracovného obdobia - pravidelné lekárske prehliadky raz ročne.

V podnikoch by sa za účasti sanitárneho a epidemiologického dohľadu nad zdravotníckymi zariadeniami a službami ochrany práce mal vypracovať špecifický súbor lekárskych a biologických preventívnych opatrení, berúc do úvahy povahu ovplyvňujúcich vibrácií a súvisiace faktory pracovného prostredia.