ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВИБРАЦИИ

Цель занятия.Студентов знакомят с физической природой вибрации, виброизмерительной аппаратурой, характером воздействия производственной вибрации на организм и методами исследования некоторых функций организма, изменяющихся под ее воздействием.

Практические навыки.Студентов учат методике измерения вибрации и проведению гигиенической оценки виброграмм.

Нормативные документы.СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация и вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»; МУ 2946-83 «Методические рекомендации по измерению импульсной локальной вибрации».

Задания.В процессе изучения темы студенты должны:

1) ознакомиться с виброизмерительной аппаратурой;

2) измерить с помощью вибрографа вибрацию, заданную преподавателем на вибростенде;

3) расшифровать и дать гигиеническую оценку полученной виброграммы;

4) ознакомиться с методами определения физиологических реакций организма на воздействие вибрации.

Методические указания к заданиям

Физической основой вибрации являются механические колеблющиеся движения твердых тел. Вибрация, как и шум, характеризуется частотой колебаний в секунду (герцы), а также величиной амплитуды колебательного движения (полуразмахом). В прямой зависимости от этих величин находятся скорость и ускорение колеблющейся точки.

При соприкосновении вибрирующего объекта с телом человека вибрация передается на ткани организма, в результате чего раздражаются нервные рецепторы разных органов и тканей. При этом в зависимости от интенсивности и длительности воздействия на рецепторы возникает соответствующий более или менее интенсивный рефлекторный ответ, выражающийся в изменении функционального состояния определенных систем организма.

В зависимости от степени распространения вибрации в тканях организма ее условно делят на общую, распространяющуюся на все тело, и местную, когда распространение ограничено. Степень распространения вибрации в тканях организма зависит в основном от амплитуды колебательных движений. Колебания с малой амплитудой хорошо гасятся тканями человеческого тела. С увеличением амплитуды зона распространения вибрации увеличивается. В производственных условиях люди наиболее часто подвергаются воздействию местной вибрации при работе с пневматическим инструментом ударного действия (отбойными молотками, зубилами, виброуплотнителями и т.д.), бурильным и сверлильным инструментом вращательного действия. Общей вибрации, как правило, подвергаются лица, работающие на виброуплотнительных площадках заводов железобетонных изделий, на транспорте, горных и сельскохозяйственных машинах и т.д.

Клинические проявления при воздействии местной вибрации начинаются с легких функциональных сдвигов, наиболее выраженных в местах приложения вибрации (нарушение болевой и вибрационной чувствительности, изменение капилляроскопической картины, температуры кожи и т.д.). При интенсивном длительном воздействии вибрации на организм может развиться выраженная симптоматика вибрационной болезни: чувство онемения и парестезии в местах приложения вибрации (руки); стойкий спазм мелких сосудов; повышенная чувствительность к Холодовым воздействиям; изменения в костно-мышечном и связочном аппаратах суставов. Патологические изменения в организме при воздействии общей вибрации более разнообразны и выражаются главным образом в нарушении деятельности вестибулярного аппарата и центральной нервной системы.

Результирующей величиной, характеризующей интенсивность вибрации, является ее скорость, которая находится в определенной зависимости от частоты и амплитуды колебаний. Эта зависимость выражается следующим отношением:

v = 2pfa,

где v— скорость вибрации, см/с; f— частота колебаний, Гц; а — амплитуда колебаний, см.

Скорость вибрации выражают в абсолютных (м/с, см/с, мм/с) или относительных (дБ) единицах. За нулевой уровень принята скорость вибрации 5×10^-5 мм/с, от которой и проводится отсчет.

Предельно допустимые уровни местной вибрации приведены в табл. 4.7.

Таблица 4.7. Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации

(СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96)

В результате совпадения частоты колебательных движений тканей человека с частотой внешней вибрации может возникать явление резонанса. Частота возбуждающих колебаний, совпадающая с частотой собственных колебаний тела человека, получила название резонансной. Резонансная вибрация оказывает на организм более интенсивное воздействие. По указанному признаку все виды вибрации делят на пять классов (табл. 4.8).

Таблица 4.8. Резонансная характеристика вибрации

Измерение вибрации

Для измерения интенсивности вибрации существуют приборы, называемые виброметрами и вибрографами. Последние позволяют получать графическую запись движений колеблющегося тела — виброграмму. Приборы, измеряющие уровни вибрации, работают по тому же принципу, как приборы для измерения шума. Поэтому часто при этом используют ту же аппаратуру (ИШВ-1, Брюль и Кьер, RFTи др.), но в качестве воспринимающей части (датчиков) вместо микрофона подключают вибропреобразователи (пьезоэлектрические, индуктивные, оптические и др.). Однако эти приборы не в состоянии регистрировать вибрацию с частотой менее 10 Гц. В связи с этим для измерения вибрации применяют также низкочастотную виброизмерительную аппаратуру (НВА-1), позволяющую измерять вибрацию в диапазоне 1,4—355 Гц.

При использовании для измерения вибрации прибора ИШВ-1 (см. рис. 4.1) вместо микрофона в гнездо 1 подключают ввод вибродатчика (пьезоэлектрические вибропреобразователи Д-13 или Д-14, работающие в диапазонах частот 10—2800 Гц и 10—11200 Гц соответственно). Переключатель 4 прибора переводят в положение «Датчик». При измерении общего уровня вибрации переключатель 13 должен находиться в положении «Лин.», а при определении спектрального состава вибрации — в положении «Фильтры». При измерении непрерывной вибрации переключатель 10 ставят в положение «Быстро», при измерении импульсной вибрации — в положение «Медленно». В остальном порядок работы с прибором и отсчет результатов измерения такие же, как при измерении шума.

Оценивать вибрацию следует путем сравнения результатов измерения с нормативными величинами скорости вибрации (см. табл. 4.7) (табл. 4.9).

Таблица 4.9. Гигиенические нормы общей вибрации (СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96)

Примечание. Нормы установлены для рабочей смены продолжительностью 8 ч.

При использовании некоторой виброзаписывающей аппаратуры возникает необходимость в расшифровке виброграмм. При расшифровке определяют частоту и амплитуду, по которым рассчитывают виброскорость и виброускорение. Для этого необходимо подсчитать на виброграмме число пиков между двумя отметками времени. Полученное число будет показывать частоту вибрации.

Для определения амплитуды вибрации необходимо при помощи измерительной линейки измерить размах 10 пиков кривой на виброграмме (расстояние от верхнего пика до нижнего). Далее нужно вычислить среднее значение одного размаха. Полученное значение следует разделить на два (амплитуда определяется по отношению к средней линии виброграммы — положению покоя). Затем по формуле высчитывают скорость вибрации.

Сравнивая полученный результат с предельно допустимыми величинами, оценивают записанную вибрацию и дают заключение.

Пример. Число пиков между двумя отметками времени на виброграмме, полученной при записи с вибрирующего инструмента, составляет 32, следовательно, частота вибрации равна 32 Гц. Среднее расстояние между верхним и нижним пиками равно 24 мм (2,4 см), а амплитуда (А)

где 6 — коэффициент вибрографа без насадки; 2 — деление полного размаха колебательного движения пополам.

Виброскорость данной вибрации будет равна:

v= 2 × 3,14 × 32 × 0,2 = 40,2 см/с = 40,2 × 10^-2 м/с.

По табл. 4.9 данная частота вибрации находится в диапазоне среднегеометрической частоты, равной 31,5, для которой допускается скорость вибрации 0,2 × 10^-2 м/с.

Исследуемая вибрация принадлежит к IVклассу (среднечастотная нерезонансная) и превышает допустимые скорости в 200 раз:

Необходимо технически переоснастить данное рабочее место и использовать индивидуальные средства защиты.