Производственная вибрация

СЕМИПАЛАТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ЛЕКЦИЯ ТЕМА: Производственная вибрация ФАКУЛЬТЕТ: Медико-профилактическое дело КАФЕДРА: Гигиенических дисциплин ДИСЦИПЛИНА: Гигиена труда Семипалатинск, 2005 г.

Вибрацией называется периодические колебания твердых, жидких или эластичных тел, которые передаются телу человека или отдельным его частям.

Широкое распространение на производстве механизированных орудий труда, увеличение грузоподъемности и быстроходности средств транспорта обусловливает нежелательный рост контингента лиц, подвергающихся вибрационному воздействию, создавая тем самым предпосылки для распространения вибрационной патологии, занявшей в последние годы одно из ведущих мест в структуре хронических заболеваний профессиональной этиологии.

Действие вибрации на человека зависит как от физических характеристик колебательного процесса, так и от продолжительности контакта тела человека с вибрирующими поверхностями. Оно может быть легко переносимым и не вызывать в организме каких-либо неблагоприятных последствий, но может и приводить к стойким, необратимым нарушениям физиологических функций с болевыми ощущениями, и даже сопровождаться морфологическими изменениями в тканях и органах.

Классификация вибрации.

Вибрация рабочих мест — вибрация, передающаяся через опорные точки на тело стоящего или сидящего человека (общая вибрация).

Локальная (местная) вибрация — вибрация, передающаяся на руки работающих при работе с ручными машинами и оборудованием.

производственная вибрация рабочее место.

Классификация вибрации рабочих мест.

По источнику возникновения подразделяют на следующие категории:

категория 1 — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочем месте самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам;

категория 2 — транспортно-технологическая, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью и перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок;.

категория 3 — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации:.

категория 3а — на постоянных рабочих местах производственных помещений;

категория 3б — на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых и дежурных помещениях, где нет виброгенерирующих машин;

категория 3в — на рабочих местах в помещениях заводоуправлений, конструкторских бюро, лабораторий, учебных комнатах и помещениях для работников умственного труда.

По направлению действия общая вибрация подразделяется на координаты:

Z — вертикальная общая вибрация;

X — горизонтальная вибрация по направлению вперед-назад;

Y — горизонтальная вибрация рабочих мест по направлению справа-налево.

По характеру спектра вибрации рабочих мест подразделяются:

узкополосные вибрации рабочих мест вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах.

широкополосные, которые не отвечают данному требованию.

По частотному составу вибрации рабочих мест подразделяются на:

низкочастотные — 1 — 4 Гц;

среднечастотные — 8 — 16 Гц;

высокочастотные — 31,5 — 63 Гц.

По временным характеристикам вибрации рабочих мест подразделяются на:

постоянные — величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.;

непостоянные — величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.; Они делятся:

- колеблющиеся во времени — уровни виброскорости непрерывно изменяются во времени;

- прерывистые — контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с.;

- импульсные — состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с.

Работа многих видов оборудования является источником значительной вибрации. Так, бетоноукладчики агрегатных заводов с вибратором-побудителем создают значительную вибрацию (превышение санитарных норм до 10 раз) в полосе спектра 32−250 Гц, которая передается на пол, сиденье машиниста, рулевое управление.

На конвейерных заводах в бетоноукладчиках с вращающейся лентой вибрация, передаваемая на раму и пол бетоноукладчика, также превышает предельно допустимые величины. При неправильной установке на фундаменте формовочных машин и виброплатформ вибрация пола или площадок, на которых стоит формовщик, может в 10 раз и более превышать допустимые величины. Вибрация широкополосная, максимальные уровни виброскорости имеют место в полосе частот 45−90 Гц.

Вибрация пола ткацких фабрик представляет собой низкочастотные колебания (ниже 16 Гц), распространяющиеся в горизонтальном и вертикальном направлении, максимальная вибрация возникает при расположении цехов на верхних этажах зданий и при наличии деревянных полов.

Водители тракторов, самоходных и других сельскохозяйственных машин, в том числе стационарных, подвергаются действию как общей, так и местной вибрации. На рабочее место водителя передается низкочастотная толчкообразная вибрация беспорядочного характера, возникающая во время работы в процессе передвижения машины по неровной местности. Кроме того, на рабочее место водителя, в том числе и на органы управления, передается вибрация, возникающая при работе двигателей и подвижных рабочих органов машины: трансмиссий, транспортеров. Эта вибрация имеет средне — и высокочастотный характер, превышая нормативные величины в 2−3 раза.

Различные экскаваторы, используемые в строительной, горной и других отраслях промышленности, могут быть источниками общей вибрации широкого спектра с максимумом звуковой энергии в полосе частот 8−31 Гц; в ряде случаев отмечается превышение допустимых величин виброскорости в 10−15 раз.

Буровые станки канатно-ударного и шарошечного бурения создают общую вибрацию, передаваемую на рабочее место машиниста. В ряде случаев наблюдается превышение санитарных норм для области частот 125−250 Гц.

Классификация локальной вибрации.

По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся от:

ручных машин с двигателями (ручной механизированный инструмент), органов управления машинами и оборудованием;

ручных инструментов без двигателей (например зубило, рихтовочный молоток).

По направлениям действия локальные вибрации подразделяются на действующие вдоль оси.

X — поперек ладони;

Y — тыльная — ладонная стороны кисти;

Z — вдоль предплечья.

По характеру спектра локальные вибрации подразделяются:

узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах.

широкополосные, которые не отвечают данному требованию.

По частотному составу локальные вибрации подразделяются на:

низкочастотные — 8 — 16 Гц;

среднечастотные — 31,5 — 63 Гц;

высокочастотные — 125 — 1000 Гц.

По временным характеристикам вибрации рабочих мест подразделяются на:

постоянные — величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.;

непостоянные — величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.; Они делятся:

- колеблющиеся во времени — уровни виброскорости непрерывно изменяются во времени;

- прерывистые — контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с.;

- импульсные — состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с.

Преимущественно местную вибрацию создают ручные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия. К виброопасному оборудованию относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, бурильные перфораторы, бетоноломы, трамбовки, гайковерты, поверхностные и глубинные ручные вибраторы, шлифовальные машины, дрели, горные сверла, бензомоторные и электропилы.

Пневматические рубильные молотки предназначены для рубки, чеканки и ряда других работ по металлу, а также по твердым горным породам (гранит, мрамор).

В большинстве случаев ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значительно превышают допустимые нормами величины. Для пневмотрамбовок, гайковертов, горных сверл характерна вибрация с высокими уровнями в области низких частот. Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов, шлифовальных машин, бензомоторных пил характеризуется как средне — и высокочастотная, а пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов, ручных вибраторов для уплотнения бетона как низко-, средне — и высокочастотная.

При работе ручных машин ударного и ударно-вращательного действия возникает так называемая отдача — периодический обратимый импульсный удар, характер которого обусловлен конструкцией ручной машины, физическими свойствами обрабатываемого объекта, степенью осевого усилия, прикладываемого оператором.

При работе с пневматическими ручными машинами имеет место охлаждение рук отработанным воздухом и холодным металлом корпуса машины. Неблагоприятные метеорологические условия могут быть в литейных и обрубных цехах, при работе в карьерах, на открытых горных выработках, при распиловке леса.

При работе с ручными инструментами вращательного действия имеют место мышечные усилия разнообразного характера от статистического напряжения верхних конечностей и плечевого пояса (работа шлифовальными машинами) до частых мелких движений мышц кисти и предплечья (шлифовка стекла при ручной работе на станках).

При работе пневматическими шлифовальными машинами с абразивными кругами максимальное усилие подачи приходится на левую руку.

Влияние вибрации на организм человека.

Низкие частоты (до 16Гц) вызывают «болезнь укачивания». Это состояние наблюдают у работников транспорта /ЖД, морского, авиационного; при использовании самоходных средств/. Укачивание развивается как суммация физиологических эффектов, связанных с раздражением анализаторов, осуществляющих ориентацию в пространстве." Болезнь укачивания" не входит в список профессиональных заболеваний.

Единственной официально признанной нозологической формой профессиональной патологии, вызванной длительным воздействием вибрации, является вибрационная болезнь..

Вибрационная болезнь как самостоятельная нозологическая единица получила всеобщее признание в середине 50-х годов (Е.Ц. Андреева-Галанина). Формирование симптомокомплекса вибрационной болезни существенно варьирует и зависит от физических параметров вибрации, распределения ее воздействия в течение рабочей смены, конструкции виброинструмента, величины физической нагрузки, дополнительных неблагоприятных физических и химических факторов производственной среды, наличия сопутствующих заболеваний, индивидуальной чувствительности, возраста, пола и т. д.

Классификации вибрационной болезни.

В зависимости от вида воздействующих вибрации:

вибрационная болезнь от общей вибрации;

от локальной;

от комбинированной.

По степени выраженности:

1-я степень — начальная / легкие явления/;

2-я степень — умеренно выраженная;

3-я степень — выраженная;

4-я степень — генерализованная / крайне редка/.

Зрение. Вибрация в определенных частотных диапазонах и при определенных ускорениях приводит к ухудшению зрительной функции. Это объясняется тем, что в условиях вибрации скорость перемещения изображения на сетчатке глаза слишком велика. При воздействии вертикальной вибрации наибольшие изменения остроты зрения наблюдаются на частотах выше 15 Гц, особенно в интервале 25 — 40 и 60 — 90 Гц, это связано с механическими резонансами тела. Ухудшение эффективности зрения при вибрации объекта бывает гораздо меньшим, чем ухудшение, вызываемое вибрацией головы с той же частотой и амплитудой. Ухудшение остроты зрения, вызываемое вибрацией можно компенсировать увеличением освещенности объекта. Способность глаза следить за синусоидальным относительным движением объекта начинает утрачиваться при 1 — 2 Гц и почти полностью исчезает при частоте 4 Гц.

Речь. Речь человека может быть заметно нарушена и даже прервана сильной вибрацией или тряской говорящего. Вибрация тела говорящего на частотах ниже 20 Гц и особенно в диапазоне от 4 до 10 Гц искажает качество и изменяет характер речи. Это зависит от позы говорящего, а также от направления, интенсивности и периодичности вибрации. Внутри критического диапазона частот при уровне вибрации выше 0.3 g становится все труднее поддерживать разборчивую речь. Сохранению высокой артикуляции в этих условиях может способствовать улучшение соотношения речь/шум, тренировка говорящего и слушающих к восприятию «вибрационной» речи и, возможно, использование ограниченного лексикона для такого рода разговора.

Эффективность выполнения сложных заданий при действии вибрации (на примере летчиков). В целом обнаружено, что синусоидальная вибрация всего тела с ускорением выше 0.1 g при частотах в диапазоне 1 — 30 Гц может значительно увеличивать число ошибок при выполнении задач на слежение с компенсацией. Поперечная вибрация или покачивание снижает эффективность выполнения большинства заданий значительно сильнее, чем ветикальная. Кроме того, качество выполнения заданий ухудшается с увеличением продолжительности воздействия вибрации.

Изменения со стороны нервной системы являются весьма характерными для вибрационного воздействия и вибрационной болезни. Установлено изменение функционального состояния центральной нервной системы при действии локальной вибрации, что выражается в преимущественном удлинении сенсорной реобазы и хроноксии мышц. Отмечено удлинение времени рефлекторного мышечного напряжения, уменьшение силы рефлекса. Отмечаются также дистрофические процессы в седалищном, подошвенном, берцовых нервах, спинномозговых узлах пояснично-крестцового отдела, сером веществе поясничных сегментов.

Ведущее место в клинике вибрационной болезни занимает сосудистый синдром с явлениями акроспазма. Отмечается снижение тонуса артерий и вен пальцев в покое. Тонус вен и артерий сосудов головного мозга также имеет тенденцию к снижению, причем венозный тонус нарушается раньше. Под влиянием вибрационного воздействия зарегистрировано изменение проницаемости сосудов, синдром капилляро-трофической недостаточности.

При длительном влиянии вибраций отмечается уменьшение объема мышц, а них атрофические процессы.

Возникающие под воздействием вибраций костно-суставные изменения проходят в своем развитии через три основные фазы:

1-ая — функциональная комплексная перестройка (обратимый процесс);

2-ая — период субкомпенсации, который характеризуется развитием дистрофического процесса (частично обратимы процесс);

3-я — явления декомпенсации с преобладанием дегенеративно — дистрофических процессов.

При рентгенологических исследованиях в костях и суставах обнаруживались кистовидные образования в костях, резорбция бугристости ногтевых фаланг, регионарный остеопороз, «усталостные псевдопереломы», эностозы, эпиканделиты, явления септического некроза, расслаивающего остеохондроза, остеоартроза.

Под воздействием вибрации повышается активность симпато-адреналовой системы как в гормональном, так и медиаторном звеньях. Длительное воздействие вибраций вызывает нарушение функций почек и водно-солевого обмена. Воздействие вибраций приводит к функциональным нарушениям органа слуха и вестибулярного аппарата..

Гигиеническая оценка и нормирование вибрации.

Гигиеническую оценку производственной вибрации осуществляют следующими методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

дозой вибрации.

Основным методом является частотный анализ, ориентировочную оценку вибрации допускается проводить интегральным по частоте методом и для оценки вибрации с учетом времени воздействия рекомендуется использовать дозу вибрации.

При частотном анализе нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратические значения виброскорости и виброускорения (или их логарифмические уровни Lv и La), измеренные в октавных полосах частот. Опорная величина виброскорости равна 5*10^-8 м/с. Опорное значение виброускорения — 10^-6 м/с².

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости или виброускорения (или их уровни).

При дозной оценке вибрации нормируемым параметром является эквивалентное по энергии корректированное значение Uэкв. (или его логарифмический уровень).

Измерение нормируемых параметров вибрации должно осуществляться в соответствии с «Методическими указаниями по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций» .

Виброгенерирующие ручные машины должны иметь поддерживающие устройства при их массе более 6 кг.

Сила нажатия, необходимая для одноручной машины не должна превышать 100 Н.

Сила нажатия, необходимая для работы двуручной машины в паспортном режиме не должна превышать 200 Н.

К работе с виброинструментом должны допускаться лица не моложе 18 лет.

Профилактические мероприятия.

Организационно-технические мероприятия:

уменьшение вибрации в источнике образования конструктивными и технологическими методами при разработке новых и модернизации существующих машин;

уменьшение вибрации на пути распространения средствами виброизоляции и вибропоглащения (за счет специальных сидений, площадок с пассивной пружинной виброизоляцией, резиновых, поролоновых и др. виброгасящих настилов, мастик и т. д.).

проверка наличия вибрационных характеристик в паспортах на вновь поступающие машины. При отсутствие необходим входной контроль вибрационных характеристик);

своевременное проведение планового и предупредительного ремонта машин с обязательным послеремонтным контролем вибрационных характеристик;

использование машин в соответствии с их назначением, предусмотренным нормативно-технической документацией;

своевременное проведение ремонта профилей путей и поверхностей для перемещения машин, их покрытий, креплений, поддерживающих конструкций влияющих на вибрационные характеристики машин;

исключение контакта работающих с вибрирующим оборудованием за пределами рабочих мест;

к эксплуатации должны допускаться только исправные машины.

Лечебно-профилактические мероприятия:

1. Рационализация режимов труда (сокращение времени контакта с виброоборудованием, перерывы и др.).

2. Рационализация производственного микроклимата.

3. Применение средств индивидуальной защиты (рукавицы, перчатки, обувь, наколенники, нагрудники, пояса).

4. Лечебно — профилактические мероприятия (предварительные и периодические мед. осмотры, гидропроцедуры, физиопроцедуры, витаминизация).