Д.С. Ділдәбек, Ж.Ж. Жайлаубаев., Ш.Б. Узенбеков

Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати, Казахстан

Характеристики параметров производственной вибраций

По мере усложнения систем «человек—техника» все ощутимее становятся экономические, социальные и иные потери от несоответствия условий труда и техники производства возможностям человека. С каждым годом проблема проектирования и эксплуатации систем «человек—техника» становится одной из наиболее важных для предприятия Республики. От того, насколько успешно она будет решена, в значительной степени зависит качество и эффективность работы машиностроительных предприятие, транспорта и других отраслей промышленности. Положительное решение указанной проблемы немыслимо без комплексного учета опасных и вредных производственных факторов, воздействующих на человека в процессе трудовой деятельности.

Анализ общественной практической деятельности, включающей многообразные формы человеческой активности, приводит к заключению о потенциальной опасности деятельности. Потенциальность опасности заключается в скрытом, неявном характере проявления при определенных, нередко трудно предсказуемых условиях. Суть опасности заключается в том, что возможно такое воздействие на человека, которое приводит к травмам, заболеваниям, ухудшению самочувствия и другим нежелательным последствиям.

Опасность — следствие действия некоторых факторов на человека. При несоответствии факторов характеристикам человека появляется феномен опасности. Неоднородность системы «человек — среда» — объективная основа опасности. Материальными носителями опасных и вредных факторов являются объекты, формирующие трудовой процесс и входящие в него: предметы труда; средства труда (машины, станки, инструменты, сооружения, здания, земля, дороги, каналы, энергия и т. п.); продукты труда; технология, операции, действия; природно-климатическая среда (грозы, наводнения, атмосферные осадки, солнечная активность, физические параметры атмосферы и т. п.); флора, фауна; люди.

К определяющим признакам опасных и вредных факторов относятся: возможность непосредственного отрицательного воздействия на организм человека; затруднение нормального функционирования органов человека; возможность нарушения нормального состояния элементов производственного процесса, в результате которого могут возникать аварии, взрывы, пожары, травмы. Наличие хотя бы одного из указанных признаков является достаточным условием для отнесения факторов к разделу опасных или вредных.

Условия труда на рабочих местах складываются под воздействием большого числа разнообразных факторов, содержание которых определяется производственным оборудованием, технологическим и трудовым процессом. Все многообразие производственных факторов подразделяют на несколько групп: физические, химические, биологические, психофизиологические.

К физическим опасным и вредным производственным факторам относят: движущиеся машины и механизмы, незащищенные подвижные элементы производственного оборудования, перемещаемые изделия, заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции; повышенную запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенную или пониженную температуру поверхности оборудования, материалов, воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума, вибраций на рабочем месте; повышенный уровень инфразвуковых колебаний; повышенную или пониженную влажность; повышенную ионизацию воздуха; повышенный уровень ионизирующего излучения в рабочей зоне; повышенное значение напряжения в электрической цепи; повышенный уровень статического электричества, электромагнитного излучения; повышенную напряженность электрического или магнитного поля; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточную освещенность рабочей зоны; повышенную яркость света; пониженную контрастность; прямую и отраженную блескость, повышенную пульсацию светового потока; повышенный уровень инфракрасного и ультрафиолетового излучений, острые кромки, заусенцы, шероховатости на поверхностях инструмента, оборудования, заготовок; расположение рабочего места на значительной высоте; невесомость.

Одним из наиболее распространенных вредных производственных факторов является вибрация.

Вибрации – это колебания твердых тел – частей аппаратов, машин, оборудования, сооружений, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Часто вибрации сопровождаются слышимым шумом.

Основные параметры вибрации: частота (Гц), амплитуда колебания (м), период колебания (с), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с²).

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на локальную и общую.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека. Наиболее опасная частота общей вибрации лежит в диапазоне 6-9 Гц, поскольку она совпадает с собственной частотой колебаний внутренних органов человека, в результате чего может возникнуть резонанс.

Локальная (местная) вибрация передается через руки человека. К локальной вибрации может быть отнесена и вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

Источниками локальной вибрации, передающейся на работающих, могут быть: ручные машины с двигателем или ручной механизированный инструмент; органы управления машинами и оборудованием; ручной инструмент и обрабатываемые детали.

Таблица №1. Допустимые уровни локальной вибрации (по ГОСТу 12.1.012-78 и СН 3041-84)

Среднегеометрическая частота, Гц	Допустимые значения по осям Z,X,Y
	Виброускорения		Виброскорости
	м/с^2	дБ	м/с	дБ
8	1,4	73	2,8	115
16	1,4	73	1,4	109
31,5	2,7	79	1,4	109
63	5,4	85	1,4	109
125	10,7	91	1,4	109
250	21,3	97	1,4	109
500	42,5	103	1,4	109
1000	85,0	109	1,4	109

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения подразделяется на:

Ø общую вибрацию 1 категории – транспортную, воздействующую на человека на рабочем месте в самоходных и прицепных машинах, транспортных средствах при движении по местности и дорогам;

Ø общую вибрацию 2 категории –- транспортно-технологическую, воздействующую на человека на рабочих местах в машинах, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок;

общую вибрацию 3 категории – технологическую, воздействующую на человека на рабочем месте у стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Общая вибрация 3 категории по месту действия подразделяется на следующие типы:

Ø 3а – на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

Ø 3б – на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других вспомогательных производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

Ø 3в – на рабочих местах в административных и служебных помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораториях, учебных пунктах, вычислительных центрах, здравпунктах, конторских помещениях и других помещениях работников умственного труда.

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

Ø постоянную, для которой спектральный или корректированный по частоте нормируемый параметр за время наблюдения (не менее 10 минут или время технологического цикла) изменяются не более чем в 2 раза (6 дБ) при измерении с постоянной времени 1 с;

Ø непостоянную вибрацию, для которой спектральный или корректированный по частоте нормируемый параметр за время наблюдения (не менее 10 минут или время технологического цикла) изменяются более чем в 2 раза (6 дБ) при измерении с постоянной времени 1 с.

Так же как и для шума, весь спектр частот вибраций, воспринимаемых человеком, разделен на октавные полосы со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц.

Поскольку диапазон изменения параметров вибрации от пороговых значений, при которых она не опасна, до действительных – большой, то удобнее измерять недействительные значения этих параметров, а логарифм отношения действительных значений к пороговым, то единицы ее измерения – децибел (дБ).

Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушение здоровья у сверхчувствительных лиц.

Основные параметры вибрации

Основными параметрами вибрации являются:

- амплитуда виброперемещения - , м;

- амплитуда колебательной скорости (виброскорости) - , м/с;

- амплитуда колебательного ускорения (виброускорения) - , м/с²;

- период колебаний – Т, с;

- частота колебаний –f, Гц=1/с.

В силу специфических свойств органов чувств определяющим при оценке воздействия вибрации являются действующие значения выше перечисленных параметров. Так действующее значение виброскорости есть среднеквадратичное мгновенных значений скорости V(t) за время усреднения t_у, которое выбирают с учетом характера изменения виброскорости во времени:

. (1)

Таким образом, для характеристики вибраций используют спектры действующих значений параметров или средних квадратов последних.

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота вдвое больше нижней . Анализ и построение спектров параметров вибрации могут производиться также в третьоктавных полосах частот - . Если - нижняя граничная частота, а - верхняя, то в качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота .

Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибрации стандартизованы и составляют: 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Поскольку абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в очень широких пределах, в практике используют понятие логарифмического уровня колебаний. Логарифмический уровень колебаний – характеристика колебаний, сравнивающая две одноименные физические величины, пропорциональные десятичному логарифму отношения оцениваемого и исходного значения величины. В качестве исходного используются опорные значения параметров, принятые за начало отсчета. Измеряются уровни в дБ. Тогда уровень виброскорости будет определяться по формуле:

, (2)

где - усредненное значение виброскорости в соответствующей полосе частот;

- опорное значение виброскорости, равное 5×10^-8 м/с, международная стандартная величина.

Уровень виброускорения определяется выражением:

.

Выводы

Вибрация является результатом колебания тел, передаваемого непосредственно или через газообразные, жидкие и твердые среды. Колебания твердых тел или передаваемые через твердые тела (машины, строительные конструкции и т. п.) называются вибрацией. Вибрация воспринимается человеком как сотрясение при общей вибрации с частотой от 1 до 100 гц, а при локальной (местной)— от 10 до 1000 гц (например, при работе с виброинструментом).

Мероприятия по защите от вибрации:

- применение новых технологий и совершенствование производственной техники, позволяющие снизить уровень вибрации у источника;

- применение дистанционного управления, что позволяет вывести людей в отдельное помещение и снизить влияние вибрации непосредственного на работающих;

- применение защитных кожухов для машин, станков и т.д. или отдельных их частей являющий источникам вибрации;

- применение защитных экранов между вибрации и людьми;

- применение технологии поглощения или изоляции и вибрации в помещениях, где находятся соответствующие источники;

- соблюдение соответствующих норм при проектировании и строительстве производственных комплексов (отдельное расположение цехов с вредными факторами, соблюдение необходимых расстояний между зданиями, посадка защитных полос озеленения и т.д.);

В заключении хотелось бы сказать, что большинство из этих мероприятий применимы не только вибрации, но и от многих других вредных и опасных производственных факторов.

Литература

1. Ковригин К.Н., Михеев А.П. Влияние уровня шума на производительность труда.- М.: Гигиена и санитария, 1965.

2. Гигиена и экология человека: Курс лекций/ Под ред. Ю.П. Пивоварова. — М.: ГОУ ВУНКЦ МЗ РФ, 2001.

3. Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Зиневич Л.С. Гигиены и основы экологии человека: Учеб. пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2002.

4. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2/ П.Г. Белов, А.Ф. Козьяков. С.В. Белов и др.; Под ред. С.В. Белова. М.: ВАСОТ. 2003.-512с.

5. Инженерная экология: Учебник/ Под ред. проф. В.Т. Медведева. М.: Гардарики, 2002.-506с.