4.3. Общие понятия о вибрациях

Вибрации – сложный колебательный процесс упругих тел, характеризующийся периодичностью изменения амплитуды колебаний, их частоты и других характеристик. Вибрации преждевременно выводят из строя машины и оборудование, ограничивают их технологические возможности, отрицательно влияют на организм человека.

В зависимости от источника возникновения вибрации делятся на три типа:

- транспортные – действуют на персонал транспортных средств на дорогах, при перевозке грузов;

- транспортно-технологические – действуют на операторов машин при перемещении грузов, на производственных площадках, платформах;

- технологические – действуют на операторов станков и специального оборудования, на котором отсутствуют источники вибраций, превышающие санитарно-гигиенические нормы.

Все вибрации по характеру действия на тело человека также подразделяются на три типа:

- общие – передаются на тело человека через опорные поверхности. Такие вибрации вызывают раздражительность, усталость и головную боль, изменения в сердечно-сосудистой системе, вестибюлярном аппарате, негативно влияют на обмен веществ;

- местные (локальные) – передаются на отдельные части тела человека от инструмента, их следствием является боль в суставах. При вибрациях с частотами 35...250 Гц возникают спазмы кровеносных сосудов конечностей;

- комплексные – наиболее распространенный тип, являются результатом одновременного действия двух предыдущих факторов.

К физическим характеристикам вибраций относятся их амплитуда А, частота f, период Т и окружная частота ω, определения которых приведены в п. 4.1. Дополнительно также используют следующие величины:

- виброскорость υ, мм/с – максимальное значение скорости колеблющейся точки

; (4.6)

- виброускорение а, мм/с² – максимальное значение ускорения колеблющейся точки

; (4.7)

- уровень виброскорости L_V, дБ – характеристика интенсивности вибраций, аналогичная уровню интенсивности звука

(4.8)

где υ₀ = 2·10^-6 см/с – нулевой уровень виброскорости, соответствующий порогу звукового давления 2·10^-5 Па; υ – виброскорость, см/с. Единица измерения уровня виброскорости – децибел (дБ).

4.4. Гигиенические нормы вибраций

Особенно вредны для человека вибрации с частотами, близкими к колебания тела человека или его частей из-за возможности возникновения резонанса.

Резонанс – явление совпадения частоты вибрации с частотой колебаний внутренних органов (6...9 Гц – частота колебаний большинства органов человека, голова колеблется с частотой 17...25 Гц). Для человека, стоящего на вибрирующей поверхности, частота вибраций имеет два резонансных пика – 5...12 Гц и 17...25 Гц, а для человека, сидящего на виброповерхности – один пик 4...6 Гц. Резонанс может вызывать разрыв внутренних органов.

Влияние вибрации на человека также зависит от направления ее действия. Поэтому общие вибрации делят на действующие вдоль осей ортогональной системы координат X, Y и Z, где X и Y – горизонтальные оси, Z – вертикальная ось. Аналогично, местные вибрации делят на действующие вдоль осей ортогональной системы координат X_р, Y_р и Z_р, где X_р совпадает с источником вибраций, Z_р – лежит в площади движения X_р.

В ибрации нормируются отдельно для каждого установленного направления в каждой октавной полосе. Гигиенические нормы приведены в виде кривых на рис. 4.2, где по горизонтальной оси отложены средние частоты октав, а по вертикальной – логарифмические уровни среднеквадратичных значений виброскорости.

Рис. 4.2. Гигиенические нормы вибраций: 1' - вертикальная, 1'' - горизонтальная, 2 – транспортно-технологическая, 3а – технологическая в производственных помещениях, 3б – в служебных помещениях на судах, 3в – в помещениях без вибрирующих машин, 3г – в помещениях для умственного труда, 4 – локальная вибрация