Лекция №12 Воздействие на организм механических и акустических колебаний Вопросы

1. 
   Вибрация: локальная, общая, комбинированная;
   
2. 
   Человек как колебательная система. Действие вибрации на организм человека;
   
3. 
   Производственные факторы среды, усугубляющие вредное воздействие вибрации на организм человека
   
4. 
   Вибрационная болезнь, вызванная воздействием локальной вибрации, общей вибрации и толчками;
   
5. 
   Использование вибрации на пользу человека
   
6. 
   Комбинированное действие вибрации и др. факторов производственной среды
   
7. 
   Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций по ГОСТ 12.1.012-90 и СН 2.2.4/2.1.8.566-96.
   
8. 
   Режим труда. Лечебно-профилактические и оздоровительные мероприятия. Экспертиза трудоспособности
   

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и многих других отраслях народного хозяйства. Она используется в ряде технологических процессов: при виброуплотнении, формовании, прессовании, вибрационной интенсификации механической обработки материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резании горных пород и грунтов, вибротранспортировке и т. п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движение.

Вибрация представляет собой механическое колебательное движение, простейшим видом которого является гармоническое (синусоидальное) колебание.

Основные параметры синусоидального колебания:

• 
  частота в герцах (1 кол/с);
  
• 
  амплитуда смещения — А (м или см);
  
• 
  скорость — V (м/с);
  
• 
  ускорение — со (м/с²) или в долях ускорения силы тяжести g — 9,81 м/с²).
  

где π — 3,14; ƒ — частота в Гц; А — амплитуда колебаний в м.

За нулевой уровень колебательной скорости принимают величину 5·10^-8 м/с, соответствующую среднеквадратической колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2• 10^_5 Н/м². За нулевой уровень колебательного ускорения принимают величину 3·10^-4 м/с².




.

Относительные уровни виброскорости и виброускорения выражаются в децибелах и определяются по формулам:
Ĺ_ν = 20lg дб Ĺ_ω = 20 lg дБ

Величина колебательной энергии, поглощенной телом человека (Q), прямо пропорциональна площади контакта, времени воздействия и интенсивности раздражителя.

где S — площадь контакта (м²); Т — длительность воздействия (с); I — интенсивность вибрации (кгм/м²/с).

Интенсивность вибрации, а следовательно, колебательная энергия прямо пропорциональны квадрату колебательной скорости.
Ι = Ѵ²
где V — среднеквадратическое значение колебательной скорости м/с);

Ζ/ модуль входного удельного механического импеданса в зоне контакта (кг/с/м³).

Механический импеданс определяется как отношение колебательной силы к результирующей колебательной скорости в точке приложения этой силы. Колебательная скорость, равная (10^-4 м/с), улавливается человеком как порог восприятия, при скорости 1 м/с возникает болевое ощущение.

В производственных условиях почти не встречается вибрация в виде простых гармонических колебаний. Возникающее в результате работы машин и оборудования сложное колебательное движение является апериодическим или квазипериодическим, часто носит импульсный или толчкообразный характер.

Колебательное движение складывается из колебаний взаимодействующих между собой частей оборудования, обрабатываемого изделия и других элементов.

В зависимости от характера контакта тела рабочего с вибрацией условно различают местную (локальную) и общую вибрацию (вибрация рабочих мест). Вибрация, передаваемая через руки работающего, определяется как местная. Вибрация рабочего места (скамьи, пола, обрабатываемого изделия, на котором находится рабочий) определяется как общая. В производственных условиях часто имеет место сочетание местной и общей вибрации.

Смешанное воздействие с преобладанием местной вибрации возникает при работе ряда ручных машин, когда передача колебаний по телу осуществляется не только через верхние, но и через нижние конечности, грудь, спину и другие части тела в зависимости от рабочей позы и конструкции инструмента.

В других случаях преобладает общая вибрация, например при формовке железобетонных изделий на виброплатформах с одновременным ручным разравниванием бетонной массы.

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 и др.

Рубильные молотки пневматические предназначены для рубки, чеканки и ряда других работ по металлу, а также по твердым горным породам (гранит, мрамор и др.). Серийно выпускаемые рубильные молотки имеют вес от 4 до 6 кг и 1600—3500 ударов в минуту.

Отбойные молотки пневматические применяются в угольной промышленности при добыче угля на крутопадающих пластах и на вспомогательных работах (проходка штреков, квершлагов, нарезка лавы, выемка ниш), при отбойке руд, глины, сланца, камня. В строительстве используются, кроме пневматических, электрические молотки (разрушение мерзлого грунта, асфальта, бетонного покрытия и т. д.). В СССР выпускаются отбойные молотки четырех весовых категорий весом от 8 до 12 кг и с числом ударов от 1060 до 2000 в 1 мин.

Клепальные молотки пневматические в зависимости от диаметра заклепок (от 3 до 32 мм) могут быть малогабаритными (вес от 1,1 до 2,9 кг и 1200—1800 уд/мин) и более тяжелыми (от 8 до 12 кг и 800—1900 уд/мин).

Ручные трамбовки пневматические ударного действия применяются для уплотнения формовочной земли (в литейных), грунта и бетона (на строительстве), для уплотнения траншей, каналов при дорожных и ремонтных работах. В СССР выпускается один вид пневматической трамбовки весом 11,5 кг и числом ударов в минуту 650. Электрические трамбовки применяются главным образом для различных строительных и земляных работ (вес от 14,5 до 75 кг).

Ручные перфораторы пневматические относятся к ручным^; машинам ударно-вращательного действия. Применяются при прохождении горных выработок, добыче полезных ископаемых и производстве различных работ буровзрывным способом. Вес перфораторов — от 20 до 31 кг, число ударов —от 1600 до 2600 в 1 мин. Электроперфораторы применяются для буровых работ в скальных породах, бетоне, кирпиче (вес — 34 кг, число ударов в минуту— 1050).

Горные сверла пневматические и электрические применяются для бурения шпуров и скважин в угле и породе, для очистных работ и прохождения подготовительных выработок в угольных, сланцевых и других шахтах. Выпускается до 9 различных моделей, различающихся по весу, числу оборотов и мощности. Вес горных сверл от 12 до 24 кг, однако вместе с буровой штангой он у ряда конструкций превышает 30 кг. Скорость вращения шпинделя под нагрузкой — от 290 до 900 об/мин.

Шлифовальные машины пневматические и электрические широко используются для различного вида шлифовальных, полировальных, пригоночных работ. Различают прямые пневматические шлифовальные машины с турбинным пневмодвигателем, которые относятся к малогабаритным ручным машинам, прямые шлифовальные машины с ротационным пневмодвигателем и электрические шлифовальные машины. Торцовые шлифовальные машины применяются при выполнении различных видов обдирочных, шлифовальных, полировальных работ в инструментальном и строительном производстве. Работа производится торцом вращающегося абразивного круга. Угловые шлифовальные машины применяются для обработки труднодоступных мест.

Гайковерты пневматические и электрические статического и ударного действия широко применяются для трудоемкой сборки резьбовых соединений, отвинчивания и завинчивания болтов и гаек. Особенностью гайковертов статического действия является реактивный момент, возникающий при резком торможении двигателя в конце затяжки и передающийся как рывок на руки оператора. В гайковертах ударного действия непрерывное вращение двигателя при помощи ударно-импульсного механизма преобразуется в периодические последовательные ударно-вращательные импульсы, передаваемые рабочему наконечнику. Реактивный момент, передаваемый на руки оператора, резко уменьшается или почти исчезает, но возрастает вибрация ударно-импульсного характера. Вес гайковертов чрезвычайно разнообразен, но у наибольшего количества конструкций он находится в пределах 10—14 кг.

Ручные вибраторы электрические и пневматические (глубинные и поверхностные) применяются для уплотнения бетонных смесей при строительных работах и производстве строительных деталей. Вес их от 10 до 43 кг. Частота колебаний в минуту — от 2800—14 000. Наиболее значительная вибрация возникает при работе поверхностных вибраторов. Она может превышать величины, допустимые санитарными нормами (СН 626—66) в 5 и более раз. При работе глубинных вибраторов вибрация на гибком вале в ряде случаев превышает допустимые нормами величины до 3 и более раз.

Электро- и бензомоторные пилы и сучкорезки применяются в лесной промышленности для валки и раскряжевки деревьев: вес электропил и сучкорезок — 7—9,5 кг, бензосучкорезок — 7 кг, ■бензопил—12—12,3 кг. Мощность машин от 1,4 кВт до 3 л.с, число оборотов — 4800—12 000 в 1 мин.

Бензомоторные пилы создают в процессе работы более значительную вибрацию, чем электрические. Наиболее значительная вибрация создавалась бензомоторной пилой «Дружба-56», которая в настоящее время снята с производства. Вместо нее применяются усовершенствованные образцы («Дружба-60» и «Дружба-4»), вибрация которых уменьшена, но вес еще превышает санитарную норму в 2 и более раз.

Ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значительно на 10—30 дБ превышают допустимые нормами величины. Расположение пиковых значений виброскорости в широком, как правило, спектре колебания виброопасных машин различно. Пневмотрамбовки, гайковерты, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких (8—32 Гц) частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов в 1 мин до 2000, ручных вибраторов для уплотнения бетона чаще лежат в широкой области низких, средних и отчасти высоких частот (16—125 Гц). Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов свыше 2000 ударов в 1 мин, шлифовальных машинок, бензомоторных пил характеризуется как средне-высокочастотная (расположение максимальных уровней в области частот 32—2000 Гц).

Уровни колебательной скорости в различных полосах среднегеометрических частот спектра имеют большую вариабельность.

Причинами повышения уровня колебательной скорости являются

• 
  снижение величины осевого усилия подачи;
  
• 
  изменение физико-химических свойств обрабатываемого изделия (повышение твердости и др.);
  
• 
  увеличение давления воздуха в сети;
  
• 
  увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепки для клепальных, длины буровой штанги и степени се искривления для перфораторов и горных сверл;
  
• 
  увеличение степени шероховатости поверхности, изношенности абразивных кругов, ухудшение центровки для шлифовальных машин.
  

При работе ручных машин ударного и ударно-вращательного действия возникает вибрация, которая представляет собой колебания сложной траектории, определяемые термином «отдача».

К усугубляющим воздействие вибрации ручных машин на организм факторам относятся шум высокой интенсивности, неблагоприятные метеорологические условия, пониженное и повышенное атмосферное давление и др.

При работе с пневматическими ручными машинами имеет место охлаждение рук отработанным воздухом и холодным металлом корпуса машины. Неблагоприятные метеорологические условия могут иметь место в больших литейных и обрубных цехах, на стапелях, в забоях. На открытых стапелях при производстве обрубных и клепальных работ на строящихся судах метеорологические условия снаружи судна полностью определяются климатом данного района и ежедневными метеорологическими условиями. Особенно сказываются неблагоприятные климатические условия Крайнего Севера, Дальнего Востока и др. Это же относится к работам в карьерах, на открытых горных выработках, при распиловке леса.

При работе с рубильными молотками осевое усилие нажима на молоток во время рабочей операции доходит до 30 кг и более, отбойными — до 40, бурильными — до 30 кг. При обрубке стали обрубщик в начале рабочего дня осуществляет усилие до 30 кг, а в процессе утомления оно падает до 15—18 кг при выполнении тех же операций. При рубке в положении молотка горизонтально или вверх (потолочное положение) максимальное усилие, которое в состоянии развить работающий,— 18—23 кг. При направлении молотка вниз значительные усилия осуществляются совместно мышцами верхних конечностей, туловища и ног.

При клепке тяжелыми клепальными молотками (диаметр заклепки до 32 мм) усилие достигает 38—40 кг (направление вниз) и 22—28 кг (горизонтальное направление). При клепке малогабаритными клепальными молотками (диаметр заклепки до 8 мм) усилия лежат в пределах 10—15 кг.

При работе с горными сверлами при твердом бурении пород необходимые совместные усилия (100—120 кг) достигаются двумя бурильщиками посредством упора или давления на сверло ногами, спиной и другими частями тела. Максимальные длительные усилия, которые бурильщик может развивать при бурении электросверлами, удерживаемыми руками над головой,— 8 кг. При бурении шпуров на уровне от груди до колен эти усилия равны 20—25 кг. При бурении нисходящих шпуров, когда машина находится у ног бурильщика, значительные усилия (до 60 кг) осуществляются при помощи веса тела.

При работе бурильными перфораторами характер и величина усилия, помимо ряда причин, связана с расположением шпуров. При бурении высокорасположенных шпуров прижимное усилие осуществляется верхними конечностями и даже головой, а при бурении нижних шпуров — нижними конечностями. Величины усилий при работе с использованием пневматической поддержки варьируют от 0 до 30 кг. Наибольшее усилие имеет место в момент забуривания (до 20 кг и более). Затем оно» уменьшается (от 3 до 7 кг). Наименьшее усилие (от 0 до 3 кг} требуется при бурении восходящих шпуров, наибольшее — при бурении нисходящих (от 12 до 30 кг), среднее — при бурении-горизонтальных (8—10 кг). Величины усилий в два раза больше при бурении по крепким породам, чем по мягким.

При работе электрогайковертами максимальная величина усилия 37—50 кг, минимальная — 10—12 кг. При работе ручными сверлильными машинами оператор создает осевое усилие в пределах от 10 до 30 кг (в зависимости от диаметра сверла),, требуемое же по технологии усилие соответствует 20—55 кг.

Работа ручными инструментами вращательного действия требует мышечных усилий разнообразного характера от длительного статического напряжения верхних конечностей и плечевого пояса при шлифовке металла шлифовальными машинами различного веса до частых мелких движений мышц кисти и предплечья при полировке металлических изделий и шлифовке стекла.
ОБЩАЯ ВИБРАЦИЯ

Общая вибрация (вибрация рабочих мест) возникает при формовке железобетонных изделий на заводах поточно-конвейерной и агрегатной технологии. Источниками вибрации являются виброплатформы, виброплощадки, формовочные машины и бетоноукладчики. Вибрация, возникающая при работе бетоноукладчиков, различна и зависит от их конструкции и расположения пульта управления.

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, меньше, чем в бетоноукладчиках с вибратором-побудителем (отмечается превышение величин, допустимых санитарными нормами, в 2—4 раза).

Вибрация бетоноукладчика с дистанционным управлением не превышает допустимых величин.

При правильной установке на фундаменте формовочных машин и виброплатформ вибрация, передаваемая на рабочие места, не превышает санитарных норм. При неправильной их установке, когда не учитываются полностью все меры по гашению вибрации окружающих поверхностей, вибрация пола или площадок, на которых стоит формовщик, а иногда и на пульте управления может в 10 и более раз превышать допустимые величины. Вибрация широкополосная, максимальные уровни виброскорости имеют место в полосе частот 45—90 Гц.

Максимальной вибрации формовщики подвергаются на заводах поточно-конвейерной технологии, если они производят ручное разравнивание бетонной массы, стоя на поверхности машины во время ее работы.

Вибрация пола ткацких фабрик представляет собой несинусоидальные периодические 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 общей и местной вибрации. На рабочее место водителя передается низкочастотная толчкообразная вибрация беспорядочного характера, возникающая во время работы в процессе передвижения машины по неровной местности.

Наибольшие толчки возникают при повышенной скорости машины до 11 км в час. 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-высокочастотный характер, превышая нормативные величины в 2—3 раза.

Источниками общей вибрации являются различные виды экскаваторов, применяющихся в строительной, горной и других отраслях промышленности. Вибрация, передаваемая на рабочее место машиниста, прерывиста, апериодична, имеет широкий спектр с распространением основной энергии в полосе частот 16—31 Гц. В этой полосе в ряде случаев отмечается превышение допустимых величин виброскорости в 15 раз. Величины вибрации зависят от типа машины и ее технического состояния. Роторные и шагающие экскаваторы создают вибрацию, менее интенсивную, чем экскаваторы типа прямой лопаты. На более изношенных давно не ремонтируемых машинах уровни вибрации выше, чем на отремонтированных и новых.

Буровые станки канатно-ударного и шарошочного бурения создают общую вибрацию, передаваемую на рабочее место машиниста. Максимальные уровни виброскорости находятся в области частот 8—16 Гц, однако в ряде случаев имеет место превышение санитарных норм для области частот 125—250 Гц. Величина колебаний определяется, помимо конструкции машины и ее технического состояния, еще и крепостью горных пород.

Тело человека может рассматриваться как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае — верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающейся вперед (сидящий человек). Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеется два резонансных пика на частотах 5—12 Гц и 17—25 Гц, для сидящего— на частотах 4—6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20—30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в три раза. Для лежащего человека область резонансных частот находится в интервале 3—3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебательных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. Колебания в этой системе возникают в положении стоя. Колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3,0—3,5 Гц. Максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, а передней стенки грудной клетки —от 7 до 11 Гц.

При увеличении частоты колебания происходит ослабление ее передачи по телу человека. В положении стоя и сидя величина ослабления на костях таза увеличивается на 9 дБ на октаву изменения частоты, на груди и на голове—12 дБ, на плаче — 12—14 дБ. Эти данные не распространяются на резонансные частоты, при воздействии которых происходит не ослабление, а увеличение колебательной скорости. В условиях передачи через руку при силе нажима 10 кг ослабление вибрации на тыле кисти происходит с наклоном 2,5 дБ на октаву, а на голове — с наклоном 16 дБ на октаву.

Рука человека может быть представлена эквивалентной системой, состоящей из сосредоточенных масс упругостей и сопротивлений. Коэффициенты, характеризующие упругость массы и колебательные потери руки, зависят главным образом от степени напряженности мышц руки и позы работающего. Частотная зависимость импеданса (отношения силы к вызываемой ею колебательной скорости движения) на рукоятке ручной машины в условиях работы с ней имеет один максимум в области ниже 5 Гц и второй интенсивный максимум в области частот 30—40 Гц, что соответствует резонансу системы «эффективная масса руки» (примерно 1 кг) и упругости мягких тканей внутренней стороны кисти. Механическая система прямой руки человека имеет резонанс в области частот 30—60 Гц. При передаче колебаний от ладони к тыльной стороне кисти амплитуда колебаний при неизменной частоте 40—50 Гц уменьшается на 35—65%. На участках между кистью и локтем, локтем и плечом происходит дальнейшее ослабление колебаний. Наибольшее затухание наблюдается в плечевом суставе и на голове. С увеличением силы нажима на рукоятку наблюдается пропорциональное возрастание проводимости вибрации на плече, составляющее 1,2 дБ на удвоение силы нажима для частоты 8 Гц, около 3 дБ—для частоты 16 Гц и 4—5 дБ— для частот 32—125 Гц. При увеличении силы нажима на инструмент человеком не только будет получено большее количество колебательной энергии в связи с увеличением входного механического импеданса, но воздействие вибрации распространится на большую рецептивную зону.

Особенности воздействия производственной вибрации определяются частотными спектрами и расположением в его пределах максимальных уровней энергии колебания. Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы, ускоряя заживление ран и т. п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни. Наибольший удельный вес (распространение) имеет патология, в этиопатогенезе которой существенную роль имеет местная (локальная) вибрация.

В производственных условиях ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии (максимальный уровень виброскорости) в полосах низких частот (до 35 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного, опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают главным образом сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8—10 лет (формовщики, бурильщики с электросверлами), при воздействии высокочастотной вибрации — через 5 и менее лет (шлифовщики, рихтовщики).

Локальная вибрация широкого спектра преимущественно средне-высокочастотная (35—125 Гц и более), чаще с неравномерным распределением максимальных уровней по ширине спектра энергии и наличием импульсного удара (клепка, обрубка, бурение), вызывает различную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений. Сроки развития патологии при воздействии подобной вибрации — от 3 до 8 лет.

При воздействии общей вибрации разных параметров имеет место различная степень выраженности изменений в центральной и вегетативной нервной системе, сердечно-сосудистой системе, обменных процессах, вестибулярном аппарате. Например, вибрационная болезнь, возникающая у бетонщиков под воздействием общей вибрации, характеризуется полиморфностью изменений со стороны ряда систем и органов (поражение различных отделов головного мозга и избирательно стволо-диэнцефальной области). Особенностью вибрационной болезни бетонщиков является раннее ее возникновение (иногда при стаже менее трех лет). Основными симптомами являются локальные нервно-сосудистые симптомы в сочетании с выраженным астеническим синдромом и нейродинамическими нарушениями в центральной нервной системе. При дальнейшем развитии заболевания присоединяются диэнцефальные расстройства, рассеянная микроорганическая симптоматика.

Вибрационная болезнь у водителей тяжелых машин, скрей-перистов, бульдозеристов, экскаваторщиков возникает в результате воздействия общей и местной вибрации. На фоне общего поражения нервной системы отмечаются вегетативно-сосудистые, вестибулярные и корешковые расстройства.

Начальный механизм действия вибрации определяется в основном тем, что она вызывает поток импульсов с экстеро- и интероцептивных зон. Рефлекторная дуга может замыкаться по типу аксон-рефлекса через соединительные ветви симпатического пограничного ствола и клетки боковых рогов, а также и более высокие отделы вегетативно-сосудистых центров. В развитии изменений участвуют ретикулярная формация, стволовые вегетативные образования, диэнцефальная область, корковые вегетативные клетки. В боковых рогах спинного мозга развиваются явления парабиоза (Е. Ц. Андреева-Галанина). При воздействии вибрации существует функционально-морфологическое единство поражений нервно-сосудистой системы. Большую роль играют функциональные изменения адаптационно-компенсаторного характера, наступающие под влиянием стрессорного фактора (вибрации) в ретикулярной формации и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе.

Возникновение и развитие вибрационной болезни обусловлено сложным взаимодействием рефлекторно развивающихся изменений в деятельности различных отделов нервной системы. Большую роль в характере реакций организма играют сопутствующие факторы: микротравматизация, охлаждение, статическое мышечное усилие, пониженное атмосферное давление, производственный шум. Вибрационная болезнь характеризуется определенной клинической картиной. Основные симптомы в определенной степени обусловлены частотной характеристикой вибрации. Так, при воздействии низкочастотной вибрации наблюдается периферический ангиодистонический синдром, синдромы вегетативного полиневрита, вегетомиозита, неврита. Воздействие среднечастотной вибрации вызывает ангиодистонический и ангиоспастический синдромы и синдром вегетомиозита. Ангиоспастический синдром разной степени выраженности вплоть до генерализованного наблюдается при воздействии высокочастотной вибрации — локальной и общей. Эта вибрация (высокочастотная локальная и общая) в тяжелых и далеко зашедших стадиях вибрационной болезни может вызывать диэнцефальный синдром с нейроциркуляторными нарушениями. Однако в клинической картине вибрационной болезни нет полной корреляции выраженности отдельных синдромов и физических параметров вибрации, так как формирование симптомокомплекса зависит еще от наличия ряда неблагоприятных факторов внешней среды.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ

Основными законодательными документами являются:

«Санитарные нормы и правила при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих» (№ 626—66);

«Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» СН 245—71;

«Санитарные нормы и правила по ограничению вибрации и шума на рабочих местах тракторов, сельскохозяйственных мелиоративных, строительно-дорожных машин и грузового автотранспорта № 1102-73 от 18/V 1973 г.».

В санитарных нормах и правилах № 626—66 устанавливаются предельно допустимые величины вибрации, возникающей при эксплуатации виброопаоного оборудования, предельно допустимый вес машин, удерживаемых руками в процессе работы, предельно допустимые силы ручного нажатия, необходимые для работы машины в паспортном режиме, а также условия измерения нормируемых величин и условия работы с вибрирующим оборудованием.

Оценка степени вредности вибрации ручных машин производится по спектру виброскорости в диапазоне 'частот 11—2800 Гц. Для каждой октавной полосы в пределах указанных выше частот устанавливается предельно допустимое значение средне-квадратической величины виброскорости в м/с и ее уровни в децибелах относительно 5-10~⁸ м/с и вертикальной вибрации в октавных полосах частот от 2 до 63 Гц, возбуждаемые работой оборудования и передаваемые на рабочие места в производственных помещениях. В СН 245—71 также предусмотрена зависимость нормируемых величин от продолжительности воздействия вибрации на протяжении рабочей смены.
Вес вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемый руками, не должен превышать 10 кг, а усилие нажима — 20 кг.

Допустимые уровни вибрации рабочих мест приводятся в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий» СН 245—71, распространяющихся на проектирование вновь строящихся и реконструируемых предприятий, зданий и сооружений промышленности, транспорта, связи, сельского хозяйства и электрических станций, опытно-экспериментальных производств и установок. Нормируемыми параметрами вибрации, так же как в СН 626—66, являются среднеквадратические величины колебательной скорости или амплитуды перемещений горизонтальной и вертикальной вибрации в октавных полосах частот от 2 до 63 Гц, возбуждаемые работой оборудования и передаваемых на рабочие места в производственных помещениях. В СН – 71 также предусмотрена зависимость нормируемых величин от продолжительности воздействия вибрации на протяжении рабочей смены.

Если продолжительность воздействия вибрации меньше 4 ч в течение рабочего дня, допустимые величины и уровни следует увеличивать в 1,4 раза (на 3 дБ), при воздействии менее 2 ч— е 2 раза (на 6 дБ), при воздействии менее 1 ч — в 3 раза (на 9 дБ).

Санитарные нормы и правила № 1102—73 от 18/V 1973 г. соблюдаются на рабочих местах водителя (оператора) и обслуживающето персонала тракторов, самоходных шасси, самоходных, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин; строительно-дорожных, землеройно-транспортных, мелиоративных и других аналогичных видов машин, а также грузового автотранспорта. Эти нормы и правила являются обязательными для всех организаций проектирующих, изготовляющих и проводящих капитальный ремонт машин. Они устанавливают допустимые величины вибрации, возникающей на рабочих местах и органах управления машин в процессе передвижения их по местности, агрофону и дорогам и выполнения производственных операций без передвижения; допустимые уровни шума на рабочих местах, а также внешнего шума машин в процессе выполнения производственных операций с передвижением и без него. Замеры вибрации и шума, сопоставление их с допустимыми величинами указанных норм с внесением соответствующих данных в паспорт машин проводятся при государственных и заводских (ведомственных) испытаниях опытных образцов; контрольных испытаниях серийно-выпускаемых машин; испытаниях после капитального ремонта, а также при контрольных испытаниях у потребителя. В нормах приводятся допустимые величины и уровни колебательной скорости вертикальной и горизонтальной вибрации в пределах среднегеометрических частот октавных полос на сиденье или рабочей площадке и на органах управления (рулевое колесо, рычаги, педали и т. п.). Допустимые величины вибрации на сиденье или рабочей площадке (табл. 13) вводятся в действие с 1/1 1978 г. До этого срока допускается превышение нормативных уровней до 6 дБ.

Существуют также «Санитарные нормы вибрации на морских, речных и озерных судах» № 1103—73 от 18/V 1973 г., которые устанавливают предельно допустимые величины вибрации в местах пребывания экипажа и пассажиров на морских, речных и озерных судах; условия измерения вибрации и требования к измерительной аппаратуре.

Эти ограничения распространяются на все самоходные суда и на вновь проектируемые и проходящие большой капитальный ремонт суда. Установлены также допустимые величины вибрации на рабочих местах для обслуживающего персонала и пассажиров на подвижном составе железнодорожного транспорта (СН 1209—74 от 30/ХП 1974 г.).

Гарантией соблюдения требований санитарных норм в отношении параметров вибрации для виброопасных машин является утверждение Государственных стандартов

ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ

Измерение вибрации машин и оборудования производится в соответствии с требованиями санитарных норм и правил № 626—66 и ГОСТов 16519—70; 13731—68 (в стендовых или производственных условиях). Усилие нажатия должно составлять от 80 до 100% максимальной величины, требуемой для паспортного режима. Параметры вибрации измеряются в направлении (или направлениях), в котором колебательная скорость наибольшая. Средства измерения должны обеспечивать измерение действующих значений колебательной скорости (в м/с) или ее уровней (в децибелах) в октавных полосах частот на поверхностях ручной машины, предназначенных для контакта с рукой рабочего, или на поверхности рабочего места. К измерению допускаются виброизмерительные приборы, прошедшие проверку в организациях Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов.

Виброизмерительная система должна включать, виброизмерительный преобразователь (датчик), измерительный усилитель, полосовые фильтры и регистрирующий (или показывающий) прибор.

Проведение стендовых испытаний в части имитации натурных условий работы, выбор типа стендов и измерительной аппаратуры и установление количества единиц каждого типоразмера оборудования, подлежащего испытанию, регламентируется ГОСТами или ведомственными условиями с соблюдением требований санитарных норм и правил.

Форма протокола измерений рекомендуется в соответствии с ГОСТом 16519—70.

ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

К организационно-техническим мероприятиям относятся: замена операций, требующих применения ручных машин, автоматизацией процессов и дистанционным управлением:

• 
  максимальное увеличение прессовой и односторонней клепки взамен ударной; уменьшение удельного веса обрубных работ за счет внедрения точного литья, дробеструйной очистки литья, газопламенной резки и электроискровой и электрохимической обработки; применение самоходного оборудования с автоматическим управлением взамен ручного бурения; механизация процессов ручной формовки, дистанционное управление бетоноукладчиков и пр.
  
• 
  планово-предупредительный ремонт и контроль за вибрационными параметрами. Ручные машины, находящиеся в эксплуатации, не реже, чем 1 раз в 6 месяцев, должны проверяться на соответствие их вибрационных параметров паспортным данным. Все результаты контрольных измерений вибрации машины, отметки о ремонте и профилактике вносятся в специальный журнал и индивидуальный паспорт машины. Ручные машины должны быть индивидуально закреплены за работающими, храниться в специально отведенных местах, регулярно смазываться.
  

Следует учитывать, что государство должно предусматривать мероприятия по дальнейшему снижению вредного воздействия вибрации машин, технологического оборудования и механизированного инструмента на работников различных отраслей народного хозяйства и указывать, что выпуск ручных машин на неспециализированных предприятиях может быть разрешен только по согласованию с соответствующими государственными органами.

К ручным машинам с уменьшенной вибрацией относятся: серийно выпускаемые пневматические рубильные молотки М-4, М-5; пневматические клепальные молотки КМП-13, КМП-23, КМП-31, бензопила «Дружба-5». Серийно выпускаются вибро-гасящие каретки к пневматическим бурильным перфораторам КВ-1У (используются при бурении горизонтальных и наклонных шпуров); КВС-1 (при бурении нисходящих шпуров); КР-1А (при бурении горизонтальных и наклонных шпуров). Рекомендуются легкие распорные колонки (ЛКР) для ручных перфораторов; пневматические отбойные молотки МО-6А. Вибрация, не превышающая санитарной нормы, возникает при работе буровых кареток К.БШМ, портативных буровых установок БПУ, колонковых перфораторов ПК-65 и буровых колонок БК1В. Для уменьшения вибрации отбойных молотков используются антивибрационные устройства УВ-1, которые защищают правую руку при отбойке угля и мягкой породы, и УВ-2 для защиты обеих рук при обработке камня.

Рекомендуются вибробезопасные шлифовальные машинки ИП-2013 для нужд машиностроительной промышленности.

Для защиты левой руки от вибрации вставного инструмента применяются виброгасящие насадки из губчатой резины, пластмассы в комбинации с пружинными амортизаторами. Подобные насадки используются и для защиты от вибрации рукоятки шлифовальных машин. Уменьшения вибрации шлифовальных и других инструментов вращательного действия можно добиться тщательной регулярной балансировкой абразивных .кругов и насадок, регулярной заменой кругов с нарушенными поверхностями, создающими дисбаланс.

Для уменьшения вибрации, передаваемой на рабочие места, применяются специальные амортизирующие сиденья, площадки с пассивной пружинной изоляцией, резиновые, поролоновые и другие виброгасящие настилы.