Вибрация. Воздействие на человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Министерства образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Филиал Уральского государственного экономического университета

г. Березники

Кафедра математики и естественнонаучных дисциплин»

Специальность: 080103.65 "Национальная экономика"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему:

Вибрация. Воздействие на человека

Выполнила

Студентка гр. ЭКПЗ - 091

Н.С. Скрипина

Проверил

профессор, д.т.н. Б.Н. Щеткин

Березники

2010 г.

Содержание

Введение

1. Вибрация. Виды вибрации. Воздействие на человека. Документы, нормирующие вибрацию. Мероприятия по снижению воздействия вибрации на человека

1.1. Вибрация. Виды вибрации

1.2. Воздействие на человека

1.3. Документы, нормирующие вибрацию

1.4. Мероприятия по снижению воздействия вибрации на человека

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальных различий нет. Разница заключается в восприятии: вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и средствами осязания, а шум органами слуха. Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц - как вибрация и звук.

Вибрацию применяют на предприятиях стройиндустрий при уплотнении и укладки бетонной смеси, дроблении и сортировке инертных материалов, разгрузке и транспортировании сыпучих материалов и т.д.

Под воздействием вибрации в организме человека наблюдается изменение сердечной деятельности, нервной системы, спазм сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению их подвижности. Длительное воздействие вибраций приводит профессиональному заболеванию - вибрационной болезни. Она выражается в нарушении многих физиологических функций человека. Эффективное лечение возможно только на ранней стадии заболевания. Очень часто в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.

При работе в условиях вибраций производительность труда снижается, растет число травм. Зачастую мы, к сожалению, даже не задумываемся о той степени скрытой опасности, которую несет в себе, казалось бы, не проявляющаяся отчетливо на физическом уровне и не наносящая моментального вреда нашему здоровью вибрация.

В данных условиях, безусловно, просто необходимо вмешательство государства путем применения законодательных и как следствие в условиях ответственности исполнительных рычагов власти. Нормирование вибрации при возникновении трудовых отношений и при выполнении работниками трудовых функций, однозначно, должно не только положительно сказываться на здоровье населения в целом, но и стимулировать работодателей в области обеспечения безопасных условий труда. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечнососудистую системы, вестибулярный аппарат. В условиях становления рыночной экономики, проблемы безопасности жизнедеятельности становятся одним из самых острых социальных проблем.

механизмы вибрация вестибулярный трудовые

1. Вибрация. Виды вибрации. Воздействие на человека. Документы, нормирующие вибрацию. Мероприятия по снижению воздействия вибрации на человека

1.1 Вибрация. Виды вибрации

Вибрация - механические колебания упругих тел, проявляющиеся в перемещении центра их тяжести или оси симметрии в пространстве, а также в периодическом изменении ими формы, которую они имели в статическом состоянии. Параметры вибрации нормирует ГОСТ 12.1.012-78 «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности».

Вибрация в соответствии со стандартом по источникам ее возникновения подразделяется на:

- транспортную, которая возникает в результате движения автомобилей по местности и дорогам и при их строительстве;

- транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадки;

- технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места не имеющих источников вибрации.

По способу передачи на человека вибрации подразделяются на:

- общую, передающуюся через опорные поверхности;

- локальную (местную), передающуюся через руки человека.

Направление действия вибрации определяется ортогональной системой координат X,Y,Z.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, является частота колебаний, скорость колебания и амплитуда смещения.

1.2 Воздействие на человека

При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния - расслабленное или напряженное - и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Резонанс - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.

Для человека резонанс наступает:

- В положении сидя при частоте 4 - 6 Гц

- Для головы - 20 - 30 Гц

- Для глазных яблок - 60 - 90 Гц

При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин - вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.

При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма.

Воздействие вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном действующих частот, индивидуальными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 * 10-8 м/с, виброускорения - 3 * 10-4 м/с, рассчитанные по порогу чувствительности организма человека.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:

1. Общая - передается через опорные поверхности на тело человека в положении сидя или стоя.

2. Локальная - передается через руки.

Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний.

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

1.3 Документы, нормирующие вибрацию

Основным документом, регламентирующим уровень вибрации на рабочих местах, является СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». В этом документе приведены предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения, направления действия.

Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.

Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию "безопасность".

Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки (табл. 1)

Таблица 1. Категории вибрации и соответствующие им критерии оценки

Категория вибрации по санитарным нормам и критерий оценки	Характеристика условий труда	Пример источников вибрации
1 безопасность	Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам, в том числе при их строительстве	Тракторы, сельскохозяйственные и промышленные, машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур; автомобили, строительно-дорожные машины, в том числе бульдозеры, скреперы, грейдеры, катки, снегоочистители и т.п.; самоходный горно-шахтный транспорт.
2 граница снижения производительности труда	Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок	Экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей; горные комбайны; шахтные погрузочные машины; самоходные бурильные каретки; путевые машины бетоноукладчики; напольный производственный транспорт
3 тип "а" граница снижения производительности труда	Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации	Станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечнопрессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты, вентиляторы, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности, стационарное оборудование сельскохозяйственного производства
3 тип "в" комфорт	Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом	Диспетчерские, заводоуправления, конструкторские бюро лаборатории, учебные помещения, вычислительные

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости v (и их логарифмические уровни L_v) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или третьоктавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, в том числе по дозе вибрации D с учетом времени воздействия. Допустимые значения представлены в Приложении 1.

Для общей технологической вибрации (категория 3, тип «В"»), передающейся на рабочие места в складах, столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет генерирующих вибрацию машин, нормой вибрационной нагрузки являются указанные в Приложении 1 нормы, значения которых умножаются на 0,4, а уровни - уменьшаются на 8 дБ.

Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин (8-ми часовой рабочий день), определяется по формуле:

где V₄₈₀ - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин.

Общая вибрация нормируется по следующим октавным полосам частот: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; локальная: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Гц.

Общая вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой октавной полосе по вертикальному направлению (оси Z) или горизонтальному направлению (оси Х, У). Выбор нормирования определяется в зависимости от интенсивности: по более интенсивному направлению.

Гигиенические нормы технологической вибрации, воздействующей на операторов стационарных машин в течение 480мин (8 часов), приведены в ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.-039-99 (табл.2, 3).

Таблица 2. Предельно допустимые уровни локальной вибрации

Средне геометрические частоты октавных полос, Гц.	Предельно допустимые уровни по осях Xл,Yл,Zл
	Виброскорость	Виброускорение
	м/с*10-2	дБ	м/с2	дБ
8 16 31,5 63 125 250 500 1000	2,8 115 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	115 109 109 109 109 109 109 109	1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0	73 73 79 85 91 97 103 109
Корректированный эквивалентный уровень	2,0	112	2,0	76

Таблица 3. Предельно допустимые параметры импульсной локальной вибрации

Диапазон длительности вибрационных импульсов	Измеренные пиковые урони виброускорения, дБ
	120		120		120		120		120
	Допустимое количество импульсов
1-30*	160000**	1-30*	160000**	1-30*	160000**	1-30*	160000**	1-30*	160000**
	20000**		20000**		20000**		20000**		20000**
31-1000*	160000**	31-1000*	160000**	31-1000*	160000**	31-1000*	160000**	31-1000*	160000**
	20000		20000		20000		20000		20000

В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.

Основные документы, нормирующие вибрацию:

- ГОСТ ИСО 10326-1-2002 Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Общие требования;

- ГОСТ ИСО 10819-2002 Вибрация и удар. Метод измерения и оценки передаточной функции перчаток в области ладони

- ГОСТ 12.1.012-90 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

- ГОСТ 30873.10-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 10. Ножницы вырубные и ножевые

- ГОСТ Р ИСО 10326-1-99 Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Общие требования

- ГОСТ 12.1.049-86 Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Методы измерения на рабочих местах самоходных строительно-дорожных машин

- ГОСТ 12.1.047-85 Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Метод контроля на рабочих местах и в жилых помещениях морских и речных судов

- ГОСТ 26563-85 Вибрация. Технологическое оборудование целлюлозно-бумажного производства. Методы и средства защиты

- ГОСТ 12.4.094-88 Система стандартов безопасности труда. Метод определения динамических характеристик тела человека при воздействии вибрации

- ГОСТ 12.4.012-83 Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования

- ГОСТ 12.4.095-80 Система стандартов безопасности труда. Машины сельскохозяйственные самоходные. Методы определения вибрационных и шумовых характеристик

- ГОСТ ИСО 13753-2002 Вибрация и удар. Метод измерения передаточной функции упругих материалов при их нагружении системой «кисть - рука»

- ГОСТ Р ИСО 13753-99 Вибрация и удар. Метод измерения передаточной функции упругих материалов при их нагружении системой "кисть - рука"

- ГОСТ 23718-93 Самолеты и вертолеты пассажирские и транспортные. Допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа и методы измерения вибрации

- ГОСТ 27242-87 Вибрация. Виброизоляторы. Общие требования к испытаниям

- ГОСТ 26382-84 Двигатели газотурбинные гражданской авиации. Допустимые уровни вибрации и общие требования к контролю вибрации

- ГОСТ Р ИСО 10819-99 Вибрация и удар. Метод измерения и оценки передаточной функции перчаток в области ладони

- ГОСТ 31191.2-2004 Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий

- ГОСТ 30873.11-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 11. Машины для забивания крепежных средств

- ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

- ГОСТ 30873.12-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 12. Пилы ножовочные, дисковые и маятниковые и напильники возвратно-поступательного действия

- ГОСТ 30873.7-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 7. Гайковерты, шуруповерты и винтоверты ударные, импульсные и трещеточные

- ГОСТ 31191.4-2006 Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 4. Руководство по оценке влияния вибрации на комфорт пассажиров и бригады рельсового транспортного средства.

- ГОСТ 30873.8-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 8. Машины полировальные, круглошлифовальные, орбитальные шлифовальные и орбитально-вращательные шлифовальные.

- ГОСТ 30873.14-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 14. Инструменты для обработки камня и молотки зачистные пучковые.

- ГОСТ 30873.13-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 13. Машины шлифовальные для обработки штампов

- ГОСТ 30873.9-2006 Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 9. Трамбовки.

1.4 Мероприятия по снижению воздействия вибрации на человека

Основные мероприятия по защите от вибраций условно можно свести к таким группам: технические, организационные и лечебно-профилактические.

К техническим мероприятиям относятся: устранение вибраций в источнике и на пути их распространения. Устранение или уменьшение вибрации в источнике решается, начиная со стадии проектирования и изготовления машин. Закладываются в их конструкцию решения, обеспечивающие вибробезопасные условия труда: замену ударных процессов на безударные, применение деталей из пластмассы, ременных передач вместо цепных, шестерен с глобоидальным и шевронным зацеплением вместо прямозубых, выбор оптимальных рабочих режимов, тщательная балансировка вращающихся деталей, повышение класса точности их изготовления и чистоты обработки поверхности.

При эксплуатации техники уменьшенные вибрации достигается современной подтяжкой креплений, устранением люфтов, зазоров, качественной смазкой трущихся поверхностей, правильной регулировкой рабочих органов.

В конструкциях, по которым происходит распространение колебаний, делаются разрывы, заполняемые вибро- и звукоизоляционными материалами; замена вибрирующего оборудования или процесса на безвибрационный.

Для снижения воздействия вибрирующих машин и оборудо-вания на организм человека применяются следующие меры и средства:

* замена инструмента или оборудования с вибрирующи-ми рабочими органами на невибрирующие в процессах, где это возможно (например, замена электромеханических кас-совых машин на электронные);

* применение виброизоляции вибрирующих машин отно-сительно основания (например, применение рессор, резино-вых прокладок, пружин, амортизаторов);

* использование дистанционного управления в техноло-гических процессах (например, использование телекоммуни-каций для управления вибротранспортером из соседнего по-мещения);

* использование автоматики в технологических процес-сах, где работают вибрирующие машины (например, управ-ление по заданной программе);

* использование ручного инструмента с виброзащитны-ми рукоятками, специальной обуви и перчаток.

Если техническими средствами не удается достичь выполнения гигиенических норм на рабочем месте, то необходимо применять средства индивидуальной защиты: виброзащитные рукавицы и виброзащитную обувь, наколенники, коврики, нагрудники, специальные костюмы. Виброзащитные свойства применяемых упругих материалов нормируются в октавных полосах 8…2000 Гц и должны быть в пределах 1…5 дБ при толщине вставки 5мм и 1…6 дБ при толщине вставки 10 мм. Сила нажатия при оценке виброзащитных свойств рукавиц варьируется от 50 до 200 Н. Виброзащитные рукавицы должны быть гигиеничны, не стеснять выполнение технологических операций, не вызвать раздражение кожных покровов (Гост 12.4 002-74 «Средства индивидуальной защиты рук о вибрации. Общие технические требования»).

Виброизоляционную обувь изготавливают из кожи (или искусственных заменителей) и снабжают стельками из упругопластичных материалов для защиты от вибрации на частотах выше 11 Гц. Эффективность виброизоляционной обуви нормируется на частотах 16; 31,5; 63 Гц и должна составлять 7…10 Дб. Требование к изготовлению виброизоляционной обуви и методы определения защитной эффективности приведены в Гост 12.4.024-76* «Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования».

К организационно-профилактическим мероприятиям по снижению вредного влияния вибрации следует отнести рациональный режим труда и отдыха и применение лечебно-профилактических мер. При работе с инструментом, имеющим колебания до 1200 в минуту, рабочим необходим 10 -минутный перерыв после каждого часа работы; при работе с инструментом, имеющим 4000 и более колебаний в минуту, необходим получасовой перерыв после каждого часа работы.

Не следует допускать воздействия вибрации в течение более 65% рабочего времени. Согласно санитарных норм запрещается работа с пневматическим инструментом при температуре ниже 16⁰С, влажности 40-60% и скорости воздуха более 0,3 м /с.

При работе с виброинструментом для предупреждения заболеваний масса удерживаемого в руках инструмента не должна превышать 10 кг, а сила нажима работающих на вибрирующее оборудование не должна превышать 200 Н.

Заключение

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с2; период колебаний Т, сек. Степень воздействия вибрации на физиологические ощущения человека определяется величиной колебательного ускорения и скоростью колебаний.

Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм человека в целом, нарушая нормальное функционирование нервной системы и органов, связанных с обменом веществ. Вибрация может вызывать нарушения деятельности сердечнососудистых и дыхательных органов, заболевания рук и суставов. Особенно опасны вибрации с большой амплитудой, которые оказывают в основном неблагоприятное действие на костно-суставный аппарат. Обычно в спектре вибрации преобладают низкочастотные вибрации отрицательно действующие на организм.

Вибрация представляет собой механические колебания, простейшим видом которых являются гармонические колебания. Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления. Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Однако следует отметить, что вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека. Вибрация способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.

Список использованной литературы

1. Занько Н. Г., Корсаков Г. А., Малаян К. Р. Безопасность жизнедеятельности/ Под ред. Русака О. Н. СПб: Петербургской лесотехнической академии, 1996.

2. Коробкин В. И., Передельский Л. В.Экология. Изд. 4-е, доп. и переработ. Ростов н/Д: Феникс, 2003.

3. Криксунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. М.: Дрофа, 2005.

4. Петров К.М. Общая экология. Взаимодействие общества и природы. СПб: Химия, 1997.

5. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. М.: Финансы и статистика, 1999.

6. Боголюбова С. А. Экология: Учебное пособие. М.: Знание, 2007.

7. Фролов А. В. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда. Ростов н/Д: Феникс, 2005.

8. //libgost.ru

Размещено на Allbest.ru

...