Gdy częstotliwość oscylacji jest niższa niż 1 Hz, ciało ludzkie porusza się jako jedna całość – narządy wewnętrzne nie doświadczają ruchów względnych. Takie wahania, choć nieprzyjemne, nie są niebezpieczne (toczenie). Konsekwencją takich wibracji jest choroba morska. Większość narządów wewnętrznych posiada naturalną częstotliwość drgań w zakresie 6–9 Hz. Oddziaływanie na organizm ludzki drgań zewnętrznych o tej samej częstotliwości jest bardzo niebezpieczne, gdyż mogą powodować uszkodzenia mechaniczne, a nawet pęknięcia narządów. Długotrwałe narażenie na intensywne wibracje ogólne może być przyczyną choroby wibracyjnej – zaburzenia funkcji fizjologicznych organizmu, spowodowanego przede wszystkim działaniem wibracji na centralny układ nerwowy.

Zaburzenia te objawiają się bólami i zawrotami głowy, złym snem, drażliwością, zmniejszoną wydajnością i dysfunkcją serca.

Przy częstotliwościach powyżej 100 Hz wibracje mogą działać jedynie jako wibracje lokalne. Miejscowe wibracje przy długotrwałym narażeniu powodują skurcze naczyń, co skutkuje pogorszeniem ukrwienia kończyn.

Dodatkowo miejscowe wibracje oddziałują na zakończenia nerwowe, tkankę mięśniową i kostną, czego skutkiem są zaburzenia wrażliwości skóry, kostnienie ścięgien mięśniowych, ból oraz odkładanie się soli w stawach dłoni i palców, co prowadzi do deformacji i zmniejszenia ruchomości stawów. Jednocześnie obserwuje się zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego.

Ciało jest szczególnie wrażliwe na wstrząsy pionowe, gdy człowiek stoi na wibrującej powierzchni. Najbardziej szkodliwe dla człowieka jest jednoczesne działanie wibracji, hałasu i niskiej temperatury.

1.2. Parametry drgań i ich normalizacja

1.2.1. Wibrację charakteryzują trzy parametry: wychylenie z położenia równowagi, prędkość oscylacyjna i przyspieszenie oscylacyjne.

W oparciu o względy psychofizjologiczne i dla ułatwienia obliczeń parametry drgań wyrażono w jednostkach logarytmicznych. Te jednostki logarytmiczne nazywane są poziomami, wyrażanymi w decybelach i oznaczanymi literą L z odpowiednim indeksem:

– poziom uprzedzeń L = 20 lg x ;

– poziom częstotliwości wibracji L v = 20 log V ;

– poziom przyspieszenia oscylacyjnego L a = 20 log a , a0

gdzie x 0 , V 0 , a 0 – wartości odniesienia ustalone w umowach międzynarodowych

niyami: x 0 = 8 10-12 m; V 0 = 5 10-8 m/s; a 0 = 3 · 10-4 m/s2.

W praktyce drgania mierzy się i normalizuje zazwyczaj w pasmach częstotliwości oktawowych, czyli pasmach, w których stosunek częstotliwości granicznych f gr2 / f gr1 = 2.

Pasma oktawowe są standaryzowane na mocy umów międzynarodowych. W przypadku wibracji ogólnych średnie geometryczne częstotliwości pasm oktaw są następujące

rząd dmuchania: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; dla wibracji lokalnych: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz.

1.2.2. Znormalizowanymi charakterystykami drgań, które określają ich wpływ na osobę, są średnie kwadratowe wartości prędkości drgań V w m/s i przyspieszenia drgań a w m/s2 lub ich poziomy logarytmiczne odpowiednio L V i La w dB.

Wibracje oddziałujące na człowieka standaryzowane są odrębnie dla każdego ustalonego kierunku w każdym z pasm oktawowych.

Normy higieniczne dotyczące wibracji oddziałujących na człowieka w warunkach przemysłowych podano w CH2.2.4/2.1.8.565-96 „Wibracje przemysłowe. Wibracje w pomieszczeniach i budynkach użyteczności publicznej” (Załącznik nr 1). Znormalizowanymi parametrami drgań taboru są poziomy wartości amplitudy prędkości oscylacyjnej L v i przyspieszenia oscylacyjnego La , przy czym brana jest pod uwagę powtarzalność tych wartości (SN 2.9.4/21.8.566 -96).

W lokomotywach wibracje są normalizowane przez przyspieszenie (12.2.056-81). Ustala się dopuszczalne poziomy wibracji dla głównych rodzajów prac -

x GOST 12.2.056 – 2004 „Bezpieczeństwo wibracyjne i wymagania ogólne”.

1.3. Środki eliminujące wibracje

Ogólne środki zwalczania szkodliwych skutków wibracji można podzielić na trzy grupy: inżynieryjną, organizacyjną i zapobiegawczą.

Inżynieriaśrodki obejmują wprowadzenie maszyn odpornych na wibracje, zastosowanie sprzętu chroniącego przed wibracjami, który zmniejsza wibracje oddziałujące na pracowników na drogach ich rozprzestrzeniania się; rozwiązania projektowe procesów technologicznych i obiektów produkcyjnych zapewniające higieniczne standardy wibracyjne na stanowiskach pracy.

Organizacyjne Działania obejmują monitorowanie instalacji urządzeń, terminową i wysokiej jakości realizację planowych konserwacji i napraw zapobiegawczych oraz przestrzeganie zasad technicznej eksploatacji maszyn i agregatów.

Leczenie i profilaktyka Zajęcia zapewniają niezbędny reżim mikroklimatu i kompleks zabiegów fizjoterapeutycznych (kąpiele wodne, masaże, gimnastyka i naświetlanie ultrafioletem).

2.10 Wpływ wibracji na organizm człowieka, jego regulacja i metody ochrony

Wibracje to drgania mechaniczne przenoszone na organizm ludzki, zakłócając je lub szkodząc jego zdrowiu.

Źródłami drgań mogą być wirujące elementy maszyn, w których oś obrotu i środek masy nie pokrywają się (np. CD-ROM w napędzie komputera lub zdeformowany wał w samochodzie), obciążenia dynamiczne układów mechanicznych, mechanizmy, których wibracje zależą od zasady ich działania (na przykład narzędzia pneumatyczne, prasy, wiertarki udarowe) itp.

O szkodliwym działaniu wibracji na człowieka decyduje nie tyle zewnętrzny wpływ mechaniczny, ile zjawiska rezonansowe zachodzące w organizmie człowieka. Ciało to złożony układ mechaniczny. Ze względu na swoją niejednorodność, wspólna jest zarówno ogólna częstotliwość rezonansowa, jak i częstotliwości własne drgań poszczególnych narządów. Stopień uderzenia zależy zarówno od parametrów drgań (częstotliwość, amplituda, czas trwania uderzenia, miejsce przyłożenia i kierunek wektora uderzenia), jak i od ogólnego stanu funkcjonalnego ciała.

Wibracje oddziałują na narządy wewnętrzne człowieka, powodując skurcz naczyń (prowadzący do zakłócenia dopływu krwi do poszczególnych narządów), zakończeń nerwowych, tkanki mięśniowej i kostnej, powodując deformacje i upośledzenie ruchomości stawów.

Działanie ciągłych wibracji prowadzi do choroby zawodowej – choroby wibracyjnej. Jego głównymi objawami są: ból głowy; drażliwość; zły sen; zmęczenie; przerywany ból i osłabienie rąk na początku choroby; bóle; skurcze i skurcze palców; nadciśnienie; zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym. Choroba wibracyjna rozwija się stopniowo, jej objawy nasilają się w miarę postępu choroby. Leczenie choroby wibracyjnej jest długotrwałe; pacjenci tracą zdolność do pracy.

Wpływ wibracji i wstrząsów o niskiej częstotliwości objawia się chorobami obwodowego układu nerwowego (zapalenie nerwu, zapalenie korzonków nerwowych), a także chorobami przewodu żołądkowo-jelitowego.

Znormalizowane charakterystyki drgań to średnie kwadratowe wartości prędkości drgań (), m/s lub przyspieszenia drgań (), m/s 2 , a także ich poziomy logarytmiczne w decybelach (dB). Maksymalne dopuszczalne wartości dla pomieszczeń produkcyjnych i administracyjnych podano w tabeli. P1.14, P1.15.

Podczas normalizowania wibracji brane są pod uwagę następujące czynniki.

1. Sposób przenoszenia drgań (lokalny i ogólny). Wibracje ogólne przenoszone są na całe ciało człowieka, wibracje lokalne oddziałują na poszczególne części ciała.

2. Częstotliwość, Hz; dopuszczalne wartości prędkości drgań lub przyspieszenia drgań podane są w znormalizowanym zakresie przy następujących średnich geometrycznych częstotliwościach pasm oktawowych:

Dla wibracji ogólnych: 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Hz;

Dla wibracji lokalnych: 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000.

3. Kierunek działania (poziomy, pionowy). W tym przypadku układy współrzędnych dobiera się inaczej dla drgań ogólnych i lokalnych, jak pokazano na ryc. P1.13.

4. Źródło. W zależności od tego drgania ogólne dzieli się na kategorie: 1 - transportowe, 2 - transportowo-technologiczne, 3 - technologiczne, 3a - na stałych stanowiskach pracy, 3b - na stanowiskach pracy w pomieszczeniach biurowych, 3c - na stanowiskach pracy w pomieszczeniach, w których nie ma źródeł wibracji, 3d – w miejscach pracy pracowników wiedzy.

5. Czas trwania i poziom oddziaływania: stały (kontrolowany parametr zmienia się nie więcej niż 2 razy w odstępie czasu) i drgania niestałe.

Środki ochrony przed wibracjami

1. Redukcja wibracji u źródła.

2. Redukcja drgań na torach transmisyjnych:

– izolacja drgań;

– pochłanianie drgań.

3. ŚOI (rękawice, mitenki, obuwie ochronne).

4. Leczenie i środki zapobiegawcze:

– okresowe badania lekarskie;

– ograniczenie czasu kontaktu;

– racjonalne zasady pracy i odpoczynku.

Najskuteczniejszą metodą jest redukcja drgań u źródła, aczkolwiek wiąże się to z największymi kosztami. Jeżeli nie ma możliwości redukcji drgań u źródła powstawania, stosuje się metody redukcji wzdłuż drogi propagacji (izolacja drgań, absorpcja drgań).

Wibroizolacja polega na osłabieniu przenoszenia drgań z urządzenia na konstrukcję budynku. Osłabienie odbywa się poprzez zastosowanie pomiędzy nimi elementów sprężystych – wibroizolatorów.

Wibroizolatory są sprężynowe, wykonane z materiałów elastycznych i gumy sprężystej. Drgania o wysokiej częstotliwości (przy prędkościach maszyn powyżej 2000 obr/min) tłumione są przez wibroizolatory wykonane z materiałów elastycznych – gumy, korka, filcu. Przy wibracjach o niskiej częstotliwości takie wibroizolatory często nie tylko nie tłumią drgań, ale czasami nawet je zwiększają. Dlatego stosuje się wibroizolatory sprężynowe.

Absorpcja drgań to metoda redukcji drgań na skutek zwiększonych strat energii w układzie. W tym celu na powierzchnię metalu nakłada się warstwę materiału o dużej lepkości wewnętrznej. W tym przypadku energia wibracyjna przenoszona przez część wibrującą zamienia się w ciepło.

Wykład 10

WIBRACJE PRODUKCYJNE

Zarys wykładu:

1. Klasyfikacja drgań przemysłowych.

2. Wpływ wibracji na zdrowie człowieka.

3. Normalizacja drgań przemysłowych.

4. Sposoby redukcji drgań przemysłowych.

Klasyfikacja drgań przemysłowych

Wibracje to niewielkie drgania mechaniczne, które powstają w ciałach sprężystych pod wpływem zmiennych sił. Wszelkiego rodzaju urządzenia posiadające ruchome części oraz pojazdy wytwarzają wibracje mechaniczne. Wzrost prędkości i mocy technologii doprowadził do gwałtownego wzrostu poziomu wibracji.

Osoba odczuwa wibracje w zakresie od ułamków do 1000 Hz. Wibracje o wyższej częstotliwości są postrzegane jako wrażenie termiczne

Wpływ wibracji na człowieka klasyfikuje się:

Zgodnie ze sposobem przenoszenia wibracji na człowieka,

Zgodnie z kierunkiem wibracji.

Zgodnie z charakterystyką czasową wibracji.

Ze względu na sposób przenoszenia wibracji na osobę rozróżnia się drgania ogólne, przenoszone przez powierzchnie nośne na całe ciało i lokalne, przenoszone na dłonie lub stopy człowieka.

Ze względu na kierunek działania drgania dzieli się według kierunku ortogonalnych osi współrzędnych X o, Y o, Z o dla drgań ogólnych i X l, Y l, Z l dla drgań lokalnych.

Ze względu na charakterystykę czasową rozróżnia się drgania stałe (monitorowany parametr zmienia się nie więcej niż 2 razy w okresie obserwacji) i drgania nieciągłe.

Podstawowe parametry drgań: amplituda drgań (m) – wielkość największego odchylenia punktu drgań od położenia równowagi, okres drgań (s) – czas pomiędzy dwoma kolejnymi identycznymi stanami układu, częstotliwość (Hz), związana z okres w znanym stosunku, prędkość drgań (m/s), przyspieszenie drgań (m 2 /s)

Wpływ wibracji na zdrowie człowieka.

Wibracje ogólne są bardziej niebezpieczne niż wibracje lokalne, ponieważ powodują drżenie całego ciała. Początkowo pojawiają się bóle głowy, zaburzenia snu i zmęczenie. Przy długotrwałym narażeniu na wibracje rozwija się choroba wibracyjna: zaburzona zostaje aktywność układu nerwowego, naczyń krwionośnych, narządów wzroku, słuchu i aparatu przedsionkowego, zawroty głowy, senność, choroby żołądka (ponieważ pod wpływem wibracji wydzielanie soku żołądkowego wzrasta ilość soku) i dochodzi do destrukcyjnego uszkodzenia stawów.

Wibracje ogólne są szczególnie niebezpieczne, gdy częstotliwości wpływów zewnętrznych pokrywają się z częstotliwościami drgań własnych narządów ludzkich (zjawisko rezonansu), ponieważ amplitudy drgań gwałtownie rosną i może dojść do mechanicznego uszkodzenia tych narządów. Dla narządów jamy brzusznej i klatki piersiowej częstotliwości naturalne mieszczą się w zakresie 6-9 Hz, dla głowy - 25-30 Hz, dla oczu - 60-90 Hz.

Ogólne wibracje o częstotliwości mniejszej niż 0,7 Hz nie prowadzą do choroby wibracyjnej. Konsekwencją takich wibracji jest choroba morska spowodowana zakłóceniem normalnej aktywności aparatu przedsionkowego.

Maszyniści pociągów elektrycznych, maszyniści maszyn do robót ziemnych i rolniczych, operatorzy pompowni i tłoczni oraz elektrownie są narażeni na drgania ogólne.

Miejscowe wibracje powodują pogorszenie ukrwienia dłoni, a w efekcie odkładanie się soli, deformację i zmniejszenie ruchomości stawów. Najbardziej cierpią stawy nadgarstkowe, łokciowe i barkowe, ale dodatkowo dotknięte jest całe ciało: ból pojawia się w sercu i dolnej części pleców. Osoby pracujące z elektronarzędziami ręcznymi są narażone na lokalne wibracje. W przypadku narażenia na wibracje o niskiej częstotliwości choroba występuje po 8-10 latach, w przypadku narażenia na wibracje o wysokiej częstotliwości (powyżej 125 Hz) - po 5 lub mniej latach.

Normalizacja drgań przemysłowych

Istnieją higieniczne i techniczne regulacje wibracji. Normy higieniczne – ograniczają parametry wibracyjne stanowisk pracy i powierzchni styku z rękami pracowników, w oparciu o wymagania fizjologiczne wykluczające możliwość wystąpienia chorób wibracyjnych. Techniczne – ograniczają parametry drgań nie tylko biorąc pod uwagę określone wymagania, ale także w oparciu o aktualnie osiągalny dla danego typu sprzętu poziom drgań.

Normy higieniczne dotyczące obciążenia wibracyjnego na stanowiskach pracy są określone w GOST 12.1.012-90 „SSBT. Bezpieczeństwo wibracyjne. Wymagania ogólne”, normy sanitarne SN 2.2.4/2.1.8.556 - 96 „Drgania przemysłowe, wibracje w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej”. Dokumenty ustalają klasyfikację drgań, metody oceny higienicznej, znormalizowane parametry i ich dopuszczalne wartości, warunki pracy osób wykonujących zawody narażone na drgania, wymagania dotyczące zapewnienia bezpieczeństwa drganiowego oraz charakterystyki drganiowej maszyn.

W higienicznej ocenie drgań znormalizowanymi parametrami są średnie kwadratowe wartości prędkości drgań lub przyspieszenia drgań. Ponieważ jednak wartości bezwzględne prędkości drgań różnią się w bardzo szerokim zakresie, w praktyce stosuje się logarytmiczny poziom prędkości drgań:

L v = 20lg V/ V o (dB)

gdzie V jest zmierzoną wartością prędkości drgań, m/s,

V o =5 *10 -8 m/s – najniższa wartość prędkości drgań, jaką człowiek zaczyna odczuwać.

Spektrum częstotliwości drgań podzielone jest na pasma oktawowe o średnich geometrycznych częstotliwościach:

Dla wibracji ogólnych 1,2,4,8,16, 31,5,63.

Dla lokalnych 1,2,4,8,16, 31,5, 63,125,250,500,1000.

Wibracje oddziałujące na człowieka normalizowane są oddzielnie w każdym paśmie oktawowym oddzielnie dla wibracji ogólnych i lokalnych.

Wibracje ogólne są normalizowane z uwzględnieniem właściwości źródła ich występowania i podzielone na kategorie:

Kategoria 1 – drgania transportowe oddziałujące na operatora na stanowisku pracy maszyn i pojazdów samobieżnych i ciągnionych podczas poruszania się po terenie, terenach rolniczych i drogach, w tym w trakcie ich budowy;

Kategoria 2 - drgania transportowe i technologiczne działające na człowieka na stanowisku pracy maszyn o ograniczonej sprawności ruchowej podczas przemieszczania ich po specjalnie przygotowanych powierzchniach pomieszczeń produkcyjnych, obiektów przemysłowych i wyrobisk górniczych;

Znormalizowanymi parametrami obciążenia wibracyjnego są średnie kwadratowe wartości prędkości drgań i ich poziomy logarytmiczne dla drgań lokalnych w pasmach częstotliwości oktawowych, dla drgań ogólnych w pasmach oktawowych lub trzeciej oktawie

Higieniczne standardy wibracji zgodnie z GOST 10.1.012-90

Tabela 8.1.

Regulacja wibracji odbywa się w dwóch kierunkach:

I kierunek – sanitarno-higieniczny;

II kierunek – techniczny (ochrona sprzętu).

Podczas przeprowadzania higienicznej standaryzacji wibracji kierują się następującymi dokumentami regulacyjnymi:

GOST 12.1.012-90 SSBT. Bezpieczeństwo wibracyjne;

SN 2.2.4/2.1.8.566-96. Wibracje przemysłowe, wibracje w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej. Normy sanitarne: zatwierdzone. Uchwała Państwowego Komitetu Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego Rosji z dnia 31 października 1996 r. N 40.

Wprowadza się następujące kryteria oceny niekorzystnego wpływu drgań zgodnie z powyższą klasyfikacją:

· kryterium „bezpieczeństwa”, zapewniające brak uszczerbku na zdrowiu operatora, oceniane obiektywnymi wskaźnikami, z uwzględnieniem ryzyka wystąpienia chorób zawodowych i patologii przewidzianych klasyfikacją lekarską, a także wykluczające możliwość wystąpienia urazów lub nagłych wypadków sytuacjach powstałych w wyniku narażenia na wibracje. Kryterium to spełniają normy sanitarno-higieniczne ustalone dla kategorii 1;

· kryterium „granicy zmniejszenia wydajności pracy”, które zapewnia utrzymanie standardowej wydajności pracy operatora, która nie zmniejsza się na skutek rozwoju zmęczenia pod wpływem drgań. Kryterium to zapewnia dotrzymanie norm ustalonych dla kategorii 2 i 3a;

· Kryterium „komfortu”, zapewniające operatorowi poczucie komfortowych warunków pracy przy całkowitym braku zakłócających wibracji. Kryterium to spełnia standardy ustalone dla kategorii 3b i 3c.

Wskaźniki obciążenia wibracyjnego operatora tworzone są z następujących parametrów:

Do standaryzacji i kontroli sanitarnej stosuje się średnie kwadratowe wartości przyspieszenia drgań a lub prędkości drgań V, a także ich poziomy logarytmiczne w decybelach;

Przy ocenie obciążenia drganiami operatora preferowanym parametrem jest przyspieszenie drgań.

Znormalizowany zakres częstotliwości jest ustawiony:

Dla drgań lokalnych w postaci pasm oktawowych o średnich geometrycznych częstotliwościach 1; 2; 4; 8; 16; 31, 5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz;

Dla wibracji ogólnych - pasma oktawowe i 1/3 oktawowe o średnich geometrycznych częstotliwościach 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Hz.

Oprócz widma drgań, jako znormalizowany wskaźnik obciążenia drganiami operatora na stanowisku pracy można zastosować parametr jednonumeryczny: skorygowaną o częstotliwość wartość kontrolowanego parametru (prędkość drgań, przyspieszenie drgań lub ich poziomy logarytmiczne). W tym przypadku nierówny fizjologiczny wpływ wibracji o różnych częstotliwościach na człowieka uwzględnia się za pomocą współczynników wagowych, których wartości podano w wyżej wymienionych dokumentach regulacyjnych.

W przypadku wibracji nieciągłych standardowym obciążeniem operatora wibracjami są jednocyfrowe wartości standardowe dawki wibracji lub równoważna skorygowana w czasie wartość ekspozycji kontrolowanego parametru.

Podstawowe metody zwalczania drgań maszyn i urządzeń.

1. Redukcja drgań poprzez oddziaływanie na źródło wzbudzenia poprzez redukcję lub eliminację sił napędowych, np. wymianę mechanizmów krzywkowych i korbowych na równomiernie obracające się, a także mechanizmów z napędami hydraulicznymi itp.

2. Wyjście z trybu rezonansowego poprzez racjonalny dobór masy lub sztywności układu drgającego.

3. Tłumienie drgań. Jest to proces zmniejszania poziomu drgań chronionego obiektu poprzez zamianę energii drgań mechanicznych na energię cieplną. W tym celu powierzchnię wibracyjną pokrywa się materiałem o wysokim tarciu wewnętrznym (guma, korek, bitum, filc itp.). Wibracje rozchodzące się poprzez komunikację (rurociągi, kanały) są osłabiane poprzez połączenie ich za pomocą materiałów dźwiękochłonnych (uszczelki gumowe i plastikowe). Szeroko stosowane są masy przeciwhałasowe nakładane na powierzchnię metalu.

4. Tłumienie drgań dynamicznych najczęściej realizowane jest poprzez montaż zespołów na fundamentach. W przypadku małych obiektów pomiędzy podstawą a urządzeniem instalowana jest masywna płyta podstawy.

5. Zmiany w elementach konstrukcyjnych maszyn i konstrukcji budowlanych.

6. Podczas pracy ręcznymi zmechanizowanymi narzędziami elektrycznymi i pneumatycznymi należy stosować środki ochrony osobistej w celu ochrony rąk przed wibracjami. Należą do nich mitenki, rękawice, a także podkładki lub talerze odporne na wibracje, które są wyposażone w mocowania w dłoni.

Na ryc. 27 zawiera klasyfikację metod i środków zbiorowej ochrony przed drganiami.

Ryż. 27. Klasyfikacja metod i środków ochrony przed drganiami

Pytanie nr 57.

Mikroklimat przemysłowy (warunki meteorologiczne)– o klimacie środowiska wewnętrznego obiektów przemysłowych decyduje połączenie temperatury, wilgotności i prędkości powietrza oddziałujących na organizm człowieka, a także temperatury otaczających powierzchni, promieniowania cieplnego i ciśnienia atmosferycznego. Regulacja mikroklimatu odbywa się zgodnie z następującymi dokumentami regulacyjnymi: SanPin 2.2.4.548-96. Wymagania higieniczne dotyczące mikroklimatu pomieszczeń przemysłowych; GOST 12.1.005-88. SSBT. Ogólne wymagania sanitarno-higieniczne dotyczące powietrza w miejscu pracy.

Ustalono dwa rodzaje standardów: 1. Optymalny warunki mikroklimatyczne ustala się zgodnie z kryteriami optymalnego stanu termicznego i funkcjonalnego człowieka; zapewniają poczucie komfortu cieplnego i stwarzają warunki do wysokiego poziomu wydajności. 2. W przypadkach, gdy ze względów technologicznych, uzasadnionych technicznie i ekonomicznie nie można zapewnić optymalnych warunków mikroklimatycznych, ustanawia się standardy do przyjęcia wartości wskaźników mikroklimatu. Ustalane są według kryteriów dopuszczalnego stanu cieplnego i funkcjonalnego człowieka na okres 8-godzinnej zmiany roboczej. Dopuszczalne parametry mikroklimatu nie powodują uszkodzeń i problemów zdrowotnych, mogą natomiast powodować uogólnione i miejscowe uczucie dyskomfortu cieplnego, obciążenie mechanizmów termoregulacyjnych, pogorszenie samopoczucia i obniżoną wydajność. Według GOST 12.1.005-88 dopuszczalne wskaźniki ustala się inaczej dla stałych i niestałych miejsc pracy.

Optymalne parametry mikroklimatu w obiektach przemysłowych zapewniają systemy klimatyzacji, a akceptowalne parametry zapewniają konwencjonalne systemy wentylacji i ogrzewania.

Termoregulacja– zespół procesów fizjologicznych i chemicznych zachodzących w organizmie człowieka, mających na celu utrzymanie stałej temperatury ciała. Termoregulacja zapewnia równowagę pomiędzy ilością ciepła stale wytwarzanego w organizmie a nadmiarem ciepła stale oddawanym do otoczenia, czyli tzw. utrzymuje równowagę cieplną organizmu: Q zew =Dział Q .

Wymiana ciepła między człowiekiem a jego otoczeniem odbywa się za pomocą następujących mechanizmów dzięki: podczerwieni promieniowanie, który emituje lub odbiera powierzchnię ciała ( R ); konwekcja (Z ), tj. poprzez ogrzewanie lub schładzanie ciała powietrzem przemywającym powierzchnię ciała; przenikanie ciepła ( mi ), uwarunkowane odparowanie wilgoci z powierzchni skóry, błon śluzowych górnych dróg oddechowych, płuc. Dział Q = ± R ± C–E.

W normalnych warunkach, przy słabym ruchu powietrza, osoba w spoczynku traci około 45% całkowitej energii cieplnej wytwarzanej przez ciało, konwekcja, w wyniku promieniowania cieplnego – do 30% i parowanie – do 25%. Jednocześnie ponad 80% ciepła przenika przez skórę, około 13% – poprzez narządy oddechowe około 7% ciepła zużywane jest na ogrzanie pożywienia, wody i wdychanego powietrza. W stanie spoczynku i temperaturze powietrza 15 0 C pocenie jest nieznaczne i wynosi około 30 ml na godzinę. W wysokich temperaturach (30 0 C i więcej), szczególnie podczas wykonywania ciężkiej pracy fizycznej, pocenie może się zwiększyć dziesięciokrotnie. Zatem w gorących warsztatach o intensywnej pracy mięśni ilość wydzielonego potu wynosi 1...1,5 l/h, a jego odparowanie wymaga 2500...3800 kJ.

W celu zapewnienia efektywnej wymiany ciepła pomiędzy człowiekiem a otoczeniem ustalane są standardy sanitarno-higieniczne dotyczące parametrów mikroklimatu w miejscu pracy, a mianowicie: temperatura powietrza; prędkość powietrza; względna wilgotność powietrza; temperatura powierzchni. Warunki 1 i 2 określają konwekcyjny transfer ciepła; 1 i 3 – parowanie potu; 4 – promieniowanie cieplne. Normy dla tych parametrów ustalane są różnie w zależności od ciężkości wykonywanej pracy.

Pod dotykowy Wrażliwość odnosi się do czucia dotyku i nacisku. Średnio na 1 cm2 przypada około 25 receptorów. Bezwzględny próg wrażliwości dotykowej wyznaczany jest przez minimalny nacisk przedmiotu na powierzchnię skóry, przy którym obserwuje się ledwo zauważalne wrażenie dotyku. Wrażliwość najsilniej rozwija się w częściach ciała najbardziej oddalonych od jej osi. Cechą charakterystyczną analizatora dotykowego jest szybki rozwój adaptacji, czyli zanik czucia dotyku czy ucisku. Dzięki adaptacji człowiek nie czuje dotyku ubrania na ciele. Czując ból odbierane przez specjalne receptory. Są one rozproszone po całym organizmie, a na 1 cm2 skóry przypada około 100 takich receptorów. Uczucie bólu pojawia się na skutek podrażnienia nie tylko skóry, ale także wielu narządów wewnętrznych. Często jedynym sygnałem ostrzegającym o problemach w stanie tego lub innego narządu wewnętrznego jest ból. W przeciwieństwie do innych układów zmysłów, ból dostarcza niewiele informacji o otaczającym nas świecie, a raczej komunikuje wewnętrzne niebezpieczeństwa zagrażające naszemu organizmowi. Gdyby ból nie był ostrzeżeniem, nawet najzwyklejszymi działaniami często wyrządzalibyśmy sobie krzywdę. Biologiczne znaczenie bólu polega na tym, że będąc sygnałem zagrożenia, mobilizuje organizm do walki o samoobronę. Pod wpływem sygnału bólowego następuje restrukturyzacja pracy wszystkich układów organizmu i zwiększenie ich reaktywności.

Ocenę higieniczną drgań stałych i przerywanych można przeprowadzić trzema metodami:

analiza częstotliwościowa (spektralna) znormalizowanego parametru;

estymacja całkowa na podstawie częstotliwości znormalizowanego parametru;

ocena integralna uwzględniająca czas ekspozycji na drgania na poziomie równoważnym (energetycznym) parametrowi znormalizowanemu.

W analizie częstotliwościowej (spektralnej). Znormalizowane parametry drgań to średnie kwadratowe wartości prędkości drgań i przyspieszenia drgań mierzone w pasmach częstotliwości oktawowych lub jednej trzeciej oktawy (lub ich poziomach logarytmicznych ( L V , L A)).

Z integralnym oszacowaniem według częstotliwości znormalizowane parametry drgań są skorygowanymi wartościami prędkości drgań lub przyspieszenia drgań U (a także ich poziomy logarytmiczne L U), które szacuje się za pomocą wzorów:

, (12.6)

Gdzie U I , L Ui wartości średniokwadratowe prędkości drgań lub przyspieszenia drgań lub ich poziomy logarytmiczne w I- pasmo częstotliwości;

N liczba pasm oktawowych w znormalizowanym zakresie częstotliwości;

K I , L Ki- współczynniki wagowe dla I odpowiednio pasmo częstotliwości dla wartości bezwzględnych lub ich poziomów logarytmicznych. Wartości współczynników wagowych podano w SN 2.2.4/2.1.8.566-96.

Integralna ocena drgań z uwzględnieniem czasu ich oddziaływania przeprowadza się według następujących wzorów:

,

, (12.7)

Gdzie U I  wartości parametrów prędkości drgań kontrolowanych ( V,L V), m/s lub przyspieszenie drgań ( A, L A), m/s 2 działające w czasie T I ;

T I  czas trwania wibracji w I-ty przedział, h;

N całkowita liczba interwałów wibracji;

 całkowity czas trwania wibracji, godz.

SN 2.2.4/2.1.8.566-96 ustala maksymalne dopuszczalne wartości dla znormalizowanych parametrów drgań lokalnych i ogólnych (tabela 12.1).

12,5. Systemy ochrony przed wibracjami

W przypadkach, gdy rzeczywiste wartości higienicznych charakterystyk wibracyjnych przekraczają wartości dopuszczalne, stosuje się systemy ochrony przed wibracjami.

Z = Z φ + Z ρ + Z τ + Z rozmiar.

Metody i środki ochrony przed drganiami mocy Zφ: tłumienie drgań, tłumienie drgań, izolacja drgań.

Tłumienie drgań to proces zmniejszania poziomu drgań poprzez zamianę energii drgań mechanicznych układu na inny rodzaj energii. Zwiększenie strat energii w układzie można osiągnąć stosując materiały konstrukcyjne o dużym tarciu wewnętrznym, nakładając warstwę materiałów sprężysto-lepkich o dużych stratach tarcia wewnętrznego, wykorzystując tarcie powierzchniowe lub zamieniając energię drgań mechanicznych na energię prądów Foucaulta lub pole elektromagnetyczne.

Jako materiały tłumiące stosuje się tworzywa sztuczne, drewno i gumę. W celu ograniczenia drgań rozpoczęto produkcję elektronarzędzi ręcznych w obudowach z materiałów polimerowych. W wielu typach urządzeń w zespołach łożyskowych montuje się tuleje tłumiące drgania, co znacznie obniża poziom drgań. Zastosowanie tworzyw sztucznych pozwala obniżyć poziom drgań w zakresie prędkości drgań o 8–10 dB. W przypadku gdy nie stosuje się powłok polimerowych jako materiałów konstrukcyjnych Wydaje się możliwe, że powłoki tłumiące drgania służą do redukcji drgań, przekształcając energię drgań powłoki w energię cieplną.

Tabela 12.1

Maksymalne dopuszczalne wartości znormalizowanego parametru prędkości drgań (licznik, m/s10 –2)

i logarytmiczny poziom prędkości drgań (mianownik, dB)

Efekt twardych powłok objawia się głównie przy niskich i średnich częstotliwościach, natomiast miękkich powłok objawia się głównie przy wysokich częstotliwościach. Jako sztywne pokrycia stosuje się twarde tworzywa sztuczne, filc bitumiczny i różne mieszanki polimerów. Miękkie materiały obejmują miękkie tworzywa sztuczne, materiały takie jak guma, tworzywa piankowe i tworzywa sztuczne z polichlorku winylu. Smary dobrze tłumią wibracje.

Tłumienie drgań rozumiane jest jako zmniejszenie poziomu drgań chronionego obiektu poprzez wprowadzenie do układu dodatkowego oporu sprężystego lub bezwładnościowego. Najczęściej tłumienie drgań realizowane jest poprzez instalowanie jednostek na niezależnych fundamentach. Czasami w przypadku małych obiektów między podstawą a urządzeniem instalowana jest masywna płyta podstawy. Jako dodatkowy układ oscylacyjny stosowany jest także montaż tłumików drgań.

Tłumik drgań jest sztywno osadzony na zespole wibracyjnym, dzięki czemu w każdej chwili wzbudzane są w nim drgania, które są w przeciwfazie z drganiami zespołu. Wadą dynamicznego tłumika drgań jest to, że działa on tylko przy swojej częstotliwości rezonansowej.

Tłumienie drgań poprzez zwiększenie sztywności układu uzyskuje się poprzez zmianę konstrukcji, a w szczególności wprowadzenie żeber usztywniających, co pozwala na zmniejszenie amplitudy przemieszczeń poszczególnych punktów i zmniejszenie poziomu drgań.

Wibroizolacja polega na obniżeniu poziomu drgań chronionego obiektu poprzez zmniejszenie przenoszenia drgań na ten obiekt ze źródła drgań.

Izolacja drgań realizowana jest poprzez wprowadzenie do układu oscylacyjnego dodatkowego połączenia elastycznego, które zapobiega przenoszeniu drgań ze źródła drgań na elementy konstrukcyjne lub człowieka. Izolację drgań uzyskuje się poprzez montaż zespołów na specjalnych elastycznych urządzeniach (podporach) o małej sztywności.

Skuteczność wibroizolacji ocenia się za pomocą współczynnika przenoszenia, który ma fizyczne znaczenie stosunku siły działającej na podłoże w obecności połączenia sprężystego do siły działającej w obecności połączenia sztywnego. Im mniejszy jest ten stosunek, tym lepsza jest izolacja drgań.

Współczynnik transmisji (TC) można obliczyć ze wzoru:

, (12.8)

Gdzie F częstotliwość siły zakłócającej;

F 0 – częstotliwość własna systemu wykorzystującego wibroizolatory.

Optymalny stosunek pomiędzy F I F 0 równa się 34.

Do wibroizolacji maszyn o pionowej sile zakłócającej stosuje się trzy rodzaje podpór wibroizolacyjnych: gumowe, sprężynowe i kombinowane.

Sprężynę, w przeciwieństwie do gumy, można wykorzystać do izolacji zarówno niskich, jak i wysokich częstotliwości. Zachowują stałe właściwości elastyczne w czasie, są odporne na oleje i wysokie temperatury i mają stosunkowo niewielkie rozmiary. Guma stosowana jest do izolacji drgań maszyn lekkich i średnich (silniki elektryczne itp.). W wibroizolatorach guma pracuje pod wpływem ścinania i (lub) ściskania.

Metody i środki ochrony przed drganiami metodą odległości Z ρ .

Aby zabezpieczyć się przed wibracjami, najlepiej zastosować systemy zdalnego sterowania, automatycznego monitoringu i alarmu. Czasami redukcję drgań osiąga się poprzez optymalne rozmieszczenie urządzeń technologicznych, maszyn i mechanizmów oraz stanowisk pracy.

Metody i środki ochrony przed drganiami w czasie Z τ .

Do środków zbiorowej ochrony czasu zalicza się: regulację czasu pracy oraz reżimu pracy i odpoczynku pracowników.

Sprzęt ochrony osobistej Z W razie potrzeby podczas produkcji stosuje się ochronę przed wibracjami dłoni, stóp i ciała operatora. Rękawice antywibracyjne stosowane są jako środki ochrony indywidualnej (ŚOI) rąk przed wibracjami. Główne wymagania sformułowane w dokumentacji regulacyjnej to: wydajność, która jest regulowana w zakresie częstotliwości 8-2000 Hz przy stałej sile nacisku 50-200 N; maksymalna grubość materiału elastycznie tłumiącego wynosi 5–10 mm. W zależności od obszaru zastosowania ochronę stóp dzieli się na buty, podeszwy i nakolanniki. Wykorzystują specjalne materiały tłumiące drgania, które redukują drgania w zakresie częstotliwości 11–90 Hz. Do ochrony ciała operatora służą śliniaki, pasy i specjalne kombinezony. Wszystkie rodzaje zabezpieczeń redukują wibracje maksymalnie o 10 dB.

PYTANIA TESTOWE

Podaj definicje następujących pojęć oraz różnice między nimi: prędkość drgań, przyspieszenie drgań, amplituda prędkości drgań (przyspieszenie drgań), poziom prędkości drgań (przyspieszenie drgań).

Jaki jest specyficzny wpływ wibracji na organizm człowieka?

Jakie parametry drgań brane są pod uwagę przy standaryzacji drgań?

Co to jest tłumienie drgań, tłumienie drgań i izolacja drgań i czym się różnią?

Jaki jest maksymalny poziom redukcji drgań możliwy dzięki zastosowaniu środków ochrony indywidualnej?