Вибрация

Вибрация - это механические колебания поверхностей упругих тел, вызываемые переменными физическими полями или воздействиями. Вибрации обычно сопутствуют акустические колебания в воздухе. Источниками вибрации являются механизмы, машины, механизированный инструмент, электромагнитные устройства. Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую (воздействие на всё тело через опорные поверхности) и локальную (воздействие на отдельные части тела).

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Она оказывает неблагоприятное влияние на человека, вызывая нарушения работы функциональных систем организма, что может привести к развитию вибрационной болезни. При этом могут появляться ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, беспокоящие больше по ночам или во время отдыха. Вибрационная болезнь, вызванная воздействием общей вибрации, наблюдается у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин. Она характеризуется головокружением, головными болями, изменениями в поясничном отделе позвоночника.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, нарушает снабжение конечностей кровью, действует на нервные окончания, мышечные и костные ткани. Это приводит к снижению чувствительности кожи, окостенению сухожилий, отложению солей в суставах, к уменьшению их подвижности, болям, приступам побеления пальцев.

Кроме того, при воздействии вибрации возможны весьма опасные резонансные явления. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях 20…30 Гц, при горизонтальных - 1,5…2 Гц, для глазных яблок - 60…90 Гц, для органов грудной клетки и живота - 3…3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс возникает на частотах 4...6 Гц.

К факторам, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, шум, пониженная температура.

Несмотря на отмеченное неблагоприятное действие, вибрация может оказывать стимулирующее действие. При кратковременном действии вибрации наблюдается снижение болевой чувствительности, т.е. своего рода анестезия. Специальный вибромассаж снимает мышечную усталость и широко применяется для ускорения восстановительных процессов в нервной и мышечной системах у спортсменов. Однако стимулирующая вибрация, как и любое лекарство, должна быть строго дозированной.

Гигиеническое нормирование вибраций определяют СН 2.2.4/2.1.8.556 – 96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» и ГОСТ 12.1.012 - 90 «Вибрационная безопасность. Общие требования».

Нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500 и 1000 Гц. Допускается интегральная оценка вибрации во всём частотном диапазоне нормируемого параметра, а также по дозе вибрации с учётом времени воздействия.

Защитные мероприятия. Существует несколько основных направлений борьбы с вибрацией. Борьба с вибрацией в источнике её возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей, вместо подшипников качения используются подшипники скольжения, применяются специальные виды зацепления и шестерни с повышенной чистотой поверхностей. Отстройка от режима резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жёсткости), либо изменением угловой скорости. Жёсткостные характеристики системы изменяются введением в конструкцию рёбер жёсткости или изменением её упругих характеристик. При борьбе с вибрацией используют методы вибродемпфирования, виброгашения и виброизоляции.

Вибродемпфирование - это снижение вибрации объекта путём превращения её энергии в другие виды (в конечном счёте - в тепловую). Увеличения потерь энергии можно достичь использованием материалов с большим внутренним трением (мастики, пластические материалы, войлок, резина).

Вибропоглощение - это способ снижения вибрации на пути её распространения с помощью элементов, преобразующих виброэнергию в тепловую.

Виброизоляция - это способ уменьшения вибрации защищённого объекта посредством введения в систему упругой связи, препятствующей передаче вибрации (амортизаторы). Для защиты от вибрации применяются также специальные средства индивидуальной защиты (обувь, рукавицы, перчатки).