Симптомыи частотные диапазоны вредного воздействия вибрации на человека

Рис. 2.6.Модель тела человека и резонансы отдельных его частей

Воздействие вибрации на человека имеет негативные по­следствия, что послужило основанием для выделения вибрационной болезни в качестве самостоятельного заболева­ния. Симптомы вибрационной болезни многогранны и про­являются в нарушении работы сердечнососудистой и нерв­ной систем, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций опорно-двигательного аппарата.

Колебания сидящего человека на частотах 8-10 Гц явля­ются причиной широкого распространения заболеваний по­звоночника. Так у автоводителей-профессионалов, тракто­ристов, пилотов самолетов грыжи межпозвоночных дисков встречаются в несколько раз чаще, чем у лиц сидячих про­фессий, не подвергающихся вибрации.

При работе с ручными машинами на тело человека через руки передается локальная вибрация. Локальная вибрация может вызывать в организме человека эффекты общего ха­рактера типа головной боли, тошноты и т.д., но кроме этого она воздействует на процесс кровообращения и на нервные окончания в пальцах рук. Это вызывает побеление пальцев, потерю их чувствительности, онемение, ощущение покалы­вания. Эти явления усиливаются на холоде, но на первых порах относительно быстро проходят. При длительном воз­действии вибрации патология может стать необратимой и приводить к необходимости смены профессии. В особо за­пущенных случаях может иметь место даже гангрена.

Сроки появления симптомов вибрационной болезни зави­сят от уровня и времени воздействия вибрации в течение ра­бочего дня. Так у формовщиков, бурильщиков, рихтовщиков заболевание начинает развиваться через 8-12 лет работы.

Воздействие ручных машин на человека зависит от многих факторов: типа машины (ударные машины более опасны, чем машины вращательного типа), твердости обрабатывае­мого материала, направления вибрации, силы обхвата инст­румента. Вредное воздействие вибрации усугубляется при мышечной нагрузке, неблагоприятных условиях микрокли­мата (пониженная температура и повышенная влажность).

Долю заболевших вибрационной болезнью (%) в зависи­мости от профессии и стажа работы характеризуют данные Ю. М. Васильева:

На практике обычно имеют дело со смешанной вибраци­ей, содержащей как периодические, так и случайные компо­ненты.

Простейшим видом колебательных процессов являются гармонические колебания. При этом колеблющаяся вели­чина , представляющая собой параметр колебаний, изме­няется во времени t по гармоническому закону

,

где - амплитуда и фаза колебаний; - круговая час­тота ( = 2πf; f = 1/Т - циклическая частота; T - период ко­лебаний). Циклическую частоту f измеряют в герцах (Гц), а угловую частоту - в рад/с.

В качестве параметров, оценивающих вибрацию, может служить виброперемещение и (м) или ее производные: виб­роскорость υ (м/с) и виброускорение а (м/с²). Если вибро­скорость изменяется по гармоническому закону с амплиту­дой А, то этому закону будут подчиняться и два других параметра. При этом амплитуды виброускорения А_а и вибро­перемещения А_и связаны с амплитудой A_υ соотношениями

; .

При анализе вибрации обычно рассматривают не ампли­тудные, а средние квадратические значения, определяемые осреднением по времени колеблющейся величины (t) на отрезке Т.

.

Так как значения параметров вибрации могут изменять­ся в широких пределах, то на практике часто используются логарифмические уровни вибрации. Логарифмическая еди­ница называется бел (Б), а ее десятая часть децибел (дБ). При этом логарифмический уровень вибрации (в дБ), опре­деляется по формуле

,

где - среднее квадратичное значение рассматриваемого параметра вибрации; - пороговое значение соответству­ющего параметра.

Для виброскорости пороговое значение равно 5 10 м/с

При анализе вибрации с широким спектром целесооб­разно разбить ось частот на отрезки (полосы частот) и вы­числять уровни вибраций для каждой такой полосы. С этой целью используются специальные фильтры, полоса пропу­скания которых определяется граничными частотами f_н и f_в. Как правило, это октавные фильтры, для которых отно­шение f_в/ f_н = 2, или третьоктавные фильтры с полосой в три раза более узкой.

Для октавных полос получены следующие значения средних геометрических частот: f_сг= 1, 2, 4, 8, 16, 31, 5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Верхние и нижние частоты октавных по­лос определяются следующими соотношениями: f_н = f_сг / и f_в = f_сг.

Акустический шум — беспорядочные звуковые колебания в атмосфере. Понятие акустического шума связано со звуковыми волнами (звуками), под которыми понимают распространяющиеся в окружающей среде и воспринимае­мые ухом человека упругие колебания в частотном диапазо­не от 20 Гц до 20 кГц.

Шум оказывает влияние на весь организм человека. Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40-70 дБ в условиях среды обитания создает значитель­ную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение са­мочувствия, а при длительном действии может быть причи­ной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха - профессиональной туго­ухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Шумовое воздействие, сопровождающееся повреждени­ем слухового анализатора, проявляется медленно прогрес­сирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьезное шумовое повреждение слуха может наступить уже в первые месяцы воздействия, у других - потеря слуха развивается постепенно. Снижение слуха на 10 дБ практически неощу­тимо, на 20 дБ - начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы, наступает ослабление разборчивости речи.

Результаты воздействия повышенного производствен­ного шума приведены в табл. 2.7.

Результаты оценки потери слуха (ΔL) у ткачих приведе­ны на рис. 2.7.

Таблица 2.7