Теоретические сведения. Колебательные процессы в механических системах, которые могут восприниматься

Колебательные процессы в механических системах, которые могут восприниматься оператором через опорные поверхности тела человека и руки, называются производственной вибрацией.

Основными источниками вибрации в сельском хозяйстве являются транспортные средства, технологическое оборудование, ручной электрифицированный или механизированный инструмент.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека, и локальную, через руки. Например, тракторист воспринимает общую вибрацию от сиденья, а локальную от рулевого колеса.

Общая вибрация по источнику возникновения подразделяется на транспортную, транспортно-технологическую, когда движение машин при выполнении технологического процесса происходит по специально подготовленным поверхностям (рельсам), и технологическую, возникающую при работе стационарного оборудования. Технологическая вибрация делится на категории в зависимости от напряженности работ. По направлению действия вибрация подразделяется на действующую вдоль вертикальной оси Z и по горизонтальным осям X и У.

Для локальной вибрации ось Z р совпадает с направлением приложения силы, а ось Хр совпадает с осью обхвата рукоятки рукой.

Общие вибрации приводят к нарушениям в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, вызывают головные боли, утомление, головокружение, повышенную возбудимость. Длительное воздействие вибрации может привести к развитию профессионального заболевания - вибрационной болезни с патологическими изменениями (поражению костно-суставного аппарата, функциональным расстройствам внутренних органов, опущению органов малого таза и др.). Особенно опасны частоты 2-30 Гц, так как они вызывают резонансные колебания многих органов тела (2-9 Гц – внутренние органы, 10 Гц – мозг, 20-30 Гц – голова), при этом возможны разрывы внутренних органов при увеличении амплитуды их колебаний.

Локальные вибрации приводят к спазмам сосудов, ухудшают периферическое кровоснабжение, вызывают окостенение сухожилий, отложение солей, атрофию мышц, образование костных мозолей и др. При постоянном воздействии локальной вибрации, особенно с ручным виброинструментом, уже через 5–8 лет развиваются профессиональные патологии.

Нормирование и гигиеническая оценка вибрации. Вибрация характеризуется частотой колебаний f (Гц) и амплитудой А (м). С этими параметрами связана передача энергии. Для нормирования используют четыре количественных параметра, определяющих воздействие вибрации на человека:

среднее квадратическое значение виброскорости V (м/с);

среднее квадратическое значение виброускорения а (м/с2);

логарифмический уровень виброскорости

L_v = 20 lg , дБ; (1)

логарифмический уровень виброускорения

L_а = 20 lg , (2)

где V₀ и ₀ – опорные значения соответственно 5·м/с 10^-8 и
3· 10^-4 м/с² по виброскорости и виброускорению.

Гигиеническую оценку вибрации производят одним из следующих методов:

- частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

- интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

- дозой вибрации.

При частотном анализе нормируются параметры в октавных или 1/3 октавных полосах, границы которых стандартизированы.

При интегральной оценке нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации, измеренное с помощью специальных фильтров или определяемое по формуле

(3)

где – параметр вибрации;

– параметр вибрации для і – той полосы;

– весовой коэффициент.

Таблица 1 - Допустимые уровни виброускорения на сиденье,

Рабочей площадке

Среднегеометри-ческие частоты полос, Гц	Допустимые значения виброускорения
м/с2	дБ
в 1/3 окт.	в 1/1 окт.	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.
Zo	ХоУо	Zo	ХоУо	Zo	ХоУо	Zo	ХоУо
12,5	0,50	1,40
16,0	0,63	1,80	1,12	3,15
20,0	0,80	2,24
25,0	1,0	2,80
31,5	1,25	3,55	2,24	6,3
40,0	1,60	4,50
50,0	2,0	5,60
63,0	2,50	7,10	4,50	12,50
80,0	3,15	9,0
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни			0,56	0,4

Таблица 2 - Допустимые уровни виброскорости на сиденье,

Рабочей площадке

Среднегеометри-ческие частоты полос, Гц	Допустимые значения виброскорости
мм/с	дБ
в 1/3 окт.	в 1/1 окт.	в 1/3 окт.	в 1/1 окт.
Zo	ХоУо	Zo	ХоУо	Zo	ХоУо	Zo	ХоУо
12,5	6,3
16,0	6,3
20,0	6,3
25,0	6,3
31,5	6,3
40,0	6,3
50,0	6,3
63,0	6,3
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни

Допустимые величины устанавливают для вертикальной и горизонтальной вибрации. Применительно к вибрации существует техническое (распространяется на источник вибрации) и гигиеническое нормирование (распространяется на рабочие места). Нормирование осуществляется в соответствии с ГОСТ 12. 1.012 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», СанПиН № 11-08-94 «Санитарные правила и нормы по ограничению шума и вибрации на рабочих местах тракторов сельскохозяйственных, мелиоративных, строительно-дорожных машин и грузового автотранспорта», СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002. «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Таблица 3 - Допустимые значения нормируемых