Теоретические сведения. Колебательные процессы в механических системах, которые могут восприниматься оператором через опорные поверхности тела человека и руки

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,