Гигиенические характеристики и нормирование вибраций

Гигиеническое нормирование вибраций обеспечивает вибро­безопасность условий труда. Действие вибрации на организм человека определяется следующими ее характеристиками: интенсивностью, спектральным составом, длительностью влияния, направлением действия.
Показателями интенсивности являются среднеквадратичные или амплитудные значения виброускорения, виброскорости или вибросмещения, измеренные на рабочем месте. Для оценки интенсивности вибрации наряду с размерными величинами используется логарифмическая децибельна шкала. Это связано с широким диапазоном изменения параметров, при которых измерение их линейной шкалой становится практически невозможным. Особенность этой шкалы — отсчет значений от порогового начального уровня. Децибел — математическое безразмерное понятие, которое характеризует отношение двух независимых одноименных величин

(2.23)

где д — измеряемый кинематический параметр вибрации (вибросмещение, виброскорость, виброускорение);
д0 — начальное (пороговое) значение соответствующего параметра.
Для гармонической вибрации с частотой / логарифмические уровни виброперемещения Lu и виброускорения Lq определяются через логарифмический уровень виброскорости Lv:

(2.24)

(2.25)

Для стандартных пороговых значений приняты следующие величины параметров вибрации:
- вибросмещения uo = 8 * 10-12 м;
- виброскорости vo = 5 * 10-8 m/c;
- виброускорения ao = 3 • 10-4 м/с2. Со скоростью vo колеблется поверхность, которая излучает звуковую энергию на пороге слышимости (рo = 2 *10-5 Н/ м2).

Гигиеническую оценку вибрации, которая воздействует на человека в производственных условиях, в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 осуществляют согласно следующим методам:
- частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
- интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
- дозой вибрации.

Гигиенической характеристикой вибрации являются нормируемые параметры, выбранные в зависимости от применяемого метода ее гигиенической оценки.
При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости и, их логарифмические уровни Lv или виброускорения а для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации — в октавных или 1/3-октавных полосах частот.
Среднеквадратическое значение некоторой непрерывной периодической функции A(t) с периодом Т определяется согласно выражению

(2.26)

Для гармонической функции ее среднеквадратическое значение

(2.27)

где Атах — амплитудное значение функции.
Логарифмические уровни виброскорости, дБ:

(4.28)

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации U, измеренное при помощи специальных фильтров или расчитаное по формуле

(4.29)

где Ui — среднеквадратическое значение контролируемого параметра (виброскорости или виброускорения) в i-й частотной полосе;
n — число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне;
ki — удельный коэффициент для i-й частотной полосы.

Оценка локальной вибрации осуществляется по среднему времени действия корректированного значения

(2.30)

где Uj — корректированное значение контролируемого параметра; определяется согласно формуле (2.28) в j-м промежутке времени;
m — общее число полученных корректированных значений за одинаковые промежутки времени.

При оценке вибрации при помощи дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение

(2.31)

где D — доза вибрации, которая определяется по формуле

(2.32)

где U (т) — мгновенное корректированное значение параметра вибрации тиОмент времени т, полученное при помощи корректирующего фильтра; t — время влияния вибрации в течение рабочей смены.
Вибрацию, которая воздействует на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.
Гигиенические нормы вибрации, которые влияют на человека в производственных условиях, установлены для длительности 480 мин. (8 часов). При влиянии вибрации, которая превышает установленные нормативы, длительность ее влияния на человека в течение рабочего изменения следует уменьшить согласно данным табл. 2.6.
Гигиенические нормы в логарифмических уровнях средних квадратических значений виброскорости для октавных полос частот приведены на рис. 2.17.

Таблица 2.6 Допустимая длительность вибрационного влияния при превышении нормативных значений

Рис. 2.17. Гигиенические нормы вибрации:
I' — вертикальная; I'' — горизонтальная транспортная; 2 — транспортно-технологическая; За — технологическая в производственных помещениях; 3б — в служебных помещениях на судах; Зв — в производственных помещениях без вибрирующих машин; Зг — в помещениях административно-управленческих и для умственного труда; 4 — локальная вибрация.

При локальной вибрации зависимость допустимых значений нормируемого параметра Ut от времени фактического действия вибрации t (что не превышает 480 мин.) определяется по формуле:

(2.33)

где,
U480 — допустимое значение нормируемого параметра при длительности действия вибрации 480 мин. Максимальное значеня Ut не должно превышать величин, которые установлены для t = 30 мин.
Общий спектр частот вибрации содержит октавные частотные полосы со среднегеометрическими значениями частот 1; 2; 4; 8; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Вибрация со среднегеометрическими частотами до 31,5 Гц относится к низкочастотной, с большими — к высокочастотной.

Длительное влияние вибрации со среднегеометрическими значе­ниями частот 16,..250 Гц является особенно опасным.
При действии локальной вибрации с перерывами в течение рабочего изменения допустимые значения нормируемого параметра увеличиваются путем умножения на коэффициенты, которые приводятся ниже (табл. 2.7):

Таблица 2.7 Коэффициенты увеличения допустимых значений нормируемого параметра действия локальной вибрации