Вибрация. Механические опасности

Механические опасности

Под механическими опасностями понимаются такие нежелательные воздействия на человека, происхождение которых обусловлено силами гравитации или кинетической энергией тел.

Механические опасности создаются падающими, движущимися, вращающимися объектами природного и искусственного происхождения.

К механическим колебаниям относятся: вибрация, шум, инфразвук, ультразвук. Общим свойством этих физических процессов является то, что они связаны с переносом энергии, которая может оказывать неблагоприятное воздействие на человека.

Вибрацией называют механические колебания, испытываемые каким-то телом. Причиной вибрации являются неуравновешенные силовые воздействия.

Вибрация находит полезное применение в медицине и в технике. Однако длительное воздействие вибрации на человека является опасным. Опасна вибрация при определенных условиях и для машин и механизмов, так как может вызвать их разрушение. Различают общую и локальную (местную) вибрации.

Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная воздействует на отдельные части тела. Вибрация нарушает деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывает вибрационную болезнь. Особенно опасна вибрация на резонансных или околорезонансных частотах (6-9 Гц).

Последствия воздействия вибрации на человека зависят от мощности колебательного процесса в зоне контакта и времени воздействия. Кроме того, значительно повышаются опасные последствия вибрации, если совпадают частоты воздействующих колебаний с собственными колебаниями внутренних органов. Область резонанса, например, для человека соответствует 20...30 Гц при вертикальных вибрациях и 1,5...2 Гц - при горизонтальных. Расстройство же зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов грудной клетки и брюшной полости резонансными являются частоты в диапазоне от 3 до 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 - 6 Гц.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружение, расстройство координации движения, симптомы укачивания, вестибулярная неустойчивость, снижение остроты зрения, потемнение в глазах.

Вибрационная болезнь регистрируется у водителей транспорта, у рабочих заводов железобетонных изделий, операторов технологических машин и агрегатов. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость.

Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кистей, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев.

Основными параметрами являются: амплитуда смещения, амплитуда колебательной скорости и колебательного ускорения, период колебаний Т, частота f.

Защита от вибрации осуществляется несколькими способами.

Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей.

Отстройка от режима резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жесткости), либо изменением угловой скорости.

Вибродемпфирование – это снижение вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете – в тепловую).

Виброгашение – это способ снижения вибрации путем введения в систему дополнительных реактивных сопротивлений. Чаще всего для этого вибрирующие агрегаты устанавливают на массивные фундаменты.

Виброизоляция – это способ уменьшения вибрации защищенного объекта посредством введения в систему упругой связи, препятствующей передаче вибрации от источника колебаний к основанию или смежным элементам конструкций.