В данной статье раскрывается сущность физического фактора — вибрация, его характеристики, влияние на здоровье человека. Описаны средства защиты от вибрации.
Ключевые слова: вибрация, организм человека, средства защиты.
Вибрация имеет высокую биологическую активность.
Наблюдается высокая выраженность ответных реакций, которая зависит от силы и частоты колебаний. Мощность колебаний в зоне контактирования является главным параметром развития вибрационной болезни.
Между реакций организма и уровнем вибрации нет прямой зависимости. Поэтому может возникнуть явления резонанса. Например, резонансные частоты для головы — 20–35 Гц. Может наблюдётся расстройства органов зрения при диапазоне от 60–90 Гц. Среди профессиональных заболеваний, вибрационная болезнь стоит на втором месте, така имеет очень большие последствия. Последствия от различных видов вибраций — различны –
От общей вибрации — страдает нервная система, зрительный анализатор
Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3–3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4-6 Гц.
Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.
При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный.
При локальной вибрации отмечены симптомы укачивания, снижение остроты зрения, снижения болевой чувствительности, вызываются микротравмы. Отложение солей в суставах, потеря подвижности.
Вибрационная болезнь отмечается у водителей, эксплуатирующих различную технику. Они жалуются на боли в конечностях, снижения аппетита, бессонницу.
Для развития вибрационной болезни имеет значение время контакта, дозы вибрации. Обычно вибрационная болезнь развивается через 10–12 лет. Существую факторы, которые усугубляют действие вибрации — это шум, стресс, переохлаждение, большие физические нагрузки.
Методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, описывающих колебания машин и агрегатов в производственных условиях. Эти уравнения сложны, т. к. любой вид технологического оборудования (так же, как и его отдельные конструктивные элементы) является системой со многими степенями подвижности и обладает рядом резонансных частот.
Для простоты анализа будем считать, что на систему воздействует переменная возмущающая сила, изменяющаяся по синусоидальному закону. Тогда уравнение колебаний этой системы будет иметь вид:
где m — масса системы; q — коэффициент жесткости системы; Х — текущее значение вибросмещения;
Общее решение этого уравнения содержит два слагаемых: первый член соответствует свободным колебаниям системы, которые в данном случае являются затухающим из-за наличия в системе трения; второй — соответствует вынужденным колебаниям. Главная роль — вынужденные колебания.
Выражая вибросмещение в комплексном виде
Знаменатель выражения (2) характеризует сопротивление, которое оказывает система вынуждающей переменной силе, и называется полным механическим импедансом колебательной системы. Величина
Реактивное сопротивление равно нулю при резонансе, которому соответствует частота
Таким образом, из анализа решения уравнения вынужденных колебаний системы с одной степенью свободы следует, что основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:
снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения вынуждающих сил);
отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
вибродемпфирование — увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;
виброгашение динамичсекое — присоединение к защищаемому объекту систем, реакции которых уменьшают размах вибраций объекта в точках присоединения систем;
вибропоглощение — снижение вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих виброэнергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту;
виброизоляция — установка между источником вибрации и объектом защиты упругодемпфирующего устройства — виброизолятора — с малым коэффициентом передачи.
Литература:
- Павлов В. Н. Безопасность жизнедеятельности/В. Н. Павлов. — М.: Издательство «Академия», 2014. — 304 с.
- Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности/Э.А. Арустамов Н. В. Косолапова. — М.: Издательство «Академия», 2014. — 176 с.
