Формы виброболезни 1 страница

Периферическая (возникает при воздействии локальной вибрации)

Церебральная (возникает при воздействии общей вибрации)

	Смешанная (возникает при совместном воздействии общей и локальной вибрации)

Таблица 1.4. Симптомы стадий виброболезни

Стадии виброболезни	Форма виброболезни. Вид вибрации	Симптомы
1 – начальная	Церебральная Общая	Нарушения сна, эмоциональная неустойчивость, легкие нару­шения чувствительности, пониженная температура ног, бо­лезненность в икрах, утомляемость ног, незначительные из­менения периферических нервных окончаний и сосудов ног
Периферическая Локальная	Периодические нерезко выраженные боли в руках, легкие расстройства болевой и вибрационной чувствительности па­льцев, незначительные изменения мышц плечевого пояса
II - умерен­но-выраженная	Церебральная Общая	Головокружение, непереносимость тряски, частые головные боли, изменения в вестибулярном аппарате, нарушения в центральной нервной системе (невротические реакции)
Периферическая Локальная	Выраженные сосудистые кризы, приступы спазм и повеления пальцев («мертвые пальцы»), сменяющиеся синюшностью, резкие снижения кожной температуры на кистях (руки холод­ные и мокрые), пальцы отечные, сильные боли в мышцах рук, функциональные изменения центральной нервной системы
III – выраженная	Церебральная Общая	Выраженные изменения центральной нервной системы, вес­тибулярные расстройства с приступами головокружения, не­переносимость вибрации, постоянные головные боли, невро­тические реакции, изменения имеют необратимый характер
Периферическая Локальная	Поражение высших отделов центральной нервной системы, сосудистые нарушения верхних и нижних конечностей, кризы, распространяющиеся на область коронарных сосудов, при­ступы головокружения, полуобморочные состояния

Клинические симптомы периферической виброболезни: спазмы периферических сосудов на фоне вегетативного полиневрита; признаки: приступы побеления пальцев (синдром «мертвых», «белых» пальцев), ослабление подвижности и боли в руках в по­кое и ночное время, потеря чувствительности пальцев и подвиж­ности в суставах (синдром «деревянных» пальцев), гипертрофия мышц и костей рук.

Клинические симптомы церебральной виброболезни: на началь­ной стадии — общемозговые сосудистые нарушения, затем — функциональные расстройства центральной нервной системы (вестибулярный синдром); на поздней стадии — органическое поражение головного мозга, вегето-сосудистые расстройства.

При церебральной и периферической виброболезни возни­кают побочные патологические изменения органов внутренней секреции, вестибулярного аппарата и т. д.

Виброболезнь длительное время может протекать компенси­рование (незаметно для человека). Различают три стадии разви­тия виброболезни.

Стадии виброболезни

Ι - начальная ΙΙΙ - выраженная

ΙΙ – умеренно-выраженная

Вибрационная болезнь регистрируется у водителей транс­порта, операторов транспортно-технологических машин и агре­гатов, работающих с ручным виброинструментом (перфоратора­ми, отбойными молотками и т. д.), формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков.

К факторам производственной среды, усугубляющим вред­ное воздействие вибрации на организм человека, относятся по­вышенные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклима­тические условия (прежде всего пониженная температура и по­вышенная влажность), шум высокой интенсивности, который, как правило, сопровождает вибрацию, психо-эмоциональная на­пряженность. Охлаждение и смачивание рук значительно повы­шает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций.

Гигиеническое нормирование вибрации. Нормирование вибрации осуществляется по ГОСТ 12.1.012-90 и СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Устанавливаются допустимые значения виброскорости и виброускорения, а также их логарифмические уровни. Допустимые значения устанавливаются отдельно для общей и локальной виб­рации. Общая вибрация нормируется в диапазонах октавных по­лос со среднегеометрическими значениями частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц (для транспортной вибрации дополнительно норми­руется вибрация в октавной полосе с f_CГ = 1 Гц). Локальная виб­рация нормируется в диапазонах частот с f_CГ = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов. Допустимые значения уровня виброскорости представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5. Гигиенические нормы вибрации по СН 2.2.4/2.1.8.556—96 (извлечение)

Вид вибрации	Допустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных поло­сах со среднегеометрическими частотами, Гц
						31,5
Общая транспортная вертикальная горизонтальная	132 122	123 117	114 116	108 116	107 116	107 116	107 116	- -	- -	- -	- -
Транспортно-технологическая	-							-	-	-	-
Технологическая	-							-	-	-	-
В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию	-							-	-	-	-
В служебных помещениях, здравпунктах, конструкторских бюро, лабораториях	-							-	-	-	-
Локальная вибрация	-	-	-

Контрольные вопросы

1. Дайте определение вибрации.

2. Перечислите основные источники вибрации на производстве.

3. Какими параметрами характеризуется вибрация? Что такое уровень вибрации?

4. Как классифицируется вибрация?

5. Как воздействует вибрация на человека и как различается ее воздей­ствие от частоты колебаний?

6. Что такое виброболезнь, ее формы, клинические симптомы и стадии протекания?

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ

Колебания упругой среды называют акустическими колебаниями. Понятие акустических колебаний охватывает как слыши­мые, так и неслышимые колебания воздушной среды.

Акустические колебания в диапазоне частот 16...20000Гц, вос­принимаемые ухом человека с нормальным слухом, называют звуковыми. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуковыми, выше 20000Гц — ультразвуковыми. Область распространения акустических колебаний называют аку­стическим полем. Часто акустические колебания называют зву­ком, а область их распространения — звуковым полем.

Шумом принято называть апериодические звуки различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно воспринимаемый человеком звук.

Источниками шума на производстве является транспорт, тех­нологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию, т. к. колебания твердых тел вызывают колебания воздушной среды. Шум является одним из наиболее существенных негативных факторов производственной среды. Источники шума формируют звуковые волны, возникающие в результате нарушения стацио­нарного состояния воздушной среды.

Параметры, характеризующие акустические колебания (шум). Колебательная скорость v (м/с) — скорость колебания частиц воздуха относительно положения равновесия.

Скорость распространения звука (скорость звука) с (м/с) — скорость распространения звуковой волны. При нормальных ат­мосферных условиях (температура 20°С, давление 10⁵ Па) скорость распространения звука в воздухе равна 344 м/с.

Звуковое давление р (Па) — разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде:

p=vpc,

где: р — плотность среды (кг/м³), рс — называют удельным акустическим сопротивлением (Па • с/м), равное 410 Па • с/м для воздуха, 1,5 • 10⁶ Па • с/м — для воды, 4,8 • 10⁷ Па • с/м — для стали.

При распространении звука со скоростью звуковой волны происходит перенос энергии, которая характеризуется интенсив­ностью звука.

Интенсивность звука I (Вт/м²) — это энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени, отнесенная к площади по­верхности, через которую она распространяется:

I=p²/(pc),

Как и для вибрации и по тем же самым причинам, звуковое давление и интенсивность звука принято характеризовать их ло­гарифмическими значениями — уровнями звукового давления и интенсивности звука.

Уровень звукового давления:

L_p=10 lg(p²/p²₀)=20lg(p/p₀),

где: р — звуковое давление, Па; р₀ — пороговое звуковое давле­ние, равное 2 • 10^-5 Па.

Уровень интенсивности звука:

L_i = 10 lg (I/I ₀),

где: I — интенсивность звука, Па; I ₀ — пороговая интенсивность звука, равная 10^-12 Вт/м².

В качестве пороговых значений приняты минимальные зна­чения звукового давления и интенсивности звука, которые слы­шит человек при частоте звука в 1000 Гц, поэтому они получили названия порогов слышимости.

Важной характеристикой, определяющей распространение шума и его воздействие на человека, является его частота. Так же как и для вибрации, диапазон звуковых частот разбит на октавные полосы (f₁/f₂ = 2), характеризуемые их среднегеометриче­скими частотами f_{c г}. Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос приведены ниже в табл. 1.6.

Таблица 1.6. Частоты и диапазоны октавных полос

Среднегеометрические значения октавных полос, Гц	Граничные частоты и диапазоны октавных полос, Гц
	45...90
	90...180
	180...355
	355...710
	710...1400
	1400...2800
	2800...5600
	5600... 11200

Классификация производственного шума (рис. 1.20). Шум классифицируется по частоте, спектральным и временным ха­рактеристикам, природе его возникновения.

По частоте акустические колебания различаются на инфра­звук (f < 16 Гц), звук (16 ≤ f ≤ 20 000 Гц), ультразвук (f > 20 000 Гц). Акустические колебания звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).

По спектральным характеристикам шум подразделяется на широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы и тональный (дискретный), в спектре которого имеются выражен­ные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значи­тельно выше уровня звука на других частотах). Спектры широкополосного и тонального шума представлены на рис. 2.16, а. Примером широкополосного шума может являться шум реак­тивного самолета, тонального — шум дисковой пилы, в спектре шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирую­щим уровнем звука.

Рис. 1.20.Классификация производственного шума

По временным характеристикам шум подразделяется на по­стоянный и непостоянный. Постоянным считается шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ; непостоянным — если это изменение превышает 5 дБ. Непостоянные шумы в свою очередь разделяются на колеб­лющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во вре­мени (например, шум транспортных потоков); прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в которых уровень звука оста­ется постоянным не менее 1 с (например, шум прерывисто сбра­сываемого из баллонов сжатого воздуха); импульсные, представляющие собой звуковые импульсы, длительностью менее 1 с (например, шум агрегатов и машин, работающих в импульсном режиме).

По природе возникновения шум можно разделить на механиче­ский, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.

Механические шумы возникают по следующим причинам: на­личие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникаю­щих из-за движения деталей механизма с переменными ускоре­ниями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбеж­ных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка, рихтовка) и ряд других. Основными источниками возникновения шума механического происхождения являются подшипники качения и зубчатые пере­дачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.

Аэродинамические шумы возникают в результате движения газа, обтекания газовыми (воздушными) потоками различных тел. Аэродинамический шум возникает при работе вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания. Причинами аэродинамического шума являются вихревые процессы, возни­кающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа; пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов, турбин; колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока. Аэродинамический шум — один из самых значительных по уровню звука.

Гидравлические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулент­ность, гидравлические удары). Например, в насосах источником гидравлического шума является кавитация жидкости у поверхно­стей лопаток насоса при высоких окружных скоростях вращения рабочего колеса.

Электромагнитные шумы возникают в электрических маши­нах и оборудовании, использующим электромагнитную энергию. Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, а так­же электрические (пондеромоторные) силы, вызываемые взаи­модействием электромагнитных полей, создаваемых переменны­ми электрическими токами.

Воздействие акустических колебаний (шума) на человека. Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению вни­мания и увеличению ошибок при выполнении работы. В резуль­тате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на по­ступающие от технических объектов и внутрицехового транспор­та сигналы, что способствует возникновению несчастных случа­ев на производстве.

На рис. 1.21 представлена характеристика слухового воспри­ятия человека с нормальным слухом. Предельные значения уровней звукового давления изображены двумя кривыми. Ниж­няя кривая соответствует порогу слышимости. Как видно, при определенных частотах человек слышит отрицательные уровни звука. Это объясняется тем, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что за пороговое значение уровня звукового давления р₀ принят порог слышимо­сти на частоте 1000 Гц (L_p = 0 дБ). Однако порог слышимости человека на частотах 2000...4000 Гц меньше. Верхняя кривая соответствует порогу болевого ощущения (L_p = 120... 130 дБ). Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения, мо­гут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате (перфора­ция или даже разрыв барабанной перепонки). Область на частот­ной шкале, лежащая между двумя кривыми, называется обла­стью слухового восприятия.

L, дБ

100 1000 10 000 f, Гц

Рис. 1.21. Слуховое восприятие человека

Шум влияет на весь организм человека. Он угнетает централь­ную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникнове­нию сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гиперто­нической болезни, может привести к профессиональному заболе­ванию.

Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 40...70 дБ создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздейст­вии может стать причиной неврозов. Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к ухудшению слу­ха — профессиональной тугоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.

Помимо снижения слуха рабочие, подвергающиеся постоян­ному воздействию шума, жалуются на головные боли, голово­кружение, боли в области сердца, желудка, желчного пузыря, повышенное артериальное давление. Шум снижает иммунитет человека и устойчивость человека к внешним воздействиям.

Инфразвук — звуковые колебания и волны с частотами, лежащи­ми ниже полосы слышимости частот — 20 Гц, которые не воспри­нимаются человеком. Низкая частота обусловливает ряд особенно­стей его распространения в окружающей среде. Вследствие боль­шой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются и легче огибают препятствия, что объясняет их способность рас­пространяться на значительные расстояния с небольшими потеря­ми энергии.

Источниками инфразвука могут быть средства транспорта, ком­прессорные установки, мощные вентиляционные системы, систе­мы кондиционирования и др. Часто инфразвук сопутствует шуму.

Инфразвук оказывает неблагоприятное влияние на работоспо­собность человека, вызывает изменения со стороны сердечно-со­судистой, дыхательной систем организма, отмечаются жалобы на раздражительность, рассеянность, головокружение.

Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные измене­ния в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибу­лярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспособность, появляется чувство страха, угне­тенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонли­вость, затруднение речи. Инфразвук вызывает в организме чело­века психофизиологические реакции — тревожное состояние, эмоциональная неустойчивость, неуверенность в себе

Под действием инфразвука возникает вибрация крупных пред­метов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов в звуковом диапазоне имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.

Ультразвук — это колебания в диапазоне частот от 20 кГц и выше, которые не воспринимаются человеческим ухом.

Источниками ультразвука являются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи, аэродинамические процес­сы. Он нередко сопутствует шуму при работе реактивных двигате­лей, газовых турбин и др.

Ультразвукможет действовать на человека, как через воздуш­ную среду, так и контактно на руки — через жидкую и твердую среды. Воздействие через воздушную среду вызывает функцио­нальные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокрин­ной систем, а также изменения свойств и состава крови, артери­ального давления. Контактное воздействие на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, сниже­нию болевой чувствительности, изменению костной структу­ры — снижению плотности костной ткани.

Основными характеристиками ультразвука являются уровни звукового давления (дБ) и виброскорости (дБ).

Гигиеническое нормирование акустических колебаний. Норми­рование шума звукового диапазона осуществляется двумя метода­ми: по предельному спектру уровня звука и по дБА.

Первый метод является основным для постоянных шумов. По этому методу устанавливаются ПДУ звукового давления в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. В соответствии с ГОСТ 12.1.003—83* с дополнениями от 1989 г. шум на рабочих местах не должен превышать установленные значения (табл. 1.7). Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется СН 2.24/2.1.8.562—96.

Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума на рабочем месте. Нормируемым параметром в этом случае яв­ляется эквивалентный (по энергии) уровень звука широкополос­ного постоянного шума, оказывающий на человека такое же воздействие, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера. Измерители шума (шумомеры) имеют специальную шкалу А. При измерении по шкале А характери­стика чувствительности шумомера имитирует кривую чувстви­тельности уха человека. Уровень звука, определенный по шкале А, имеет специальное обозначение L _А и единицу измерения — дБА и применяется для ориентировочной оценки уровня шума. Уровень звука в дБА связан с предельным спектром следующей зависимостью:

L_A = ПС + 5.

Таблица 1.7. Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия по ГОСТ 12.1.003—83* (извлечение)

Рабочие места	Уровни звукового давления, дБ, в октавных поло­сах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалент- ные уровни звука, дБА
31,5
Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычис­лительных машин, лабораторий для теоретических работ
i Помещения управления, рабочие комнаты
Кабинеты наблюдений и дистанцион­ного управления: без речевой связи по телефону с речевой связью по телефону	103 96	94 83	87 74	82 68	78 63	75 60			70 54	80 65
Помещения и участки точной сборки
Помещения лабораторий для прове­дения экспериментальных работ, для размещения шумных агрегатов, вы­числительных машин
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещени­ях и на территории предприятий

Допустимые уровни звукового давления зависят от частоты звука, от вида работы, выполняемой на рабочем месте. Более высокие частоты неприятнее для человека, поэтому, чем выше частота, тем меньше допустимый уровень звукового давления. Чем более высокие требования к вниманию и умственному напряжению при выполнении работы, тем меньше допустимые уровни звукового давления.

Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83* (табл. 1.7).

Инфразвук. ПДУ звукового давления на рабочих установлено СН 2.2.4/1.8.583—96 дифференцированно для различных видов работ. Общий уровень звукового давления для работ различной степени тяжести не должен превышать 100 дБ, для работ различ­ной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности — не более 95 дБ.

Ультразвук. Нормы для ультразвука определены ГОСТ 12.1.001—89. Для ультразвука, распространяющегося воздушным путем, допустимые уровни звукового давления (УЗД) установле­ны для диапазона частот 12,5... 100 кГц. ПДУ звукового давления изменяются от 80 дБ для частоты 12,5 кГц до 110 дБ для диапа­зона частот 31,5...100 кГц.

Для контактного ультразвука уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела не должны превышать 110 дБ.

Когда рабочие подвергаются совместному воздействию воз­душного и контактного ультразвука, допустимые уровни кон­тактного ультразвука должны уменьшаться на 5 дБ.