Вібрація та її вплив на живі організми

                             Міністерство аграрної політики  України 

      Миколаївський державний аграрний університет 

Кафедра енергетики аграрного виробництва  

Реферат

на тему : «Вібрація та її вплив на живі організми»  
 
 

                     Підготувала : Катеринич А.С . ,студентка групи Т1/1

                                           Перевірила : Бацуровська Ілона Вікторівна    

                                                             Миколаїв 2011  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План : 

1.Вступ

   2. Вібрація та її Біологічний вплив;

   3. Параметри вібрації;

   4. Дія шуму і вібрації на організм людини

   5.Засоби та заходи боротьби з вібрацією;

   6. Висновок;

   7.Література.

Вібрація -механічні коливання пружних тіл.Корисна вібрація збуджується вібраторами й використовується у техніці, напр., при вібраційному транспортуванні, вібробурінні тощо.Шкідлива вібрація (напр., під час дії двигунів) може призвести до порушення режиму роботи машин, згубно впливає на здоров'я людини.

Вібрація —  це коливання твердих тіл, частин апаратів, машин, устаткування, споруд, що сприймаються організмом людини як струс.

При вібрації виробничих механізмів передаються їх швидкі коливальні і обертальні рухи контактуючим з ними предметам в тому числі працівникам. Причиною порушення вібрації є виникаючі при роботі машин неурівноважені силові впливи: ударні навантаження; зворотно-поступальні переміщення; дисбаланс. Причиною дисбалансу є: неоднорідність матеріалу; розбіжність центрів мас і осей обертання; деформація.  

Вібрація - загальнобіологічний  шкідливий чинник, що призводить до фахових захворювань - віброзахворюваннь, лікування котрих можливо тільки на ранніх стадіях. Хвороба супроводжується стійкими порушеннями в організмі людини (опорно-руховий апарат, необоротні зміни в кістках і суглобах, зсуви в черевній порожнині, нервово-психічній сфері). Людина частково або цілком утрачає працездатність. По способі передачі на людину вібрація підрозділяється на загальну і локальну. Загальна - діє через опорні поверхні ніг на весь організм у цілому. Локальна - на окремі ділянки тіла. Загальну поділяють по характері передачі на: транспортну(при прямуванні машин); транспортно-технологічну (при виконанні роботи машиною прямування: кран, бульдозер); технологічну (при роботі механізмів і людина знаходиться поруч).

Часто Вібрація впливає на : 

F центральну нервову систему  

F шлунково-кишковий тракт  

F вестибулярний апарат  

F викликає запаморочення, оніміння кінцівок  

F захворювання суглобів  

Тривалий вплив  вібрації викликає фахове захворювання — вібраційну хворобу.  

Розрізняють загальну і локальну вібрації. Локальна вібрація зумовлена коливаннями інструмента й устаткування, що передаються до окремих частин тіла. При загальній вібрації коливання передаються всьому тілу від механізмів через підлогу, сидіння або робочий майданчик. Найбільш небезпечна частота загальної вібрації 6—9 Гц, оскільки вона збігається з власною частотою коливань внутрішніх органів людини. В результаті цього може виникнути резонанс, це призводить до переміщень і механічних ушкоджень внутрішніх органів. Резонансна частота серця, живота і грудної клітки — 5 Гц, голови — 20 Гц, центральної нервової системи — 250 Гц. Частоти сидячих людей становлять від 3 до 8 Гц.

Основними параметрами, що характеризують вібрацію, є: частота/ (Гц); амплітуда зсуву А (м) (розмір найбільшого відхилення точки, що коливається, від положення рівноваги); коливальна швидкість v (м/с); коливальне прискорення а (м/с2).

У виробничих умовах припустимі рівні шуму і вібрації регламентуються відповідними нормативними документами.

Зниження впливу шуму і вібрації на організм людини досягається такими методами: .

• зменшенням шуму і вібрації у джерелах їхнього  утворення;

• ізоляцією  джерел шуму і вібрації засобами звуко- і віброізоляції;

• звуко- і вібропоглинання;

• архітектурно-планувальними  рішеннями, що передбачають раціональне  розміщення технологічного устаткування, машин і механізмів;

• акустичним опрацюванням помешкань; застосуванням засобів  індивідуального захисту.вібрації супроводжуються почутим шумом.

Параметри вібрації

Параметрами вібрації, які виміряють для визначення негативного впливу на організм людини є такими:

1. Частота, Гц 

2. Амплітуда  А, м. 

3. Середнє квадратичне  значення віброшвидкості Vt, м/с. 

4. Середнє квадратичнє  віброприскорення wt, м/с. 

5. Відносний  показник віброскорості Lv, Дб.

6. Відносний  показник віброприскорення Lw, Дб.

Людина є замкнутою  системою з частотою коливань 5-9 Гц. Якщо підвести зовнішні коливання з  тієї ж частотою – резонансом, то великою мірою можливе повне  припинення роботи серця.

Нормування вібрацій визначається їх нормативними характеристиками.

Нормативними характеристиками, що служать для оцінки впливу вібрацій на людину є:

Середньоквадратичні значення віброшвидкості і виброприскорения та їхні показники. Понад 10 Гц - нормуються Vt і wt. Менше 10 - Lw Lv.

По способу  передачі на людину вібрація вимірюється в 3 ортогональних осях: x, y, z. Нормування здійснюється в різних інтервалах частот:

Для загальної  вібрації - 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц

Для локальної - 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Для вимірювання  сили вібрації використовують різні  прилади і в тому числі віброскоп.

    Дія шуму і вібрації на організм людини

Шум – це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів і негативно впливають  на людину. Фізична сутність звуку  – це механічні коливання пружного середовища (повітря, рідини). Під час звукових коливань утворюються області зниженого і підвищеного тиску, що діють на слуховий аналізатор (мембрану вуха).

Основними фізичними  характеристиками звуку є: частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2), звукова потужність (Вт) тощо. Швидкість поширення звукових хвиль в атмосфері при 20о С складає 344 м/с. Як було сказано раніше у розділі 2, органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20 000 Гц. Але деякі із звуків не сприймаються органами слуху людини: коливання з частотою нижче 16 Гц – інфразвуки, з частотою вище 20 000 Гц – ультразвуки.

      Мінімальна інтенсивність звуку,  яку людина відчуває, називається  порогом чутливості. У різних людей він різний, і тому умовно за поріг чутливості приймають звуковий тиск, який дорівнює 2 ґ 10-5 Н/м2 (ньютон на метр квадратний) при стандартній частоті 1 000 Гц. При цій частоті поріг чутливості Іо = 10 – 12 Вт/м2, а відповідний йому тиск Ро = 2 ґ 10-5 Па. Максимальна інтенсивність звуку, при якій вухо починає відчувати болючі відчуття, називається порогом болісного відчуття, рівним 102 Вт/м2, а відповідний йому звуковий тиск Р = 2 ґ 102 Па.

     Зміни  інтенсивності звуку і звукового  тиску, що чує людина, величезні і складають відповідно 1014 і 107 разів, тому оперувати такими великими числами незручно. Таким чином, для оцінки шуму прийнято вимірювати його інтенсивність і звуковий тиск не абсолютними фізичними величинами, а логарифмами відношень цих розмірів до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості стандартного тону, частотою 1 000 Гц. Ці логарифми відношень називають рівнями інтенсивності і звукового тиску, виражені в белах (Б). Одиниця виміру “бел” названа іменем винахідника телефону А. Белла (1847–1922). Оскільки орган слуху людини спроможний розрізняти зміни рівня інтенсивності звуку на 0,1 Б, то для практичного використання більш зручнішою є одиниця в 10 разів менше – децибел (дБ).

Якщо значення гучності звуку (інтенсивності) перевищує 60 – 80 дБ, то такий шум уже може шкідливо впливати на здоров’я людини: підвищувати кров’яний тиск, викликати порушення ритму серця, створювати значне навантаження на нервову систему, впливати на психічний стан особи. Дуже сильний шум (понад 140 – 180 дБ) може викликати розірвання барабанної перетинки.

У даний час  вчені багатьох країн світу ведуть різноманітні дослідження з метою  з’ясування впливу шуму на здоров’я людини. Дослідження показали, що шум завдає суттєвої шкоди здоров’ю людини, але й абсолютна тиша лякає і пригнічує її. Так, співробітники одного конструкторського бюро, що мали прекрасну звукоізоляцію, уже через тиждень стали скаржитися на неможливість роботи в умовах пригнічуючої тиші: вони були знервовані, втрачали працездатність. І, навпаки, було встановлено, що звуки значної сили стимулюють процес мислення, особливо процес рахунку.

Кожна людина сприймає шум по-різному. Багато чого залежить від віку, темпераменту, стану здоров’я, оточуючих умов. Деякі люди втрачають слух навіть після короткого впливу шуму порівняно збільшеної інтенсивності.

Постійна дія  сильного шуму може не лише негативно  вплинути на слух, але й викликати  інші шкідливі наслідки – дзвін  у вухах, запаморочення, головний біль, підвищення втоми, зниження працездатності.

Шум має акумулятивныий ефект, тобто акустичні подразнення, накопичуючись в організмі людини, все сильніше пригнічують нервову  систему. Тому перед втратою слуху  від впливу шумів виникає функціональний розлад центральної нервової системи. Особливо шкідливий вплив шуму позначається на нервово-психічній діяльності людини. Процес нервово-психічних захворювань вищий серед осіб, що працюють у гомінких умовах, ніж у людей, що працюють у нормальних звукових умовах.

Шуми викликають функціональні розлади серцево-судинної системи; шкідливо впливають на зоровий і вестибулярний аналізатори; знижують рефлекторну діяльність, що часто стає причиною нещасних випадків і травм.

Як довели дослідження  вчених, звук, якого не чути, також  може зробити шкідливий вплив на здоров’я людини. Так, інфразвуки особливий вплив роблять на психічну сферу людини: уражають усі види інтелектуальної діяльності; погіршують настрій; іноді з’являється відчуття розгубленості, тривоги, переляку, страху, а при високій інтенсивності – почуття слабкості, як після сильного нервового потрясіння.

Навіть слабкі звуки, інфразвуки можуть робити на людину істотний вплив, особливо якщо вони носять тривалий характер. На думку вчених, саме інфразвуками, що нечутно проникають крізь самі товсті стіни, викликається багато нервових захворювань жителів великих міст.

Ультразвуки, що займають помітне місце в гамі виробничих шумів, також небезпечні. Механізми їх дії на живі організми  вкрай різноманітні. Особливо сильно до їх негативного впливу схильні  клітини нервової системи.

Шум підступний, його шкідливий вплив на організм відбувається незримо, непомітно. Організм людини проти шуму практично беззахисний.

Лікарі говорять про шумову хворобу як про наслідок впливу шуму із переважними поразками  слуху і нервової системи.

Зменшення рівня  шуму покращує самопочуття людини і  підвищує продуктивність праці. З шумом  необхідно боротися як на виробництві, так і в побуті. Уміння дотримуватися  тиші – показник культури людини і  його доброго ставлення оточуючих. Тиша потрібна людям так само, як сонце і свіже повітря.

Докладна класифікація засобів і методів боротьби із шумом приводиться в ГОСТ 12.1.029-80 “ССБТ. Способы и методы защиты от шума. Классификация”.

У даному розділі  розглянуті найбільш загальні з усіх можливих методів і засобів захисту. У першу чергу потрібно використовувати колективні методи і засоби. Найефективнішими є заходи зниження шуму в джерелі його виникнення. Шум можна понизити на шляху його розповсюдження (див. Рис.1. ).

До засобів  індивідуального захисту від шуму належать:

– протишумні навушники, які закривають вушну раковину;

– протишумні вкладиші, що перекривають зовнішній слуховий прохід;

– протишумні шоломи – закривають усю голову. Їх застосовують у сполученні з навушниками;

– протишумні костюми.

– застосування малошумного обладнання, заміна металевих частин на пластмасу, установка глушителів і т. д;– установка обладнання на демпфіруючих прокладках;– розміщення джерел шуму в шкірі, приміщеннях і т. д. зі звукоізоляцією або звукопоглинанням;– установка “антизвуку”, тобто джерела, рівного за величиною і проти-лежного за фазою звуку – архітектурно-планувальні методи (розміщення будівель, обладнання, захисні зелені смуги, екрани і т. д.);– звукоізолюючі кабіни, акустичні екрани місць роботи;– оснащення шумних машин і технологій засобами дистанційного телеавтоматичного управління

Класифікація  колективних засобів захисту 

Вібрація –  це коливання твердих тіл, яке  виникає при зсуві центру ваги тіла, що рухається, обертається або  при періодичній зміні форми  тіла порівняно зі статичним станом цього тіла. Вібрація характеризується частотою (Гц), амплітудою зсуву, тобто розміром найбільшого відхилення точки, що коливається від положення рівноваги (м), коливальною швидкістю (м/с) та коливальним прискоренням (а/с2). Ступінь і характер впливу на людину залежить від амплітуди і частоти коливань. Так, власні частоти внутрішніх органів знаходяться в області 6 – 9 Гц. Отже, вібрація машин, площадок, ручних інструментів і т. д. особливо небезпечна при частотах 8 – 12; 17 – 25 Гц і т. д., тому що вони можуть бути резонансними для органів. При роботі з ручними машинами (їхня вібрація знаходиться в області 100 Гц) виникають судинні розлади. Загальна вібрація, що має широкий спектр частоти, справляє несприятливий вплив на центральну нервову систему, вестибулярний апарат, шлунково-кишковий тракт, викликає запаморочення, оніміння кінцівок, захворювання суглобів. Тривалий вплив вібрації викликає фахове захворювання – вібраційну хворобу.

Методи боротьби з вібрацією зводяться в основному до демпфірування установок, машин, механізмів, використання різноманітного роду амортизаторів, вібропоглинання. 
 

Засоби та заходи боротьби з вібрацією.  

У автоматизованих  виробництвах засобом боротьби є  дистанційне керування (виключає контакт) відповідним технологічним процесом. А у неавтоматизованих виробництвах використовують такі засоби та заходи:  

1. Зниження вібрації  в джерелах їх виникнень: 

підвищення точності опрацювання деталей;

оптимізація технологічного процесу;

поліпшення балансування.  

2. Відстройка  від режимів резонансу (збільшення  жорсткості системи);

вибродемпфірування (пружинні віброізолятори).

Поліпшення організації  праці вібронебезпечних процесів:

загальна кількість  робочого часу в контакті з віброобладнанням не повинна перевищувати зміни;

одноразова дія  не повинна перевищувати для локальної - 20 хвилин, для загальної - 40 хвилин.  

До лікувально - профілактичних заходів відносяться: масаж; заходи, що загально укріплюють організм; гідропродцедури. Вібрація має  властивість кумуляції (накопичення в організмі). 
 
 

ВИСНОВОК  

Зараз в Україні  виявляється необхідність вироблення нового типу професійної культури та моралі, що відбиває ідеологію збереження трудової активності та охорони праці  на основі розвитку ринкових відносин. Мова йде насамперед про професійну культуру у сфері виробництва, що повинна закріпити рівень охорони праці на високій відмітці.  

У сучасному  виробництві особистісні якості працівника починаються з його ділової  характеристики, відносин до праці, рівня  професійної придатності. Такий само підхід повинен застосовуватись і до обладнання та техніки. Тобто вона повинна бути ергономічною та відповідати самим жорстким стандартам з охорони праці. Усе це визначає виняткову актуальність питань, що складають зміст охорони праці.  

Отже, розглянуте складове питання охорони праці, як вплив вібрації на умови роботи на виробництві, актуальне для фахівців різних спецільностей і потрібно розвивати вивчення цього напрямку спеціалістами з охорони праці  навіть в контексті окремих професій.  
 

Таке дослідження  повинно розвивається в контакті з фізіологією праці, інженерною психологією, ергономікою, технічною  естетикою й іншими науками. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЛІТЕРАТУРА  

1. Безпека життедіяльності  / під ред. Я. Бедрія, - Львів  вид. “Афіша” 1998 р.;  

2. Енциклопедія  юного фізика. – М., 1996.  

3. Крикунов Безопасность  жизнедеятельности, - Днепропетровск, 1998;  

4. Пістун І.П., Піщенюк В.Ф., Березовецький А.П.  Безпека життєдіяльності. – Львів:  Світ, 1995.