Колебания – многократное повторение одинаковых или почти одинаковых процессов, - сопутствуют многим природным явлениям и явлениям, вызванным человеческой деятельностью, - от простейших колебаний маятника до электромагнитных колебаний распространяющейся световой волны.
Механические колебания – периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные.
Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.
Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравновесить элементы механизмов практически невозможно, поэтому в механизмах с вращающимися частями почти всегда возникает вибрация. Резонансная вибрация вагона возникает в результате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.
Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызывать серьезные аварии. Установлено, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах. В частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.
При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния – расслабленное или напряженное – и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.
Резонансные частоты.
Для человека резонанс наступает:
- В положении сидя при частоте 4 – 6 Гц
- Для головы – 20 – 30 Гц
- Для глазных яблок – 60 – 90 Гц
При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин – вызвать преждевременные роды.
Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.
Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.
При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма.
Воздействие вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном действующих частот, индивидуальными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 * 10-8 м/с, виброускорения – 3 * 10-4 м/с², рассчитанные по порогу чувствительности организма человека.
По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:
1. Общая – передается через опорные поверхности на тело человека в положении сидя или стоя.
2. Локальная - передается через руки.
Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний. Гигиеническое нормирование вибраций регламентируют документы ГОСТ 12.1.012 – 90 «ССБТ. Вибрационная безопасность», СН – 2.2. 4/2.1.8. 556 – 96 «Производственные вибрации»
При оценке воздействия вибраций нормируется виброскорость и виброускорение
V6 = V480Ö 480/Т,
V480 - допустимое значение виброскорости при длительности воз-
действия 480 мм, м/с
В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:
1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.
2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.
При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.
Третья четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают генерализованный характер.
Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.
Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.
Основные меры защиты
Виброизоляция источника
Виброизоляция – защита сооружений и машин от распространения механических колебаний (вибраций), возникающих вследствие работы механизмов, движения транспорта и т. д. Для осуществления виброизоляции применяются амортизаторы из упругих материалов. Например, автомобильные и вагонные рессоры.
Виброактивные агрегаты устанавливаются на виброизоляторах – пружинах, упругих прокладках, пневматических или гидравлических устройствах, защищающих фундамент от воздействия вибрации.
Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия.
Однако, следует отметить, что вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека. Вибрация способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.
Скачать реферат