Основные формы деятельности человека

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с²; период колебаний Т, сек.

Степень воздействия вибрации на физиологические ощущения человека определяется величиной колебательного ускорения и скоростью колебаний:

,м/c,

,м/c²,

 

где  f- число колебаний в 1 c;

А-амплитуда  колебаний, м.

Простейшей колебательной  системой с одной степенью свободы  является масса, укрепленная на пружине. Эта система совершает гармонические  или синусоидальные колебания.

Вибрация отмечается вблизи оборудования, при работе пневматического инструмента, при неправильной балансировке валов машин, при транспортировании жидкостей и газов по трубопроводам, при технологических процессах укладки бетона с применением вибрационных агрегатов.

Для исследования вибрации весь диапазон частот разбивается на основные диапазоны. Среднегеометрические значения частот, на которых исследуют вибрацию, следующие: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Уровни вибраций измеряются не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот октавных и третьоктавных. У октавных отношение верхних границ частот нижней fв/fн=2, а у третьоктавных Учитывая, что абсолютные значения параметров характеризующих вибрацию, применяются в широких пределах, на практике пользуются понятием уровней параметров виброскорости (V) ивиброускорения (W).

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 ”Вибрация, общие требования безопасности” логарифмитические уровни виброскорости Lv и виброускорения Lw определяются по формуле:

;

где  V – колебательная скорость, м/с;

W – виброускорение, м/с²;

V₀ – пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с²;

W₀ –пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с².

Согласно ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.039-95 по способу передачи на человека, вибрация подразделяется на: общую, передающуюся через опорные  поверхности на тело человека; локальную (местную), передающуюся в основном через руки человека.

При измерении локальной вибрации замеры производят у места контакта оператора с поверхностью, которая вибрирует.

При измерении  общей вибраций точка измерения  должна находится в местах контакта опорной поверхности тело человека с вибрирующей поверхностью: сидение оператора; пол рабочей зоны.

Измерения постоянной вибрации на протяжении рабочей смены  проводится не менее 3-х раз с нахождением  средне логарифмического значения.

Общая вибрация, воздействующая на человека, нормируется  отдельно в каждой октавной полосе по вертикальному направлению (оси Z) или горизонтальному направлению (оси Х, У). Выбор нормирования определяется в зависимости от интенсивности: по более интенсивному направлению. Гигиенические нормы технологической вибрации, воздействующей на операторов стационарных машин в течение 480мин(8 часов), приведены в ГОСТ 12.1.012-90.

 

Таблица 1

Предельно допустимые уровни локальной вибрации

Средне геометрические частоты октавных полос, Гц	Предельно допустимые уровни по осях Xл,Yл,Zл
	Виброскорость		Виброускорение
	м/с*10-2	дБ	м/с2	дБ
8 16 31,5 63 125 250 500 1000	2,8 115 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	115 109 109 109 109 109 109 109	1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0	73 73 79 85 91 97 103 109
Корректированный  эквивалентный уровень	2,0	112	2,0	76

 

 

Таблица 2

Предельно допустимые параметры импульсной локальной вибрации

Диапазон длительности вибрационных импульсов	Измеренные  пиковые урони виброускорения, дБ
	120	125	130	135	140		154		150		155		160
	Допустимое  количество импульсов
1-30*	160000**	160000**	50000	16000	5000	1600		500		160		30
	20000**	20000**	6250	2000	625	200		62		20		6
31-1000*	160000**	50000**	16000	5000	1600	500		160		50		-
	20000	6250	2000	625	200	62		20		6		-

 

* - Вибрационные  импульсы 1-30 имеют место при применении немеханизированного инструмента, 31-1000 - на механизированном инструменте.

** - Значение  отвечает максимально возможному  количеству импульсов за восьмичасовую  смену при частоте 5,6 Гц. В скобках  допустимое количество импульсов  за 1 час.

 

При продолжительности смены 7 часов предельно допустимые скорректированные эквивалентные уровни локальной вибраций равны значениям для 8-часовой продолжительности смены.

При 6-ти часовой  продолжительности эти показатели равны для виброскорости 113 дБ ( м/с), а виброускорение-78дБ (2,3 м/с²).

Работа в  условиях действий локальной вибрации, которая превышает предельно  допустимую норму более чем на 1 дБ, запрещена.

Если время  воздействия меньше 480 мин и отсутствуют  перерывы через каждый час работы, то для каждой октавной полосы значение нормируемого параметра определяется по зависимости:

 

 

где t - время фактического воздействия вибраций (мин);

U₄₈₀ - допустимое воздействие вибрации за время воздействия 480 мин.

Вибрация, проникающая  в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать неблагоприятное влияние на жителей городов. Исследования, проведенные в одном из районов ФРГ, показали, что промышленные предприятия и транспорт в условиях большого города служат одной из причин вибрационного дискомфорта в квартирах. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% — на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств.

При непродолжительном  действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения  ЦНС. В группе населения с более  длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Существенным фактором, усугубляющим воздействием вибрации на организм человека при работе с ручными машинами, является статическое мышечное напряжение. При работе с отбойными молотками и перфораторами осевое усилие нажатия на инструмент во время рабочей операции доходит до 300 Н и более. При бурении горизонтально или вверх максимальное усилие, которое в состоянии развить работающий, составляет 180-230 Н. при направлении инструмента вниз значительные усилия осуществляются совместно мышцами верхних конечностей, туловища и ног.

Действие вибрации определяется характером ее распространения  по телу человека, которое рассматривается  как сочетание масс с упругими элементами. У стоящего человека - это  все туловище с нижней частью позвоночника и тазом, у сидящего – верхняя  часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника.

Особенности воздействия  производственной вибрации определяются частотным спектром, то есть распределением по частотам энергии колебания. Ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни в низкочастотной части спектра, вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного и опорно-двигательного аппаратов. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра, возникают главным образом, сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов.

Частоты ниже 35 Гц вызывают изменения в нервно-мышечной системе и суставах. Наиболее опасны производственные вибрации равные или  близкие к частоте колебания человеческого организма или отдельных органов и равные 6-10 Гц (собственная частота колебаний рук и ног 2-8 Гц, живота 2-3 Гц, груди 1-12 Гц). Колебания с такой частотой влияют на психологическое состояние человека. Одной из причин гибели людей в Бермудском треугольнике может являться колебание водной среды в спокойную погоду, когда частота колебаний равна 6-10 Гц. Частота колебания небольших судов совпадает с частотой колебания среды и у людей появляется чувство опасности, страха. Моряки стремятся покинуть корабль. Длительная вибрация может привести к гибели людей. Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм человека в целом, нарушая нормальное функционирование нервной системы и органов, связанных с обменом веществ. Вибрация может вызывать нарушения деятельности сердечно-сосудистых и дыхательных органов, заболевания рук и суставов. Особенно опасны вибрации с большой амплитудой, которые оказывают в основном неблагоприятное действие на костно-суставный аппарат. При малой интенсивности и кратковременном воздействии вибрация оказывает даже благоприятное влияние. При высокой интенсивности и продолжительном действии вибрация может привести к развитию профессиональной вибрационной болезни, которая при известных условиях может перейти в «церебральную» форму (поражение центральной нервной системы), практически неизлечимую.

При частотах вибрации менее 16 Гц кроме явлений резонанса  у человека возникает подавленное  состояние, чувство страха, тревоги, угнетается центральная нервная  система. При воздействии вибрации в организме происходят функциональные и физиологические изменения, представленные в таблице.

 

Таблица 3

Изменения в  организме человека при воздействии  вибрации

Виды изменения  в организме	Симптомы	Результат воздействия
Функциональные	Повышенная  утомляемость; Увеличение  времени двигательных реакций; Увеличение  времени зрительных реакций; Нарушение вестибулярных  реакций и координации движений	Снижение производительности и качества труда Возникновение травм, связанных с заторможенной  реакцией человека на изменение обстановки
Физиологические	Развитие нервных  заболеваний; Нарушение функций  сердечно-сосудистой системы; Нарушение функций  опорно-двигательного аппарата; Поражение мышечных тканей и суставов; нарушение функций  органов внутренней секреции	Возникновение виброболезни

 

Вибрационная  болезнь (виброболезнь) – профессиональное заболевание, вызванное длительным воздействием на организм вибрации. Впервые  виброболезнь описана итальянским  врачом Дж. Лоригой в 1911 г.

 

 

 

 

 

41 Шаговое напряжение

 

При падении  на землю случайно оборванного электрического провода поверхность земли может  оказаться под напряжением. Образуется зона растекания тока в радиусе, примерно, 20 м от заземлителя. Между двумя точками в радиальном направлении на расстоянии шага (0.8 м) образуется шаговое напряжение, под котором могут оказаться ноги человека.

Шаговое напряжение зависит от силы тока, распределении  потенциала по поверхности земли, длины  шага человека. Шаговое напряжение считается безопасным, если оно не превышает 40 В. Движение человека по окружности, все точки которой расположены на равном расстоянии от места замыкания, безопасно, так как разность потенциалов на ногах человека равна нулю.

В случае попадания  в зону шагового напряжения необходимо выходить из зоны растекания токов маленькими шагами (около 20-25 см) или прыжками на одной ноге.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1/6

Определите  количество трубчатых электродов и  результирующее сопротивление очага  заземления, если диаметр трубы d, м, длина l, м, заглубление конца трубы 0,7 м, расстояние между электродами а, м, ширина соединительной полосы 0,04 м, измеренное удельное электрическое сопротивление грунта ρ_изм, Ом·м, климатический коэффициент ψ.

Номер варианта	Исходные данные
	d, м	l, м	ρизм, Ом·м	ψ	а, м
1.6	0,05	2,5	0,5 · 102	1,2	2,5

 

Дано:

d = 0,05 м

l = 2,5 м

ρ_изм = 0,5 · 10² Ом·м

ψ = 1,2

а = 2,5 м

h = 0,7 м

 

Решение:

Сопротивление одиночного заземлителя определяется по выражению:

 

R_тр = ρ_расч / (2π·l)·(ln(2·l/d) + 0,5·ln((4·H+l)/( 4·H-l))),

 

где  Н – расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя, м;

 

Н= h + 0,5 · l,

 

h – заглубление конца трубы от поверхности земли, м;