Вибрация - это механические колебания, воздействующие на человека при непосредственном контакте, характеризующиеся частотой, виброскоростью и виброускорением.

Величина колебательной энергии, поглощенной телом человека, прямо пропорциональна площади контакта, времени воздействия и интенсивности раздражителя.

Навигация по статье:
  1. Связь виброскорости и виброускорения
  2. Источники вибрации и их характеристика
  3. Характеристика вибрации по направлению действия
  4. Гигиеническая оценка вибрации
  5. Нормируемые параметры вибрации при частотном анализе
  6. Нормируемые параметры вибрации при интегральной оценке
  7. Частотная коррекция виброскорости или виброускорения
  8. Неблагоприятное воздействие вибрации на организм человека
  9. Классы условий труда в зависимости от уровней локальной и общей вибрации на рабочем месте.
  10. Нормативные документы на методы измерения вибрации
  11. Неопределенность измерений
  12. Протокол испытаний

Связь виброскорости и виброускорения

V=A÷πƒ

La=La+20lg(10÷πƒ)

Источники вибрации и их характеристика

Локальную вибрацию создают в основном ручные машины:

Локальная вибрация
Локальная вибрация
  • ударного (импульсного) действия: клепальные, рубильные, отбойные молотки, перфораторы, бетоноломы, трамбовки, гайковерты, поверхностные и глубинные ручные вибраторы - частота вибрации ~ 5,6-125 Гц;
  • шлифовальные машины, дрели, горные сверла, бензомоторные и электропилы – частота вибрации ~ 32-2000 Гц;
  • немеханизированные ручные инструменты (слесарные молотки, кувалды, биты и т.п.) создают импульсы малой длительности (1-30 мс);
  • на ручных машинах (гвозде-, скобо-, скрепозабивные машины, гайковерты), обрабаты- ваемых деталях и приспособлениях для их удержания (кузнечные клещи и т.п.) возникают импульсы с большими длительностями (30-1000 мс).

К факторам, усугубляющим воздействие вибрации ручных машин на организм, относится шум высокой интенсивности (80-95 дБА), неблагоприятные метеорологические условия в том числе локальное охлаждающее действие, пониженное и повышенное атмосферное давление, статическая мышечная нагрузка, повышенная тяжесть труда и др.

Общая вибрация
Общая вибрация

Источником общей вибрации (~0,7-90 Гц) является производственно-технологическое оборудование (станки, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины и установки, насосные агрегаты и вентиляторы, буровое оборудование, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна, оборудование промышленности стройматериалов, установки химической и нефтехимической промышленности и др.), транспорт, строительно-дорожные машины.

Общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях создают: инженерно-техническое оборудование и бытовая техника (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), оборудование встроенных предприятий а также транспорт.

Классификация по источнику

Вибрация в условиях производства
(В условиях производства)
Вибрация в жилых помещениях и общественных
зданиях
(В жилых помещениях и общественных зданиях)

Характеристика вибрации по направлению действия

Вибрация в условиях производства
(Общая вибрация)
Вибрация в жилых помещениях и общественных
зданиях
(Локальная вибрация)
Постоянная, непостоянная вибрация
(Постоянная, непостоянная вибрация)
СанПиН 2.2.4.3359-16 "Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах" Нормируемые показатели и параметры:
  • Нормируемым показателем вибрации на рабочем месте является эквивалентное корректированное виброускорение за рабочую смену, (эквивалентный корректированный уровень виброускорения за рабочую смену, дБ)
  • Гигиеническая оценка вибрации, воздействующей на человека, должна производиться методом интегральной оценки по эквивалентному корректированному уровню виброускорения с учетом времени вибрационного воздействия

Гигиеническая оценка вибрации

Методы оценки вибрации
(Методы оценки вибрации)

Нормируемые параметры вибрации при частотном анализе

Нормируемые параметры вибрации при частотном анализе
Диапазон частот Нормируемое значение
Локальная вибрация 1/1 октавные полосы частот:
8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц
Средние квадратические значения виброскорости (v) и (или - ГОСТ) виброускорения (а), или их логарифмические уровни La, Lv
Общая вибрация 1/1 или 1/3 октавные полосы частот:
0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц

Логарифмические уровни

Уровни виброускорения

La=20×lg (a÷10-6)
10-6 → опорное значение виброускорения

Уровни относительно 10-6 м÷с2 превышают уровни относительно 3×10-4м÷с2

Уровни виброскорости

Lv=20×lg (v÷5×10-8)
5×10-8 опорное значение виброскорости

Нормируемые параметры вибрации при интегральной оценке

Нормируемые параметры вибрации при интегральной оценке
Диапазон частот Нормируемое значение
Локальная вибрация от 5,6 до 1250 Гц для постоянной вибрации
Корректированное значение виброскорости и (или - ГОСТ) виброускорения (U) или их логарифмические уровни LU
для не постоянной вибрации
Эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (U экв) или их логарифмический уровень LU экв
Общая вибрация От 0,7 до 90 Гц

Частотная коррекция виброскорости или виброускорения

Определение корректированных значений
Определение корректированных значений
Определение корректированных значений
Ui; Lui - среднее квадратическое значение виброскорости или виброускорения (или их логарифмические уровни) в i-ой частотной полосе Ki; LKi - весовые коэффициенты для i-ой частотной полосы для абсолютных значений или их логарифмических уровней в i-ой частотной полосе n - число частотных полос (1/1 или 1/3 октав) в нормируемом частотном диапазоне
Схематическое изображение кривой частотной коррекции для локальной вибрации (ИСО 5349-1:2001)
Схематическое изображение кривой частотной коррекции для локальной вибрации (ИСО 5349-1:2001)

Эквивалентное корректированное значение виброскорости и виброускорения

Определение эквивалентных корректированных значений

Вычисление эквивалентных корректированных значений

Вычисление эквивалентных корректированных значений
Вычисление эквивалентных корректированных значений
Ui - корректированное по частоте значение контролируемого параметра виброскорости (v, Lv) или виброускорения (a, La), м÷с2
ti- время действия вибрации, ч
Вычисление эквивалентных корректированных значений
где
n - общее число интервалов действия вибрации

Гигиенические нормативы установливают критерии безвредности для человека общей и локальной вибрации

критерии безвредности для человека общей и локальной вибрации

Неблагоприятное воздействие вибрации на организм человека

В результате воздействия интенсивной вибрации в течение продолжительного времени наблюдается развитие специфической патологии - вибрационной болезни, характеризующейся Нейро-сосудистыми нарушениями и поражением нервно-мышечной системы опорно-двигательного аппарата, развитием нарушения обмена веществ и др.

Выраженность тех или иных нарушений зависит от характера воздействия вибрации на человека.

Вибрационная болезнь характеризуется высокой степенью инвалидизации.

В ряде субъектов Федерации является одним из наиболее частых хронических профессиональных заболеваний.

Предельно допустимые значения и уровни производственной вибрации

Вычисление эквивалентных корректированных значений
Wh, - фильтр частотной коррекции по ГОСТ 31192.1-2004.
Wd, Wk - фильтры частотной коррекции по ГОСТ 31191.1-2004
Wm - фильтр частотной коррекции по ГОСТ 31191.2-2004

Нормативные корректированные и эквивалентные корректированные значения вибрации

Вид вибрации Допустимые значения по осям (дБ)
виброускорения виброскорости
Xо, Yо, Zо Xо, Yо, Zо
Локальная 126 112
Транспортно-технологическая 109 101
Технологическая "а" 100 92
Технологическая "б" 92 84
Технологическая "в" 83 75
В общественных зданиях 80 75
В жилых помещениях 72 67
Транспортная Z X, Y Z X, Y
115 112 107 116

Санитарно-эпидемиологическая экспертиза продукции, содержащей источники вибрации (ручной инструмент)

  • Экспертиза технической документации продукции на соответствие СанПиН 2.2.2.540-96. «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ». Обратить внимание на дополнительные параметры, определяющие выбор норматива и методику испытаний продукции
  • Определение задачи для проведения испытаний
  • Анализ результатов испытаний - оценка возможности признания протокола экспертиза содержания протокола испытаний
  • Подготовка экспертного заключения На продукцию (техническую документацию)
  • Протокол испытаний

Классы условий труда в зависимости от уровней локальной и общей вибрации на рабочем месте.

Классы условий труда в зависимости от уровней локальной и общей вибрации на рабочем месте
2) - В соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Допустимые значения вибрации в жилых помещениях, паатах больниц, санаториев

Допустимые значения вибрации в жилых помещениях, паатах больниц, санаториев
  1. В дневное время в помещениях допустимо превышение нормативных уровней на 5 дБ
  2. Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней вводится поправка - 10 дБ
  3. В палатах больниц и санаториев допустимые уровни вибраций нужно снижать на 3 дБ.

Нормативные документы на методы измерения вибрации

  1. МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценке производственных вибраций».
  2. МУ 4013-85 «Методические указания к разработке режимов труда работников виброопасных профессий».
  3. МУ 3927-85 «Методические указания по проведению санитарного надзора за проектированием, выпуском ручных машин и условиями труда работников виброопасных профессий».
  4. ГР 2909-82 «Гигиенические рекомендации к конструированию ручных машин для повышения их вибробезопасности».
  5. МР 2946-83 «Методические рекомендации по измерению импульсной локальной вибрации».
  6. МУК 2.2.2.1843-04 «Санитарно-эпидемиологическая экспертиза бензомоторных пил и организация работ».

Система стандартов по контролю вибрации

  1. Введены термины (понятия), необходимые для измерений
  2. Определены точки для установки датчиков
  3. Определено время измерений для усреднения результатов
  4. Определены кривые частотной коррекции и другие особенности режима измерения
  5. Перечислены источники неопределенности измерений
  6. Определены требования к СИ
  7. Требования к протоколам исследований.

В то же время в ГОСТ много материалов, касающихся оценки воздействия вибрации на человека, которые при гигиенической оценке не следует использовать.

ГОСТ Р 12.1.012 – 2004

Испытательный код по вибрации: Стандарт, устанавливающий требования по проведению испытаний (испытаний типа для заявления или сертификационных или иных испытаний для подтверждения) с целью определить вибрационную характеристику изделия конкретного вида.

Общая вибрация: Вибрация, передаваемая на тело стоящего, сидящего или лежащего человека в точках его опоры (ступни ног, ягодицы, спина, голова)

Локальная вибрация: Вибрация, передаваемая через кисти рук человека в местах контакта с управляемой машиной или обрабатываемым изделием.

Вибрация, базицентрическая система координат
Примечание
Вибрацию определяют обычно в базицентрической системе координат.

Организации санитарно-эпидемиологического контроля регулярно (рекомендуемая периодичность - 1 раз в год) проводят измерения вибрации на рабочих местах в соответствии с требованиями ГОСТ 31192.2 и ГОСТ 31319 и сравнивают полученные результаты с гигиеническими нормативами.

Точки установки датчиков
(общая вибрация)

Датчик должен быть размещен в точке, где вибрация передается на тело человека. Рекомендуются следующие точки измерений:

  • подушка сиденья - точка под седалищным бугром сидящего человека (в случае нежесткой или упругой поверхности акселерометр устанавливают с помощью полужесткого диска);
  • спинка сиденья - точка, в которой давление тела человека максимально;
  • опорная поверхность для ног - точка наиболее частого контакта ноги с поверхностью (Если рабочая платформа покрыта упругим материалом, акселерометр может быть установлен в центре жесткой металлической пластины (размерами приблизительно 300x400 мм для стоящего человека и 100x400 мм для каждой ноги сидящего человека)).

Для лежащего человека измерения проводят на опорной поверхности под тазом, спиной и головой.

Вибрацию внутри помещения измеряют в тех местах, где ее значение (с учетом частотной коррекции) максимально или в специально определенных (исходя из целей проведения оценки) точках.

Точки установки датчиков
(локальная вибрация)

Согласно ГОСТ 31192.1, измерения вибрации следует проводить в непосредственной близости от того места на ладони (ладонях), которое соприкасается с вибрирующей поверхностью. Рекомендуется устанавливать акселерометр в центре зоны обхвата, если это не мешает нормальному обхвату ручной машины (органа управления, обрабатываемой детали) рукой.

Если адаптер зажимают между пальцами руки, акселерометр должен находиться как можно ближе к поверхности рукоятки ручной машины, чтобы свести к минимуму усиление угловой составляющей вибрации. Адаптер не должен иметь собственных резонансов, способных оказать влияние на результат измерений вибрации.

Для ручных машин многих видов точки и направления измерения локальной вибрации, используемые в процессе испытаний для заявления вибрационной характеристики машины, могут быть определены в соответствующих испытательных кодах (ГОСТ группы С) по вибрации

Точки установки датчиков (локальная вибрация)

Длительность измерений общей вибрации

Длительность измерений должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить требуемую статистическую точность обработки сигнала. Кроме того, она должна обеспечивать проведение измерения для представительного участка сигнала вибрации. Длительность измерений должна быть зафиксирована.

В случае кратковременных хорошо определенных воздействий каждому из них может соответствовать свой уровень вибрации. Для каждой выбранной операции следует провести по возможности большее число измерений продолжительностью не менее 3 минут и полученные результаты усреднить.

Затем эквивалентное виброускорение вычисляют по эквивалентным значениям виброускорения для каждой операции.

При выполнении продолжительных непрерывных операций возможны две типичные ситуации:

  1. вибрация почти стационарна. При этом измерения также должны быть достаточно продолжительными, чтобы повысить точность усреднения измеряемого параметра вибрации.
  2. с непрерывным выполнением операции, в ходе которой вибрация не остается стационарной. Среднее значение вибрационного воздействия может быть получено группировкой периодов с существенно различающимися уровнями вибрации. Для каждой из групп следует провести как можно больше измерений для получения средней характеристики вибрации в группе.
Кривые частотной коррекции при измерении вибрации
Частотная коррекция Вид измерений
Wk Ось Z для поверхности сиденья
Wd Ось X Для поверхности сиденья
Ось Y для поверхности сиденья
Wm Для измерения внутри зданий
Wh Для измерения локальной вибрации
Схематическое изображение кривых частотной коррекции wd, wk, wm для общей вибрации
Схематическое изображение кривых частотной коррекции wd, wk, wm для общей вибрации
Схематическое изображение кривой частотной коррекции wh для локальной вибрации
Схематическое изображение кривой частотной коррекции wh для локальной вибрации

Неопределенность измерений

  • неопределенности, вносимой средствами измерений
  • неопределенности калибровки
  • наличия электрических помех
  • влияния крепления акселерометров
  • влияния расположения и ориентации акселерометров
  • отклонения режима работы машины от нормального и изменения в позе оператора
  • изменения в способе работы оператора вследствие того, что он является субъектом измерений
  • изменение состояния машины и оборудования (например, изменение давления в шинах под влиянием изменений температуры)
  • изменение характеристики дорожного покрытия
Неопределенность оценки времени воздействия зависит от неопределенности:
  • измерений длительности операций или рабочих циклов
  • оценки числа операций или рабочих циклов в течение дня
  • оценок времени воздействия, сделанных самим оператором
Неопределенность оценки эквивалентного виброускорения зависит от неопределенности оценки
  • среднеквадратичного значения корректированного виброускорения
  • длительности вибрационного воздействия
(ГОСТ Р 12.1.012 – 2004)

Значения нормируемых параметров вибрации определяют по результатам измерений на рабочих местах: локальной вибрации - по ГОСТ 31192.2; общей вибрации - по ГОСТ 31319. В отдельных случаях допускается определять значения нормируемых параметров на основании расчетов. Контроль за соблюдением установленных гигиенических нормативов по вибрации осуществляют соответствующие уполномоченные организации в ходе периодического контроля за соблюдением безопасных условий труда, аттестации рабочих мест и др.

Примечание:
Значения нормируемых параметров вибрации, полученные в результате измерений на рабочих местах, непосредственно сравнивают с гигиеническими нормативами. Этим данная процедура отличается от сравнения значения измеренного параметра вибрации с заявленным значением, где в расчет дополнительно принимают неопределенность измерений.

Протокол испытаний

  1. информация общего характера:
    • наименование компании (заказчика)
    • цель проведения измерений
    • дата проведения измерений и оценки
    • лицо или лица, для которых была проведена оценка воздействия
    • лицо, проводившее измерения и оценку
  2. условия окружающей среды на рабочем месте
    • место, где были проведены измерения
    • температура; влажность
    • шум
  3. информация, обусловившая выбор операций, для которых проведены измерения
  4. фотография рабочего дня для каждой исследуемой операции:
    • описание операций
    • используемые машины и вставной инструмент
    • используемые материалы или обрабатываемые детали
    • характер воздействия (например, часы работы, периоды перерывов)
    • информация, необходимая для определения времени воздействия вибрации в течение рабочего дня (например, выработка или число рабочих циклов или обработанных деталей в день, длительность воздействия вибрации на одном цикле или для одной детали)
  5. сведения об источниках вибрации:
    • техническое описание ручной машины
    • вид и модель ручной машины
    • срок службы и техническое состояние ручной машины
    • масса ручной машины или обрабатываемой детали
    • средства снижения вибрации, примененные на данной ручной машине, если такие имеются
    • способ удерживания ручной машины в руках оператора
    • мощность ручной машины
    • частота вращения или частота нанесения ударов
    • типы и модели вставного инструмента
    • любая дополнительная информация (например, дисбаланс вставного инструмента)
  6. средства измерений:
    • состав измерительной системы
    • порядок проведения калибровок элементов измерительной системы
    • дата последних поверочных испытаний
    • результаты теста на контроль функциональности
    • результаты испытаний на воздействие внешних факторов
  7. условия измерения виброускорения:
    • расположение и ориентация акселерометров (с приложением схемы и указанием размеров)
    • способы крепления акселерометров
    • масса акселерометров и системы крепления
    • рабочие условия
    • поза и положение рук оператора (с указанием, является оператор правшой или левшой)
    • любая дополнительная информация (например, значения сил нажатия и обхвата)
  8. результаты измерений:
    • среднеквадратичные значения корректированного виброускорения в направлениях x , y и z для каждой операции
    • длительности измерений
    • спектр некоррелированной вибрации (в случае проведения частотного анализа
    • значение коэффициента, используемого для получения оценки полной вибрации, с обоснованием его выбора, а также с обоснованием выбора направления (направлений) измерения (в случае проведения измерений только в одном или двух направлениях)
  9. результаты оценки вибрационной экспозиции за смену:
    • значение полной вибрации для каждой операции
    • длительность воздействия вибрации для каждой операции
    • доля каждой операции в значении вибрационной экспозиции за смену (если такой расчет был проведен)
    • вибрационная экспозиция за смену
    • оценка неопределенности определения вибрационной экспозиции за смену
Безопасность труда при воздействии вибрации обеспечивается
  • Системой технических, технологических и организационных решений и мероприятий по созданию машин и оборудования с низкими уровнями вибрации
  • Системой проектных и технологических решений производственных процессов и элементов производственной среды, снижающих вибрационную нагрузку на работающего
  • Системой организации труда и профилактических мероприятий на предприятиях, ослабляющих неблагоприятное воздействие вибрации (режимы труда, профосмотры, процедуры по профилактике вибрационной болезни, средства индивидуальной защиты, производственный контроль)