Гигиенические характеристики и нормирование вибраций

Гигиеническое нормирование вибраций обеспечивает вибро­безопасность условий труда. Действие вибрации на организм человека определяется следующими ее характеристиками: интенсивностью, спектральным составом, длительностью влияния, направлением действия.
Показателями интенсивности являются среднеквадратичные или амплитудные значения виброускорения, виброскорости или вибросмещения, измеренные на рабочем месте. Для оценки интенсивности вибрации наряду с размерными величинами используется логарифмическая децибельна шкала. Это связано с широким диапазоном изменения параметров, при которых измерение их линейной шкалой становится практически невозможным. Особенность этой шкалы — отсчет значений от порогового начального уровня. Децибел — математическое безразмерное понятие, которое характеризует отношение двух независимых одноименных величин

(2.23)

где д — измеряемый кинематический параметр вибрации (вибросмещение, виброскорость, виброускорение);
д0 — начальное (пороговое) значение соответствующего параметра.
Для гармонической вибрации с частотой / логарифмические уровни виброперемещения Lu и виброускорения Lq определяются через логарифмический уровень виброскорости Lv:

(2.24)

(2.25)

Для стандартных пороговых значений приняты следующие величины параметров вибрации:
- вибросмещения uo = 8 * 10-12 м;
- виброскорости vo = 5 * 10-8 m/c;
- виброускорения ao = 3 • 10-4 м/с2. Со скоростью vo колеблется поверхность, которая излучает звуковую энергию на пороге слышимости (рo = 2 *10-5 Н/ м2).

Гигиеническую оценку вибрации, которая воздействует на человека в производственных условиях, в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 осуществляют согласно следующим методам:
- частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
- интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
- дозой вибрации.

Гигиенической характеристикой вибрации являются нормируемые параметры, выбранные в зависимости от применяемого метода ее гигиенической оценки.
При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости и, их логарифмические уровни Lv или виброускорения а для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации — в октавных или 1/3-октавных полосах частот.
Среднеквадратическое значение некоторой непрерывной периодической функции A(t) с периодом Т определяется согласно выражению

(2.26)

Для гармонической функции ее среднеквадратическое значение

(2.27)

где Атах — амплитудное значение функции.
Логарифмические уровни виброскорости, дБ:

(4.28)

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации U, измеренное при помощи специальных фильтров или расчитаное по формуле

(4.29)

где Ui — среднеквадратическое значение контролируемого параметра (виброскорости или виброускорения) в i-й частотной полосе;
n — число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне;
ki — удельный коэффициент для i-й частотной полосы.

Оценка локальной вибрации осуществляется по среднему времени действия корректированного значения

(2.30)

где Uj — корректированное значение контролируемого параметра; определяется согласно формуле (2.28) в j-м промежутке времени;
m — общее число полученных корректированных значений за одинаковые промежутки времени.

При оценке вибрации при помощи дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение

(2.31)

где D — доза вибрации, которая определяется по формуле

(2.32)

где U (т) — мгновенное корректированное значение параметра вибрации тиОмент времени т, полученное при помощи корректирующего фильтра; t — время влияния вибрации в течение рабочей смены.
Вибрацию, которая воздействует на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.
Гигиенические нормы вибрации, которые влияют на человека в производственных условиях, установлены для длительности 480 мин. (8 часов). При влиянии вибрации, которая превышает установленные нормативы, длительность ее влияния на человека в течение рабочего изменения следует уменьшить согласно данным табл. 2.6.
Гигиенические нормы в логарифмических уровнях средних квадратических значений виброскорости для октавных полос частот приведены на рис. 2.17.

Таблица 2.6 Допустимая длительность вибрационного влияния при превышении нормативных значений

Превышение нормативов вибраций для рабочих мест, не более	Допустимая длительность вибрационного влияния при работе на стационарных и трансидентных машинах, не более, мин.
дБ	раз
	1,0
	1,4
	2,0	.60
	2,8
	4,0

Рис. 2.17. Гигиенические нормы вибрации:
I' — вертикальная; I'' — горизонтальная транспортная; 2 — транспортно-технологическая; За — технологическая в производственных помещениях; 3б — в служебных помещениях на судах; Зв — в производственных помещениях без вибрирующих машин; Зг — в помещениях административно-управленческих и для умственного труда; 4 — локальная вибрация.

При локальной вибрации зависимость допустимых значений нормируемого параметра Ut от времени фактического действия вибрации t (что не превышает 480 мин.) определяется по формуле:

(2.33)

где,
U480 — допустимое значение нормируемого параметра при длительности действия вибрации 480 мин. Максимальное значеня Ut не должно превышать величин, которые установлены для t = 30 мин.
Общий спектр частот вибрации содержит октавные частотные полосы со среднегеометрическими значениями частот 1; 2; 4; 8; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Вибрация со среднегеометрическими частотами до 31,5 Гц относится к низкочастотной, с большими — к высокочастотной.

Длительное влияние вибрации со среднегеометрическими значе­ниями частот 16,..250 Гц является особенно опасным.
При действии локальной вибрации с перерывами в течение рабочего изменения допустимые значения нормируемого параметра увеличиваются путем умножения на коэффициенты, которые приводятся ниже (табл. 2.7):

Таблица 2.7 Коэффициенты увеличения допустимых значений нормируемого параметра действия локальной вибрации

Общее время регулярного перерыва в действии локальной вибрации за 1 час рабочей смены, мин.	До 20 включительно	20—30	30—40	Больше 40
Коэффициент