profil

Wibracje - drgania mechaniczne

Ostatnia aktualizacja: 2021-12-13
poleca 85% 1013 głosów

Treść
Grafika
Filmy
Komentarze

Drganiami nazywa się zmiany wielkości fizycznej występujące w funkcji czasu i polegające na tym, że jej wartości są na przemian rosnące i malejące względem pewnego poziomu odniesienia. Wibracje (drgania mechaniczne) to niskoczęstotliwościowe drgania akustyczne rozprzestrzeniające się w ośrodkach stałych.

Wibracje w wielu przypadkach są czynnikiem roboczym, celowo wprowadzanym przez konstruktorów do maszyn czy urządzeń jako niezbędny element do realizacji zadanych procesów technologicznych jak np.wibrorozdrabnianie, czyszczenie i mielenie wibracyjne oraz także do :kruszenia, wiercenia, drążenia, szlifowania. Wibracje są również często źródłem informacji odnośnie stanu technicznego maszyny i jakości jej wykonywania, jak również mogą powodować zakłócenia w prawidłowym działaniu maszyn i innych urządzeń, zmniejszać ich trwałość i niezawodność oraz niekorzystnie wpływać na konstrukcje i budowle. Przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu człowieka mogą też wywierać ujemny wpływ na zdrowie pracowników i doprowadzić niejednokrotnie do trwałych zmian chorobowych. W punktu ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, wibracje są szkodliwym czynnikiem fizycznym, który należy eliminować lub przynajmniej ograniczać.

1. Podział drgań mechanicznych i ich źródła w środowisku pracy


Ze względu na miejsce wnikania drgań do organizmu człowieka możemy wyróżnić:
- Drgania o działaniu ogólnym, przenikające do organizmu człowieka przez jego nogi, miednicę, plecy, boki
- Drgania o działaniu miejscowym oddziałujące na organizm człowieka przez jego kończyny górne

Od rodzaju drgań, na które eksponowany jest pracownik, zależy reakcja jego organizmu, a zatem inne są wartości dopuszczalne ustalane ze względu na ochronę człowieka dla drgań o działaniu ogólnym, a inne dla drgań oddziałujących na organizm przez kończyny górne. Uwzględniając wprowadzony podział wibracji, ich źródła również można podzielić na dwie grupy :
a) Źródła drgań o działaniu ogólnym
- Podłogi, podesty, pomosty w halach produkcyjnych i innych pomieszczeniach na których zlokalizowane są stanowiska pracy . Oczywiście pierwotnym źródłem drgań są eksploatowane w pomieszczeniach lub poza nimi maszyny oraz urządzenia stacjonarne, przenośne lub przewoźne, które wprawiają w drgania podłoże, na którym stoi operator. Przyczyna drgań podłoża może być również ruch uliczny lub kolejowy.
- Platformy drgające
- Siedziska i podłogi środków transportu (samochodów, ciężarówek, autobusów, tramwajów, trolejbusów oraz pojazdów kolejowych, statków, samolotów itp.)
- Siedziska i podłogi maszyn budowlanych (np. do robót ziemnych)

b) Źródła drgań oddziałujących na organizm przez kończyny górne
- ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym (młoty pneumatyczne, ubijaki mas formierskich i betonu, nitowniki, wiertarki udarowe, klucze udarowe itp.)
- ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym (wiertarki, szlifierki, piły łańcuchowe itp.)
- dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługi rękami
- źródła technologiczne (np. obrabiane elementy trzymane w dłoniach lub prowadzone ręką przy procesach szlifowania, polerowania, gładzenia itp.)

Istotnym jest fakt, iż niektóre narzędzia ręczne zaliczane do typowych źródeł drgań miejscowych (np. młotki, pilarki) mogą generować drgania o bardzo dużej intensywności. Wówczas drgania te mogą być przenoszone przez barki na tułów i głowę, co w konsekwencji może doprowadzić do wzbudzenia drgań rezonansowych narządów wewnętrznych. W takim przypadku narzędzia ręczne są również źródłem drgań o działaniu ogólnym.

2. Skutki oddziaływania wibracji na organizm człowieka


Narażenia na drgania przenoszone do organizmu przez kończyny górne powodują zespół zmian zwanych zespołem wibracyjnym układu ręka-ramię, który w wielu krajach uznany został za chorobę zawodową. Postacie zespoły wibracyjnego to:
- Naczyniowa- najczęściej rejestrowana, charakteryzuje się napadowymi zaburzeniami krążenia krwi w palcach rąk czego objawem jest blednięcie opuszki jednego lub więcej palców (tzw. ”choroba białych palców”)
- Nerwowa- zaburzenia czucia dotyku, wibracji, temperatury a także dolegliwości w postaci drętwienia czy mrowienia palców czy rąk
- Kostna lub kostno-stawowa- zniekształcenie szpar stawowych, zwapnienie torebek stawowych, zmiany okostnej, zmiany w utkaniu kostnym

Drgania o działaniu ogólnym powodują zmiany w:
- Układzie kostnym- chorobowe zmiany głównie w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, rzadziej w szyjnym. Zespół bólowy kręgosłupa w wielu krajach uznany został za chorobę zawodową.
- Narządach wewnętrznych człowieka- niekorzystne zmiany w czynnościach narządów układu pokarmowego (głównie żołądka i przełyku), zaburzenia w narządzie przedsionkowo-ślimakowym, narządach układu rozrodczego kobiet, narządach klatki piersiowej, narządach jamy nosowo-gardłowej

Opisanym wyżej skutkom biologicznym towarzysza funkcjonalne:
- Zwiększenie czasu reakcji ruchowej
- Zwiększenie czasu reakcji wzrokowej
- Zakłócenia w koordynacji ruchów
- Nadmierne zmęczenie
- Bezsenność
- Rozdrażnienie
- Osłabienie pamięci itd.

3. Podstawowe wielkości charakteryzujące wibracje wyznaczane na stanowisku pracy:


- Przemieszczenie (wychylenie)
- Prędkość drgań
- Przyspieszenie drgań

Wartości dopuszczalne dla drgań na stanowisku pracy zależą nie tylko od rodzaju drgań (ogólne czy miejscowe) oraz charakteru drgań ale od kierunku drgań (x, y, z) i płci osoby narażonej. Zatem w celu oceny narażenia pracownika na drgania na danym stanowisku pracy należy rozpatrzyć i uwzględnić wszystkie wymienione czynniki, tak aby do oceny wybrać prawidłową dla danych warunków wartość dopuszczalną.

4. Metody ograniczania zagrożeń drganiami mechanicznymi


a) Techniczne
- Minimalizowanie drgań u źródła ich powstania (zmniejszanie wibroaktywności źródeł)
- Minimalizowanie drgań na drodze ich propagacji
- Automatyzacja procesów technologicznych i zdalne sterowanie źródłami drgań

b) Organizacyjno-administracyjne
- Skracanie czasu narażania na drgania w ciągu zmiany roboczej
- Wydzielanie specjalnych pomieszczeń do odpoczynku
- Przesuwanie do pracy na innych stanowiskach osób szczególnie wrażliwych na działanie drgań
- Szkolenia pracowników w celu uświadomienia ich o występujących zagrożeniach powodowanych ekspozycją na drgania oraz w zakresie możliwej bezpiecznej obsługi maszyn i narzędzi

c) Profilaktyka medyczna- ma na celu eliminowanie przy zatrudnianiu na stanowiska operatorów maszyn i narzędzi wibrujących osób, których stan czynnościowy organizmu odbiega od normy, gdyż odchylenia te pod wpływem drgań mogą ulegać pogłębieniu. W stosunku do osób już pracujących w warunkach narażenia na drgania, powinny być prowadzone badania okresowe w celu możliwie wczesnego wykrywania powstających zmian chorobowych i przesuwania tych pracowników na stanowiska pracy pozbawione narażenia na drgania.
W ramach działań profilaktycznych stosuje się ochrony przeciwwibracyjne w formie: rękawic, pasów, poduszek, rękawów, klęczników i obuwia.
W praktyce w walce z zagrożeniami powodowanymi drganiami mechanicznymi najlepsze rezultaty daje stosowanie kilku wymienionych metod jednocześnie.

*Wg danych statystycznych z ostatnich lat liczba osób zatrudnionych w Polsce w warunkach narażenia na drgania wynosi ok. 100 tys. W warunkach zagrożenia drgań tj. przy przy przekroczonych wartościach dopuszczalnych, ustalonych ze względu na ochronę zdrowia, pracuje ok. 40 tyś osób.

Źródła
  1. Koradecka Danuta., Lipowczan Adam, Drgania mechaniczne (wibracje). Bezpieczeństwo Pracy i Ergonomia, Red D. Koradecka T.1, Warszawa, Centralny Instytut Ochrony Pracy, 1997
  2. E. Engel: Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem, Warszawa PWN 1997
  3. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 17 czerwca 1998r. W sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy Dz. U. 1995 Nr 79, poz. 513
Czy tekst był przydatny? Tak Nie

Czas czytania: 6 minut