Vibrazioni industriali generali: classificazione, tipi e sua interazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le vibrazioni di produzione rappresentano un pericolo sia per la salute umana che per le strutture degli edifici e le apparecchiature di processo. Sotto l'influenza delle vibrazioni meccaniche, l'usura delle macchine è accelerata, il periodo di tempo tra le loro riparazioni è ridotto e la precisione degli strumenti di misura e delle apparecchiature di controllo è ridotta. Trasmesse attraverso solide fondamenta, le vibrazioni interessano anche altri locali non produttivi e il personale addetto alla manutenzione. La valutazione delle fluttuazioni dannose è inclusa nel sistema di valutazione sanitaria e igienica delle condizioni di lavoro.

Concetto generale

Le vibrazioni di produzione sono il risultato della vibrazione meccanica delle macchine operatrici, del movimento dei fluidi e di altre influenze sbilanciate. Un aumento del livello di vibrazione ha un impatto negativo sulla salute umana, riducendone le prestazioni e con un'esposizione prolungata provoca malattie professionali. Pertanto, le questioni relative alla lotta alle vibrazioni meccaniche nei servizi igienico-sanitari sono di particolare importanza.

Le vibrazioni possono essere trasmesse ad una persona sia direttamente attraverso il contatto con attrezzature o strumenti,e indirettamente - attraverso gli elementi dei locali industriali. I requisiti per il controllo di questo fattore sfavorevole e dei suoi valori massimi consentiti sono stabiliti in una serie di documenti normativi (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 e altri).

Viste

La classificazione delle vibrazioni industriali viene effettuata in base a diversi criteri:

1. Per localizzazione:

• Generale. Tale vibrazione colpisce il sistema nervoso, muscolo-scheletrico, cardiovascolare, il tratto gastrointestinale (dolore allo stomaco o nella regione epigastrica inferiore). Con l'esposizione prolungata, possono verificarsi malattie da vibrazione - una patologia incurabile.
• Locale (locale), trasmessa agli arti di una persona quando è appoggiata su una superficie vibrante.

2. Per origine:

• Per le fluttuazioni locali: da utensili manuali o non.
• Per vibrazioni generali: Categoria I, II e III (descritte di seguito).

3. Direzione nello spazio: oscillazioni X, Y, Z. I più pericolosi sono quelli diretti lungo l'asse del corpo.

4. Spettro:

• Banda stretta (il livello di vibrazioni di un terzo di ottava da controllare è di 15 dB superiore rispetto alle sezioni vicine della stessa ampiezza).
• Banda larga (il loro spettro è continuo per più di 1 ottava).

5. Frequenza:

• Bassa frequenza (<4 e <16 Hz rispettivamente per le vibrazioni generali e locali).
• Media frequenza(<16 e <63 Hz); o alta frequenza (rispettivamente <63 e <1000 Hz).

6. Per durata:

• Permanente.
• Periodico (fluttuante, intermittente, impulsivo).

Tipi di vibrazioni industriali generali

Le vibrazioni generali per sorgente sono divise in 3 tipi:

1. Trasporti (macchine come trattori, trasporto di mine, mietitrebbie, camion, spazzaneve sono i più soggetti a essi);
2. Trasporti e tecnologici (che si verificano durante lo spostamento lungo la superficie di locali industriali - escavatori, gru, macchine riempitrici per pavimenti per carico carico nella fornace, materiale rotabile per la costruzione e riparazione della ferrovia, finitrici in calcestruzzo e altre attrezzature).
3. Tecnologico, derivante da apparecchiature fisse (macchine, presse, pompe, ventilatori, impianti di perforazione, chimici e petrolchimici e altri).

Caratteristiche

Gli indicatori principali che descrivono vari tipi di vibrazioni industriali sono i seguenti:

• Frequenza circolare (numero di oscillazioni al secondo). Quando si misurano le vibrazioni, lo spettro delle vibrazioni è suddiviso in bande di frequenza, per ciascuna delle quali viene stimata l'intensità. Per questo vengono utilizzati filtri di ottava, la cui larghezza di banda nominale è pari a un'ottava.
• Ampiezza (deviazione massima) del movimento di vibrazione.
• Il valore più alto o efficace della velocità e dell'accelerazione della vibrazione.

Fonti

Le sorgenti di vibrazione di produzione, a seconda del tipo di vibrazioni generali, includono:

• banda stretta - veicoli edili, tram, trattori, mietitrici, tram, vagoni ferroviari e locomotive;
• poliarmoniche (che cambiano secondo una legge periodica) - macchine per la lavorazione dei metalli e del legno, motori a combustione interna, turbine idrauliche e generatori, compressori, macchine tessili, vibroconvogliatori;
• casuale e poliarmonico: perforatrici, gru, martelli pneumatici e perforatrici da roccia, macchine per l'estrazione della terra e del carbone.

La vibrazione locale è generata da strumenti come:

• rotativo (smerigliatrici e lucidatrici, motoseghe);
• avvitatori a impulsi rotanti;
• percussioni (martelli, rivettatrici);
• rotativo a impatto (utensili meccanizzati per l'estrazione mineraria, perforatori);
• pressione (forbici con più di 500 colpi al minuto).

Cippatrici, rivettatrici, tronchesi, smerigliatrici e altri lavoratori per metalli sono esposti a questa vibrazione.

Motivi

La causa delle vibrazioni sono effetti di forza sbilanciati - alternati o rotazionali; interazioni d'urto in ingranaggi, cuscinetti volventi, valvole di motori e compressori, manovelle. Vibrazioni meccaniche possono verificarsi anche in impianti e linee robotiche.

Come fattori di design e tecnologia,locali industriali che causano vibrazioni, si possono distinguere i seguenti:

• disposizione errata delle basi e delle fondamenta delle apparecchiature;
• eccessiva rigidità delle strutture (fissaggio di piattaforme di lavoro, sedili, comandi e altri elementi);
• caratteristiche di progettazione delle apparecchiature;
• errori tecnologici nella fabbricazione dei componenti (squilibrio di volani rotanti, alberi, errori nella fabbricazione delle parti);
• scarsa installazione delle apparecchiature in loco;
• aumento del carico o della velocità durante il funzionamento;
• Manutenzione preventiva programmata intempestiva delle apparecchiature.

Effetto sul corpo umano

L'impatto delle vibrazioni industriali sulla salute umana è complesso:

• disturbi ossei e articolari - lesioni distrofiche della colonna vertebrale (osteocondrosi, spondilosi), diminuzione della densità ossea (osteoporosi);
• deterioramento dell'immunità cellulare e umorale;
• malattie cardiovascolari (angiospasmo - restringimento dei vasi sanguigni, alterata circolazione sanguigna e nutrizione dei tessuti, sviluppo di stasi venosa);
• microtraumatizzazione dei tessuti;
• diminuzione dell'attività degli enzimi di difesa antiossidanti;
• neuropatia.

Con la vibrazione locale prolungata, si avverte intorpidimento delle dita, si sviluppano malattie delle articolazioni e nevrosi delle estremità. La vibrazione generale colpisce anche l'apparato vestibolare, il tratto gastrointestinale, gli organisensi (diminuzione dell'acuità visiva e dell'udito) e altri sistemi. Le vibrazioni più dannose sono quelle la cui frequenza è nell'intervallo 3-30 Hz, poiché i loro valori sono vicini alle vibrazioni naturali degli organi umani (c'è un fenomeno di risonanza). Vibrazioni con una frequenza di 6-9 Hz possono causare la rottura degli organi interni.

La gravità dell'influenza delle vibrazioni meccaniche dipende dai seguenti fattori:

• composizione spettrale;
• direzione;
• sito di impatto;
• durata.

Malattia da vibrazioni

L'influenza sistematica delle vibrazioni industriali contribuisce all'insorgere di malattie da vibrazione. È curabile solo nelle prime fasi. Successivamente, se si verificano cambiamenti irreversibili negli organi interni, è impossibile liberarsene.

Come segni soggettivi, questa patologia si manifesta sotto forma dei seguenti sintomi:

• vertigini, mal di testa, "mosche" lampeggianti negli occhi;
• dolore esplosivo alle braccia, peggio di notte;
• intorpidimento, brividi, biancore, gonfiore delle dita; bruciando, formicolando in loro;
• brutto sogno;
• sentirsi peggio;
• diminuzione delle prestazioni.

Anche altri segni sono caratteristici:

• ipotensione;
• insufficienza multiorgano causata da insufficiente afflusso di sangue (nella fase di scompenso);
• frequenza cardiaca ridotta;
• disturbi metabolici (ipotiroidismo e altre patologie);
• diminuzionesensibilità;
• angiodistonia;
• patologie dell'apparato locomotore (miofibrosi, artrosi) e altre.

Razionamento

Il razionamento delle vibrazioni di produzione viene effettuato al fine di escludere la possibilità di malattie da vibrazione nei lavoratori e nei dipendenti. I parametri controllati sono regolati da GOST 12.1.012-90, che contiene tabelle con valori restrittivi degli indicatori principali.

Le norme sanitarie di vibrazione industriale di tipo generale e locale sono normalizzate in funzione dei valori geometrici medi della frequenza di oscillazione. Esistono diverse classi di pericolo in cui è possibile l'insorgenza di malattie da vibrazione. Il primo corrisponde al livello più minimo (condizioni di lavoro ottimali), al quale non c'è contatto con le vibrazioni generali e locali.

Le misure sanitarie e igieniche per prevenire le conseguenze negative delle vibrazioni meccaniche includono la certificazione dei luoghi di lavoro, la supervisione sanitaria preliminare e attuale, il controllo sull'uso dei dispositivi di protezione individuale (guanti antivibranti, scarpe).

Metodi

Ci sono diversi metodi per valutare le vibrazioni industriali:

• frequenza - viene misurato lo spettro di vibrazione (i valori quadrati medi della velocità di vibrazione e dell'accelerazione sono calcolati in bande di frequenza complete o 1/3 dell'intervallo);
• stima totale (integrale) per frequenza (valore corretto della velocità di vibrazione e dell'accelerazione o loro indicatori logaritmici);

integrale, tenendo conto della durata dell'effetto della vibrazione per il valore equivalente

I fattori di peso sono scelti secondo le raccomandazioni di CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Strumenti

La misura delle vibrazioni meccaniche in condizioni di lavoro viene effettuata utilizzando i seguenti strumenti:

• vibrometri (IShV-1, Assistant, VShV-003, modelli di Brüel & Kjær e altri);
• filtri peso e passa-banda;
• sensori di vibrazione (serie DN prodotta da Vibropribor, Brüel & Kjær e altri);
• fonometri (per rilevare livelli equivalenti nelle comuni bande di frequenza);
• registratori di livello;
• magnetografi per la registrazione delle vibrazioni al fine di condurre analisi di frequenza, calcolare il livello equivalente.

I punti di misurazione vengono selezionati su superfici a contatto con il corpo umano. Se il posto di lavoro non è permanente, il controllo viene eseguito almeno in 3 punti con la massima vibrazione. Per misurare le vibrazioni generali, vengono scelti strumenti con una sensibilità maggiore. I sensori di vibrazione sono installati su tre piani reciprocamente perpendicolari.