振动的危害及防护

三、振动的危害

1）振动对神经系统的影响。振动对人体的影响，较早地表现在神经系统：①大脑皮层机能减弱，如出现脑电图异常，条件反射潜伏期及运动时值延长；② 脊髓中枢受影响，可出现膝反射亢进或消失；③ 植物神经受影响，表现为组织营养障碍，如指甲松脆，或因植物神经功能被扰乱而影响到其它内脏；④ 前庭器官受影响，会引起前庭器官的壶腹背纤维细胞和耳石膜的退行改变，致使前庭功能兴奋性异常；⑤ 皮肤感觉出现紊乱，其中尤以振动感觉和痛觉的改变最明显。

（2）振动对心血管系统的影响。主要有：①周围毛细血管张力的改变，是振动作用引起的极其明显的体症。振动能使周围血管神经调节机能发生障碍，使末梢血管呈现痉挛、短小，而后呈无力状态而扩张、扭曲；②受振动作用的手指掌面皮温度较正常人低2～5℃；③ 心肌能改变，最主要的变化是节律与传导系方面的异常，其中心动过缓者占受检人数的42.5％，且多伴有以窦性心律不齐。传导系方面的异常以心房内、心室内、心房室间传导阻滞为多见。

（3）振动对骨质的影响。骨质的改变一般发生较晚，大多数人要在强振动环境中生活4～5年才出现。最常见的是囊样改变、尺骨矩状突和各种变形性骨关节病。其次为末指指骨管养性破坏、肩关节周围炎、桡骨茎突炎、局限性骨质硬化、骨质疏松及外生骨疣等。

（4）振动对听觉的影响。振动对听觉造成的损伤与噪声不同，噪声听力损伤以高频3000～4000Hz为主；振动性听力损伤则以低频125～250Hz为主。长期的振动能使耳蜗顶部受损伤，使耳蜗螺旋神经节细胞发生萎缩性病变，导致语言听力下降。

（5）振动引起的人体机能障碍。一般以性机能下降、气体代谢增加等机能障碍较为多见。妇女则有子宫下垂、流产及异常分娩等。

三、振动的防治

振动不仅影响和危害在振源附近操作的工人，而且还会通过地面传递到远处，造成对周围环境的干扰，成为一种公害。因此对于振动必须采取有效措施加以防治。首先应确认有振动问题的地点，找出振源，了解产生振动的原因，再研究降低振动的方法，实施最有效的措施。

一般而言，解决振动问题可从两方面考虑，一是必须防止振动能量在振源和辐射能量的表面之间的传递；二是必须分散或减弱机器结构中某处的能量。前者称隔振，后者称减振。

1. 隔振

隔振（vibration isolation）就是将振动源与基础或其他物体的刚性连接改成弹性连接，以隔绝或减弱振动能量的传递，从而实现减振降

噪的目的。

2. 减振

金属薄板振动，如空气动力机械的管壁，机器的外壳，车体和船体等一般均由薄金属板制成，当设备运行时，这些薄板都会产生振动，进而辐射噪声，象这类由金属板结构振动引起的噪声称之为结构噪声。对于这种金属板辐射噪声的有效控制方法，一是在设计上，尽量减少其噪声辐射面积，去掉不必要的金属板面；二是在金属结构上涂敷一层阻尼材料，利用阻尼材料抑制结构振动、减少噪声，这种方法我们称之为阻尼减振（vibration damping）。

阻尼是指阻碍物体作相对运动，并把运动能量转变为热能的一种作用。一般金属材料，象钢、铝、铜等固有阻尼都小，所以，常常通过外加阻尼材料的方法来增大阻尼。阻尼在抑制振动过程中的主要作用有：衰减沿结构传递的振动能量；减弱共振频率附近的振动。

什么是阻尼材料？阻尼材料就是一些内损耗、内摩擦大的粘滞性材料，如沥清、软橡胶以及其他一些高分子涂料。采取阻尼措施之所以能够降低噪声，其机理在于：

（1）减弱了金属板弯曲振动的强度。当金属发生弯曲振动时，其振动能量迅速传给紧密涂贴在薄板上的阻尼材料，引起阻尼材料内部的摩擦和互相错动。由于阻尼材料的内损耗内摩擦大，使相当部分的金属板振动能量变成热能而耗散掉，从而减弱了薄板的弯曲振动。

（2）缩短了薄板被激振后的振动时间。

3. 动力吸振器

对于机械设备被某一固定干扰频率激发的振动，可通过在机械设备上附加一个振动系统的办法，使干扰频率激发的振动得以降低，称为动力吸振器（dynamic vibration absorber）。

振动的危害及防护

生产中由生产工具、设备等产生的振动称生产性振动。在生产中接触到的振动源有：（1）铆钉机、凿岩机、风铲等风动工具；（2）电钻、电锯、林业用油锯、砂轮机、抛光机、研磨机、养路捣固机等电动工具；（3）内燃机车、船舶、摩托车等运输工具；（4）拖拉机、收割机、脱粒机等农业机械。

振动对人体各系统均可生产影响，按其作用于人体的方式，可分为全身振动和局部振动。生产中常见的职业性危害因素是局部振动。局部振动亦谓手传振动。表现出对人体组织的交替压缩与拉抻，并向四周传播。振动在人体组织中传导性的大小顺序是：骨、结缔组织、软骨、肌肉、腺体和脑组织。振动对人体各系统影响表现在：（1）引起脑电图改变；条件反射潜伏期改变；交感神经功能亢进；血压不稳、心律不稳等；皮肤感觉功能降低，如触觉、温热觉、疼

觉，尤其是振动感觉最早出现迟钝。（2）40～300Hz的振动能引起周围毛细血管形态和张力的改变，表现为末梢血管痉挛、脑血流图异常；心脏方面可出现心动过缓、窦性心律不齐和房内、室内、房室间传导阻滞等。（3）握力下降（4）40Hz以下的大振幅振动易引起骨和关节的改变，骨的X光底片上可见到骨贸形成、骨质疏松、骨关节变形和坏死等。（5）振动引起的听力变化以125～250Hz频段的听力下降为特点，但在早期仍以高频段听力损失为主，而后才出现低频段听力下降。振动和噪声有联合作用。（6）长期使用振动工具可产生局部振动病。局部振动病是以末梢循环障碍为主的疾病，亦可累及肢体神经及运动功能。发病部位一般多在上肢末端，典型表现为发作性手指变白（简称白指）。我国1957年就将局部振动病定为职业病。

影响振动作用的因素是振动频率、加速度和振幅。人体只对1～1000Hz振动产生振动感觉。频率在发病过程中有重要作用。30～300Hz主要是引起末梢血管痉挛，发生白指。频率相同时，加速度越大，其危害亦越大。振幅大，频率低的振动主要作用于前庭器官，并可使内脏产生移位。频率一定时，振幅越大，对机体影响越大。寒冷是振动病发病的重要外部条件之一，寒冷可导致血流量减少，使血液循环发生改变，导致局部供血不足，促进振动病发生。接触振动时间越长，振动病发病率越高。工间休息对预防振动病有积极意义。人对振动的敏感程度与身体所处位置有关。人体立位时对垂直振动敏感；卧位时对水平振动敏感。有的作业要采取强制体位，甚至胸腹部或下肢紧贴振动物体，振动的危害就更大。加工部件硬度大时，工人所受危害亦大，冲击力大的振动易使骨、关节发生病变。

为保护工人的身体健康，必须对振动危害加以控制，其主要途径如下：

改革工艺，从根本上取消和减少手持风动工具的作业，用液压、焊接、粘接代替铆接；改进风动工具，采用有效减振措施，改革工具排气口的位置；采用自动、半自动操纵装置，以减少肢体直接接触振动体；手持振动工具者，应戴双层衬垫无指手套或衬垫泡沫塑料无指手套，并注意保暖防寒；对新工人应作就业前体检，有血管痉挛和肢端血管失调及神经炎患者，禁止从事振动作业；对接触振动的作业工人应定期体检，间隔时间应为2～3年；对振动病患者应给予必要的治疗，对反复发作者应调离振动作业岗位。