Лекція 5. Фізіологічні реакції організму людини на трудові навантаження та умови праці

План

Лекція 4. Фізіологія рухового апарату людини і раціоналізація трудових процесів

Мета: вивчити будову рухового апарату людини, визначити його функції. Дослідити зв’язок «м’язова сила - витривалість», визначити вплив робочої пози на м’язову витривалість працівника, також виділити сучасні фізіологічні принципи раціоналізації трудових процесів.

1. Загальні відомості про будову рухового апарату людини та його функції

2. М’язова сила та витривалість

3. М’язова діяльність и робоча поза працівника

4. Фізіологічні принципи раціоналізації трудових процесів

Література: [3, 8, 16, 24, 27]

1. Загальні відомості про будову рухового апарату людини та його функції. Найбільш загальним проявом життєдіяльності організму, основним засобом пристосування його до зовнішнього середовища є рухова діяльність. Рухи здійснюються за допомогою рухового апарату. Руховим апаратом називається сукупність тканин і органів, які забезпечують переміщення людини у просторі та її активні дії, спрямовані на предмети зовнішнього світу. Руховий апарат людини у процесі праці розглядається, з одного боку, як джерело енергії, а з іншого – як робоча машина, що змінює завдяки рухам предмет праці.

Функціонально до складу рухового апарату входять нервові клітини головного і спинного мозку – мотонейрони та їх аксони, а також кістково-м’язова система.

У складному руховому апараті людини керівну і регулювальну функцію виконує центральна нервова система. Роль кістково-м’язових органів є виконавчою.

Кісткова система, або скелет, складається з 208 кісток, які надають форму тілу, слугують опорою організму і захищають внутрішні органи. Зв’язки і суглоби з’єднують кінці двох кісток і в місцях рухливих з’єднань забезпечують різні рухи кісток. Кістки під час виконання рухів слугують важелями, тобто відіграють пасивну роль.

Активну функцію під час рухів виконують скелетні м’язи, які сухожиллями прикріплені до кісток скелета. Вони складаються з м’язових клітин, які називаються волокнами. У складі кожного м’яза налічується від сотні до десятків тисяч волокон. М’язове волокно має такі властивості:

- збудливість – здатність відповідати збудженням на подразнення;

- провідність – здатність проводити збудження в обидва боки від місця подразнення по всій своїй довжині;

- скорочуваність – здатність під час збудження скорочуватися або змінювати рівень напруження [8].

За наявності протидії скороченню м’язи розвивають певне напруження, силу, під дією якої кістки змінюють своє положення. Розрізняють червоні і білі м’язові волокна, які відрізняються функціональними властивостями. У червоних волокнах швидкість проведення збудження вдвічі менша, а тривалість збудження в п’ять разів більша, ніж у білих. Тому червоні м’язові волокна називають повільними, або тонічними, а білі – швидкими, або тетанічними.

Скелетні м’язи виконують такі функції:

- переміщують тіло у просторі (ходьба, біг);

- переміщують частини тіла відносно одна одної (рухи ніг, рук, голови);

- підтримують позу тіла.

У м’язах і сухожиллях розміщені рухові рецептори, які збуджуються під час рухів і напружень, сприймають скорочення і розслаблення м’язових волокон.

Основним функціональним елементом рухового апарату є рухова одиниця.

Вона складається з мотонейрона та іннервованих ним м’язових волокон. Аксон, що відходить від мотонейрона, при підході до м’яза розгалужується, утворюючи кінцеві гілочки, кожна з яких за допомогою синапсу з’єднується з м’язовим волокном. Передача збудження з нерва на м’язове волокно викликає його скорочення. Отже, один мотонейрон іннервує цілу групу м’язових волокон.

Кожна рухова одиниця викликає скорочення лише окремих волокон м’яза. Мотонейрони, які іннервують волокна одного м’яза, утворюють мотонейронний пул. Його функція полягає в дозуванні сили скорочення всього м’яза та виборі таких мотонейронів, діяльність яких необхідна в даний момент.

Усі рухові одиниці поділяються на великі й малі. Велика рухова одиниця складається з великого мотонейрона з товстим аксоном, який розгалужується на велику кількість гілочок та іннервує сотні і навіть тисячі м’язових волокон. Мала рухова одиниця складається з маленького мотонейрона з тонким аксоном, що утворює невелику кількість гілочок і, відповідно, іннервує невелику кількість м’язових волокон (усього кілька десятків). Великі рухові одиниці – швидкі, здатні розвивати короткочасно велику силу і виконувати швидкі рухи. Малі рухові одиниці – повільні, розвивають невеликі зусилля і здатні до тривалої роботи.

Наявність різних рухових одиниць забезпечує залучення до роботи тих, участь яких найефективніша, а також сприяє боротьбі з утомою.

Від режиму активності рухових одиниць залежить м’язове напруження. Сама ця активність залежить від частоти імпульсації, що надходить із мотонейрона. Чим більша частота імпульсів, тим більшою є активність рухової одиниці і тим більше напруження виникає в її м’язових волокнах. М’язове напруження здійснюється завдяки погодженню активності різних рухових одиниць. Останні можуть скорочуватися одночасно або почергово. Синхронне скорочення групи рухових одиниць забезпечує більше напруження. У разі асинхронної роботи рухових одиниць підтримується постійність напруження, рухи більш плавні. Тому у процесі праці більшість рухових одиниць працює асинхронно. У разі стомлення вони починають працювати синхронно, що виявляється в порушенні точності рухів, тремтінні рук.

Скорочення м’язів пов’язане з перетворенням хімічної енергії на механічну і теплову. Основними речовинами, які забезпечують скорочення, є білки – актин і міозин, а джерелом хімічної енергії – аденозинтрифосфорна кислота (АТФ), вуглеводи, білки, жири та кисень.

Оскільки м’язи прикріплені сухожиллями до кісток скелета, то під дією м’язової сили останні в суглобах можуть змінювати своє положення.

Переважна більшість робіт виконується м’язами пальців руки, кисті, ліктя, передпліччя; рідше – спини, і ще рідше – ноги. Отже, рука є основним робочим органом людини. Вона являє собою робочий механізм, тобто коли привести її в дію, дає відповідний ефект. Проте робочий механізм людини відрізняється від технічних систем, оскільки налічує відносно невелику кількість рухових пристосувань і водночас здатний виконувати найрізноманітніші рухи.

З механічного погляду виконавчий орган рухового апарату людини являє собою сукупність двох ланок, з’єднаних між собою суглобом, які взаємно обмежують рух. Це так звана кінематична пара. Прикладами кінематичних пар є плече-передпліччя, лопатка-плече, стегно-гомілка, які з’єднані відповідно променево-ліктьовим, лопатково-плечовим, колінним суглобами. У суглобах відбуваються різні рухи. Проте окремі суглоби залежно від анатомічної будови мають різні можливості для здійснення рухів. Розрізняють одновісні, двовісні й тривісні суглоби, що відповідає одному, двом і трьом ступеням свободи рухів. Ступінь свободи рухів – це напрям, в якому може рухатися тіло.

Одновісними є плечо-ліктьовий суглоб, міжфалангові з’єднання, в яких можливе переміщення лише в одній площині (згинання-розгинання). До двовісних суглобів належать променево-зап’ястний, плечо-променевий, п’ястно-фаланговий, які мають два ступені свободи рухів (згинання-розгинання, приведення-відведення). Три ступені свободи рухів мають лопатково-плечовий і тазо-стегновий суглоби. У них можливі згинання-розгинання, приведення-відведення, а також кругові рухи навколо поздовжньої осі.

Рука людини побудована з трьох лінійних ланок: плеча, передпліччя і кисті. Під час виконання рухів представляє собою відкритий кінематичний ланцюг, який складається з послідовно з’єднаних кінематичних пар. Відкритим він є тому, що має вільний рухливий кінець. У відкритому кінематичному ланцюгу кількість ступенів свободи останньої ланки дорівнює сумі ступенів свободи всіх ланок, які утворюють цей ланцюг. Кисть руки відносно лопатки має сім ступенів свободи, оскільки три ступеня свободи має плечова кістка відносно лопатки; один ступінь свободи має ліктьова кістка відносно плечової; три ступеня свободи має кисть разом з променевою кісткою відносно ліктьової. Практично це означає, що кисть руки в межах довжини верхньої кінцівки має необмежену свободу рухів, оскільки, за законами механіки, абсолютно вільне тіло має шість ступенів свободи (може рухатися в трьох взаємно перпендикулярних напрямах і обертатися навколо трьох взаємно перпендикулярних осей) [16].

Загальна кількість ступенів свободи рухів у людини перевищує сотню.

Рухи в окремих ізольованих суглобах одноманітні. У процесі праці трудові дії являють собою, як правило, складні поєднання рухів у кількох суглобах. При цьому відбувається як чергування, так і одночасне виконання рухів у різних суглобах. Трудові рухи набувають своєї визначеності завдяки тому, що одночасно не використовуються всі наявні ступені свободи, а вибираються лише ті, які відповідають виконанню даного конкретного завдання. Забезпечується ця вибірковість центральною нервовою системою, яка встановлює порядок і послідовність використання рухового апарату, виконуючи координаційну функцію. Надлишкові ступені свободи рухів виключаються процесом гальмування.

Завдяки інтегративній функції центральної нервової системи руховий апарат людини діє як складна саморегульована система. До скелетних м’язів підходять змішані нерви, які мають у своєму складі еферентні, чутливі і вегетативні нервові волокна. Еферентні нервові волокна, передаючи збудження, викликають скорочення або розвиток напруження скелетних м’язів; чутливі – передають до центральної нервової системи інформацію про результати дій, напруження і рухи окремих ланок; вегетативні – про характер обмінних процесів у м’язах, кровообіг. Завдяки такій сигналізації вносяться корективи до виконання рухів, регулюється робота внутрішніх органів.

2. М’язова сила і витривалість.

Важливим показником функціонального стану рухового апарату людини є м’язова сила. Вона характеризується максимальним напруженням, яке здатні розвинути м’язи під час збудження. Поодиноке подразнення викликає поодиноке збудження м’яза. Сила такого збудження залежить від кількості м’язових волокон, які входять до складу рухової одиниці, – чим більше волокон, тим більшою є сила скорочення.

Поки частота подразнення м’яза не перевищує певної величини, м’яз відповідає на кожне подразнення поодиноким скороченням. Збільшення частоти подразнень спричинюється до того, що серія скорочень м’яза зливається в одне, так зване тетанічне скорочення. При тетанічному скороченні напруження м’язових волокон більше, ніж при поодиноких.

Отже, максимальна сила м’яза залежить від кількості і товщини його волокон, частоти нервових імпульсів, швидкості м’язових скорочень і відбувається тоді, коли в роботу включені всі рухові одиниці за повного тетанусу. Сила людини характеризується здатністю переборювати зовнішню протидію за рахунок м’язових зусиль. Вона залежить від віку і статі, здоров’я та емоційного стану.

Для вимірювання м’язової сили застосовують динамометри: кистевий і становий. Максимальна сила кисті, кгс обчислюється як середнє арифметичне трьох здавлювань динамометра з максимальною силою через одну хвилину.

Розвиваючи напруження і скорочуючись, м’яз здатний виконувати механічну роботу. Найбільшу роботу він виконує за середніх навантажень і середніх швидкостей. Це явище дістало назву закону середніх навантажень.

Середні навантаження і середні швидкості скорочення різні для різних м’язів, що необхідно враховувати при розробці норм і організації праці.

Ефективність використання рухового апарату людини у процесі праці залежить не лише від її м’язової сили, а й від витривалості. М’язова витривалість – це здатність тривалий час підтримувати зусилля на постійному рівні. Максимальна м’язова витривалість визначається підтриманням максимального зусилля протягом однієї хвилини. Фіксується значення максимального зусилля на початку і через одну хвилину.

Напруження на максимальному рівні можливе лише протягом короткого часу, тому витривалість практично не може визначатися на рівні максимального зусилля. Витривалість до статичних навантажень оцінюється часом підтримання людиною зусилля на рівні 50–75% максимального. Витривалість до динамічного навантаження визначається тривалістю виконання ритмічної роботи на рівні половини максимального зусилля в темпі один раз за одну секунду.

Оцінка витривалості м’язів зводиться до визначення коефіцієнта Кз.с.з зниження статичного зусилля. Для цього визначають, на скільки знизилось максимальне напруження м’яза через одну хвилину і відносять це значення до середньої абсолютної величини напруження.

Співвідношення між м’язовою силою і витривалістю людини характеризує її працездатність. Вимірювання м’язової сили і визначення коефіцієнта статичного зусилля у працівників протягом робочого дня дозволяють оцінити динаміку їх працездатності і рівень фізичного напруження праці. Якщо зниження витривалості працівника не перевищує 10% порівняно з доробочим рівнем, то така праця характеризується незначним фізичним напруженням; від 10–35% – середнім, понад 35% – сильним напруженням [27].

Між м’язовим напруженням і витривалістю існує обернено пропорційна залежність. При збільшенні навантаження тривалість виконання роботи зменшується. Доведено, що збільшення навантаження вдвічі супроводжується зменшенням тривалості роботи в 4 рази. Отже, з фізіологічного погляду м’язи людини дають більший ефект за середніх навантажень і нормальної інтенсивності.

3. М’язова діяльність і робоча поза працівника. У процесі праці людина виконує різноманітні рухи, пов’язані як з переміщенням предметів і знарядь праці з певною швидкістю та переборенням певної їх протидії, так і з урівноважуванням якоїсь протидії за умови нерухомого положення частин тіла (утримання вантажу, тиск на нерухому поверхню, здавлювання). Режими м’язової діяльності при цьому різні. Розрізняють три такі режими [3]:

- ізотонічний, коли напруження м’яза залишається постійним, а довжина його змінюється (зменшується);

- ізометричний, коли довжина м’яза залишається постійною, а напруження зростає;

- ауксотонічний (змішаний), коли м’яз змінює напруження і скорочується (найпоширеніший).

Робота, при якій напруження м’язів розвивається без зміни їх довжини і без активного переміщення у просторі рухових ланок, називається статичною. Статичні напруження людини у процесі праці пов’язані з підтриманням в нерухомому стані предметів і знарядь праці, а також підтриманням робочої пози.

Залежно від характеру діяльності мускулатури статична робота поділяється на два види:

- статична робота, яка здійснюється шляхом активної протидії силам, що виводять тіло або його частини з рівноваги. Збереження рівноваги досягається внаслідок тетанічного напруження м’язів під дією потужних нервових імпульсів і пов’язане з великими витратами енергії;

- статична робота, при якій тіло, змінюючи позу, знаходить нове положення рівноваги і пристосовується до діючих на нього сил. Така робота забезпечується особливим станом мускулатури – тонусом. При тонусі м’язова робота виконується під дією слабих нервових імпульсів, характеризується меншими затратами енергії і може тривати довгий час.

Робота, при якій напруження м’язів супроводжується зміною їх довжини і переміщенням в просторі тіла або якоїсь ланки рухового апарату, називається динамічною. На відміну від статичної роботи, яка вимірюється часом підтримання м’язового напруження (кгс/с), динамічна робота вимірюється показниками механічної роботи – кілограмометрами (кг • м), тобто має зовнішній ефект.

Водночас більш втомливою є статична робота, оскільки постійне напруження однієї і тієї ж м’язової групи супроводжується зменшенням у ній кровообігу, що не забезпечує своєчасного окислення продуктів розпаду. Під час динамічної роботи м’язові напруження перегруповуються, що сприяє відновленню працездатності м’язів у процесі праці.

Доведено, що напруження при статичній роботі в 5 разів перевищує напруження, викликане динамічною роботою. На відновлення енергії в разі статичної роботи необхідно в 3–4 рази більше часу, ніж у разі динамічної. Тому статичне навантаження, яке виникає при маніпулюванні органами керування, не повинно перевищувати 15% максимального зусилля руки (ноги) за даної робочої пози.

При зусиллях понад 25% від максимального втома настає через 5 хв, а при зусиллях, що перевищують 50% максимального, м’яз витримує статичне напруження не довше як 1 хв.

Динамічна робота – найпоширеніший вид діяльності рухового апарату людини у процесі праці. За сучасних умов науково-технічної революції динамічна робота характеризується швидкими, точними, координованими рухами. Динамічна робота завжди поєднується зі статичною роботою, і при цьому утворюються складні рухові ансамблі. Наприклад, механізована праця верстатника характеризується координованими динамічними рухами рук і великим статичним напруженням ніг, точністю вимірювань і напруженням зорового аналізатора.

Залежно від об’єму м’язової маси, яка використовується у процесі праці, розрізняють три види робіт:

- локальна, в якій бере участь менш ніж третина м’язів;

- регіональна, коли задіяні від однієї до двох третин м’язів;

- загальна, коли активні більш як дві третини м’язів.

В зв’язку з механізацією та автоматизацією виробництва переважаючими стають локальні та регіональні м’язові навантаження на працівника. Проте в народному господарстві все ще застосовується важка фізична праця із загальними м’язовими навантаженнями.

Науково-технічний прогрес зумовлює такі особливості рухової діяльності працівників, як обмеження загальної рухливості, збільшення статичних напружень, одноманітність робочих операцій і рухів, що породжує монотонність праці. Обмежена рухова активність (гіподинамія) негативно впливає на діяльність усіх органів і систем людського організму, призводить до швидкої втоми і слабості, тобто комплексу зрушень, названих гіпокінетичною хворобою.

Зменшення негативних наслідків впливу цих факторів на організм працівника досягається завдяки раціоналізації робочої пози і робочого місця, трудового процесу і трудових рухів.

Робоча поза – це основне положення тіла працівника в просторі. Зручна робоча поза має забезпечувати стійкість положення корпуса, ніг, рук, голови працівника під час роботи, достатній обзір робочого місця, свободу дій і швидку зміну робочих рухів, зручність для розвитку необхідних м’язових зусиль, мінімальні затрати енергії та максимальну результативність праці. Раціональна робоча поза має важливе значення для збереження здоров’я працівника, оскільки тривале перебування його в незручній і напруженій позі може призвести до таких захворювань, як сколіоз (викривлення хребта), варикозне розширення вен, плоскостопість тощо. Установлено, що робота в зігнутому положенні збільшує затрати енергії на 20%, а при значному нахиленні – на 45% порівняно з прямим положенням корпуса. Зігнута поза, так звана поза «навпочіпки» відноситься до незручних поз. Зручною вважається робоча поза, яка відповідає характеру виконуваної роботи і вимогам гігієни та фізіології праці.

Зручність робочої пози залежить від положення центра ваги тіла, площі опори і тонічних напружень м’язів. Регулюється поза нервовими імпульсами домінуючого рефлексу і постійно змінюється у процесі праці.

Найпоширенішими у процесі праці є пози стоячи і сидячи.

Робоча поза стоячи більш втомлива, ніж сидячи. На одну й ту саму роботу вона вимагає на 10% більше затрат енергії працівника. Це зумовлено тим, що площа опори у позі стоячи менша, ніж в позі сидячи, а центр ваги міститься вище, що вимагає для її підтримання певного напруження м’язів навколо суглобів, тоді як у позі сидячи стійкість тіла висока. Проте тривале перебування працівника в незмінній, навіть і раціональній, позі втомливе, оскільки статично напружені одні й ті самі м’язові групи. Так, під час роботи стоячи велике статичне навантаження припадає на м’язи ніг, спини, таза, яке значно зростає під час підняття та перенесення вантажу. Постійне перебування в позі стоячи призводить до підвищення артеріального і венозного тиску крові, розширення вен на ногах, пошкодження супінів, викривлення хребта. Під час роботи сидячи нижня частина корпуса розслаблена, а основне статичне навантаження припадає на м’язи шиї, спини, таза, стегон. Неправильна поза сидячи може викликати застій крові в ногах, а за великого обсягу роботи для пальців рук – запалення суглобів.

Водночас кожна з робочих поз має свої переваги. Так, робоча поза стоячи забезпечує працівникові максимальний обзір робочої зони, переміщення, доступність до віддалених органів керування, можливість розвивати великі м’язові зусилля. У позі сидячи забезпечується найбільша точність і швидкість рухів [27].

При розв’язанні практичних завдань щодо раціоналізації робочої пози необхідно враховувати такі фізіологічні вимоги:

- зменшувати величину статичних напружень м’язів;

- розподіляти статичні напруження так, щоб основна їх частина припадала на потужнішу мускулатуру;

- більше використовувати робочі пози сидячи та перемінну.

Однак вибір робочої пози залежить від багатьох факторів, врахування яких і визначає її раціональність в конкретних виробничих умовах. Основні з них – маса оброблюваної деталі, величина зусиль, розміри робочої зони, співвідношення між висотою робочої поверхні і ростом працівника, точність рухів, особливості трудового процесу, які зумовлюють рухливість під час роботи.

Так, роботи, які вимагають значних м’язових зусиль і рухів з великою амплітудою, швидше виконуються стоячи.

У разі обслуговування обладнання стоячи працівникові найбільш зручно виконувати роботу при злегка нахиленому корпусі вперед. Зручність робочої пози сидячи визначається оптимальними висотою і глибиною робочої поверхні, наявністю простору для ніг, опорою для рук, можливістю регулювання спинки сидіння по висоті. Раціонально спроектоване робоче крісло створює опору для корпуса працівника, забезпечує достатню рухливість у роботі і рівномірний розподіл маси тіла.

Фізіологічна оцінка робочої пози враховує також і положення рук у процесі праці. Наукою встановлено, що найсприятливіші умови для роботи м’язів, кровообігу створюються тоді, коли кут відведення і кут згинання в плечовому з’єднанні становить 5–15°, а кут згинання у ліктьовому з’єднанні 70–90°. Це означає, що виключається робота з широко розставленими ліктями і витягнутими далеко вперед руками як незручна, недоцільна, втомлива, з великими затратами енергії.

Зміна робочих поз передбачає необхідність дотримання таких вимог:

- зберігати однакове положення працівника відносно робочої поверхні;

- забезпечувати однаковий кут зору і розміщення рук;

- створювати необхідні умови для переходу від однієї пози до іншої.

Для зменшення статичних навантажень необхідно:

- обмежити до мінімуму виконання роботи в незручній позі корпуса і кінцівок;

- виключити тривале виконання роботи в положенні, коли руки розведені в сторони, підняті вгору, витягнуті вперед;

- обмежити час утримання інструменту, матеріалу, перенесення вантажу;

- обмежити час нерухомого положення у процесі виконання роботи або при повільних робочих рухах.

Раціоналізація робочої пози здійснюється стосовно конкретного робочого місця і змісту праці. Робоче місце – це оснащена необхідними технологічними засобами зона, в якій відбувається трудова діяльність одного працівника або групи працівників, які виконують одну роботу або операцію.

Організація робочого місця передбачає його планування, устаткування і створення сприятливих умов праці. При цьому враховуються антропометричні (зріст людини, довжина її рухових ланок), біомеханічні (траєкторія рухів, зона досягнення), психофізіологічні (зона обзору, характер сигналів, що надходять, і розташування приладів, моторні дії і розміщення органів керування) і санітарно-гігієнічні (створення сприятливих умов виробничого середовища та організація відпочинку) вимог. (Біомеханіка – наука, яка вивчає рухи людини з урахуванням законів механіки рухового апарату).

Раціональне планування робочого місця має забезпечити найкраще розміщення знарядь і предметів праці та оргтехніки. Площа робочого місця має бути такою, щоб працівник не робив зайвих рухів і не відчував незручності під час виконання роботи. Важливо передбачити також можливість змінити робочу позу, тобто положення корпуса, рук, ніг. Проте слід виключати або мінімізувати всі фізіологічно неприродні та незручні положення корпуса, такі як:

- нерухоме положення стоячи;

- постійне або часто повторюване положення з кутом нахилу спини, який перевищує 15°;

- зігнуте положення з поворотом корпуса тіла або положення напівсидячи;

- часто повторюване положення з опорою на одну ногу;

- витягування вперед або розведення рук протягом тривалого часу.

Фізіологічна раціоналізація і планування робочих місць, правильно визначені розміри робочої зони сприяють зменшенню м’язових напружень працівника і створюють умови для нормальної робочої пози, що зрештою зменшує втому і підвищує продуктивність праці [8].

4. Фізіологічні принципи раціоналізації трудових процесів. Проектування раціональних трудових процесів є важливим напрямком удосконалення організації і підвищення продуктивності праці. Під трудовим процесом розуміють сукупність дій працівника, спрямованих на створення певного виду продукції або надання послуги. Зміст трудового процесу характеризується складним поєднанням моторних, перцептивних і мнемічних дій. Основним елементом трудового процесу є операція. Під операцією розуміють закінчену частину виробничого процесу з обробки предмета праці на одному робочому місці одним або групою робітників. Елементарною одиницею операції є рух – одноразове переміщення робочого органа виконавця (руки, ноги, корпуса, очей) у процесі праці. Сукупність трудових рухів, які виконуються без перерви одним або кількома робочими органами працівника, називається трудовою дією. Сукупність трудових дій, об’єднаних одним цільовим призначенням, називається трудовим прийомом. Завдання раціоналізації полягає у виборі найбільш економних трудових прийомів і рухів, тобто таких, що вимагають найменших затрат часу, нервової енергії і фізичних зусиль працівника при їх виконанні.

Фізіологічні передумови раціонального трудового процесу такі [16]:

- величина механічної роботи повинна бути пропорційна до м’язової маси, яка бере участь у виконанні цієї роботи;

- робочі рухи і прийоми не повинні супроводжуватися великими зусиллями окремих груп м’язів;

- робота має виконуватися у зручному положенні корпуса і кінцівок працівника;

- максимальна точність і швидкість рухів обернено пропорційна до навантаження;

- необхідна раціональна організація трудових рухів;

- переносити вантажі слід на невелику відстань, у горизонтальній площині.

Важливою умовою проектування раціональних трудових процесів є визначення кількості і структурного складу операцій, з яких він складається, залежно від рівня механізації, технології, спеціалізації і поділу праці. Проектування і раціоналізація самих трудових операцій полягає не в механічному поєднанні елементарних робочих рухів і дій з метою скорочення часу на їх виконання, а в злитті їх в єдину систему за законами виробничої доцільності і рефлекторної саморегуляції. Доведено, що не всяка мінімізація часу на виконання трудових рухів вигідна, оскільки часто призводить до невиправданого збільшення затрат енергії працівника і, зрештою, до зниження ефективності праці. З огляду на це саме раціоналізацію трудових рухів покладено в основу раціоналізації трудових операцій і процесів.

У процесі вивчення трудових рухів вирішуються такі основні завдання:

- встановлюється доцільність рухів з погляду фізіології, економії затрат часу, відповідності передовим методам і прийомам праці;

- виключаються зайві рухи і виявляються можливості суміщення окремих рухів у часі;

- встановлюється раціональна послідовність рухів та їх координація;

- розробляються нормативи трудових рухів.

Всякий трудовий рух може бути охарактеризований з механічного, психологічного і фізіологічного боку.

З механічного боку рухи характеризуються траєкторією, швидкістю, темпом, силою. Ці показники відзначаються великою варіативністю залежно від характеру трудового процесу. Так, траєкторія рухів у складальника точних приладів мінімальна, у коваля – максимальна.

Швидкість рухів пальців при тонкому регулюванні становить 0,01 см/с, а швидкість кисті при метанні – 8000 см/с. Відмінності в силі рухів також значні: вантажник розвиває зусилля до 100 кг, а диригент – близько 10 г.

З психологічної сторони трудові рухи класифікуються залежно від мети, яка досягається в результаті їх виконання. Виокремлюють такі трудові рухи:

- основні – мінімально необхідні для досягнення мети трудової діяльності;

- коригуючі – уточнюють основні рухи;

- додаткові – не стосуються до основного завдання, але необхідні в зв’язку з побічними факторами;

- аварійні – додаткові, необхідні для ліквідації аварійної ситуації, дуже важливі;

- зайві – заважають виконанню перших чотирьох груп рухів;

- помилкові – виконуються замість перших чотирьох груп рухів, але не досягають мети.

З фізіологічного боку трудовий рух є руховим умовним рефлексом, а трудова операція як сукупність рухів і дій є системою умовних рефлексів – динамічним робочим стереотипом. Рухова дія – це цілісна сукупність взаємопов’язаних компонентів рухових реакцій, що вимагає динамічних і статичних зусиль.

Рухи окремих частин тіла людини характеризуються певними швидкісними параметрами, тобто для кожної групи м’язів є свій оптимум швидкості та величини зусиль, який дає найбільший трудовий ефект.

Недовантаження м’язів, як і перевантаження їх, негативно впливає на функціонування рухового апарату людини. Швидкість рухів залежить від силових резервів організму. Найбільші зусилля можуть розвивати ноги. М’язова сила, яку людина розвиває у процесі праці, не повинна перевищувати третини максимальних величин. Максимальні зусилля можуть бути лише короткочасними, у разі крайньої потреби. У позі стоячи найбільші зусилля руки розвивають на рівні плеча, а сидячи – на рівні ліктя.

Швидкість рухів залежить від протяжності та їх характеру. Так, при протяжності руху в 25 мм час руху становить 0,072 с, при 50 мм – 0,145 с, при 300 мм – 0,108 с.

Швидкість рухів залежить також від їх напряму і траєкторії. Швидше виконуються рухи до себе і справа наліво. Швидкість горизонтальних рухів більша, ніж вертикальних. Проте дуже короткі вертикальні рухи (5,0…7,5 см) від себе виконуються швидше, ніж горизонтальні до себе. У горизонтальній площині права рука рухається швидше проти годинникової стрілки, а ліва – за годинниковою стрілкою. Кругові рухи мають в 1,5–2 рази більшу швидкість, ніж поступальні. Якщо рух виконується однією рукою, то найбільша швидкість досягається за умови його виконання під кутом 60° до середньої лінії, якщо двома руками – то під кутом 30°.

Важливими характеристиками рухів є їх ритм і темп. Під ритмом розуміють закономірне чергування в часі окремих рухів і пауз між ними. Під темпом розуміють кількість робочих рухів за одиницю часу.

Ритми скорочення скелетних м’язів і серцевого м’яза тісно пов’язані. Якщо ритми скорочення м’язів рук і ніг збігаються з ритмом дихання і серця, то м’язова робота менш утомлива.

Темп рухів неоднаковий для різних ланок рухового апарату. Максимальна частота рухів за хвилину становить для пальця руки 204–406, кисті – 360–431, передпліччя – 190–392, ступні – 300–378, будучи різною у працівників різного віку, темпераменту, стану здоров’я і т. п.

Частота трудових рухів становить 30–40% від максимальної. Темп рухів, які людина вибирає як найзручніший у роботі, називається звичним, або природним темпом.

Затрати енергії на виконання рухів в різних площинах і різними ланками рухового апарату неоднакові. Так, найменша кількість енергії витрачається на рухи пальців. При виконанні рухів пальцями і кистю затрати енергії збільшуються вдвічі, пальцями, кистю і передпліччям – утричі, а при повному розмаху руки – в 5 раз порівняно з затратами енергії на рухи пальців.

Точність рухів найбільша в оптимальній зоні. Тому рухи необхідно обмежувати в просторі, щоб вони виконувалися в межах оптимальної фізіологічної рухливості кінцівок. Трудові рухи мають виконуватися в межах поля зору. Одночасні рухи обох рук мають бути симетричними, а окремі елементи рухів – плавно пов’язаними між собою. Економічність трудових рухів досягається за рахунок симетричного розміщення рук і ніг працівника відносно вертикальної осі тіла. Будь-яке зміщення траєкторії рухів вимагає додаткового напруження м’язів для підтримання робочої пози.

Фізіологічними принципами раціоналізації трудових рухів є [24]:

- правильне використання активних і пасивних сил;

- плавність рухів;

- безперервність рухів;

- овальність траєкторії рухових ланок;

- помірний діапазон рухів;

- поєднання роботи обох рук;

- виключення зайвих рухів, економія рухів;

- ритмічність рухів;

- обмеження статичних навантажень;

- рівномірний розподіл навантаження на аналізатори.

Фізіологічні принципи раціоналізації трудових рухів лежать в основі проектування раціональних трудових процесів, операцій і прийомів. Для цього вибирається робоча поза, яка відповідає характеру виконуваної роботи, вимогам фізіології і антропометричним даним працівника, визначається стійкість положення стоячи і сидячи, нахили і повороти корпуса і голови, статичні напруження, зручність і безпека праці; визначаються траєкторії і відстань переміщення робочих органів працівника, швидкість рухів і можливість заміни одних рухових ланок іншими, можливості суміщення рухів, темп і ритм роботи.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке руховий апарат людини та які функції виконують його елементи?

2. Яке значення в роботі рухового апарату мають різні рухові одиниці?

3. У чому виявляються особливості використання різних рухових ланок при виконанні рухів?

4. Поясніть суть фізіологічного закону середніх навантажень.

5. Як взаємопов’язані м’язова сила і м’язова витривалість працівника?

ТЕМА 4: «ФІЗІОЛОГІЧНІ РЕАКЦІЇ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ НА ТРУДОВІ НАВАНТАЖЕННЯ ТА УМОВИ ПРАЦІ»

Мета: вивчення поняття про трудову адаптацію організму працівника, а також сутності фізіологічних резервів організму людини. Визначення закономірностей функціонування дихальної системи людини у процесі трудової діяльності.

Дата добавления: 2014-12-08