Шум и вибрация на производстве

Шум

Шум представляет собой комплекс звуков разных частот. Звук — это акустическое гармоническое колебание с определенной частотой. Он характеризуется частотой колебаний f (Гц); звуковым давлением р (Па), представляющим собой разность между мгновенным давлением в волне и атмосферным; интенсивностью (силой) звука I (Вт/м2), равной потоку звуковой энергии, проходящему в единицу времени через 1 м² площади. Интенсивность пропорциональна квадрату звукового давления.

По частоте колебаний звуки классифицируются как инфразвук (частота ниже 20 Гц); слышимый звук (частота 20…20 000 Гц); ультразвук (частота выше 20 000 Гц).

В помещении с источником шума интенсивность его в любой точке складывается из интенсивности прямого шума Iпр и шума, многократно отраженного от стен помещения Iотр, т. е. интенсивность суммарного шума можно определить как Iсум = Iпр + Iотр.

Отраженный шум упрощенно считается диффузным, т. е. имеющим одинаковую плотность звуковой энергии во всех точках помещения, а прямой шум уменьшается с удалением от источника.

Воздействие шума на человека. Нормирование шума Шум высоких уровней отрицательно влияет на ЦНС, желудок, двигательные функции, умственную работу, зрительный анализатор. Изменяются частота и наполнение пульса, кровяное давление, замедляются реакции, ослабляется внимание, ухудшается разборчивость речи.

Снижается чувствительность органа слуха, что приводит к временному повышению порога слышимости. При длительном воздействии шума высокого уровня возникают необратимые потери слуха и развивается профессиональное заболевание — тугоухость.

Критерием риска потери слуха считается уровень 90 дБ при ежедневном воздействии более 10 лет.

Нормируемые параметры: уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровень звука в дБ.

Уменьшение шума Выделяются четыре основных направления борьбы с шумом:

• * уменьшение шума в источнике возникновения — наиболее рациональное средство, но часто требует серьезного конструктивного изменения машины;
• * организационно-технические мероприятия — уменьшение времени воздействия шума;
• * средства коллективной защиты — в их состав входят архитектурно-планировочные мероприятия и конструктивные средства (кожухи, экраны, глушители, звукопоглощающие и звукоизолирующие конструкции);
• * средства индивидуальной защиты (СИЗ) — наушники, заглушки, шлемы.

Конструктивные средства уменьшения шума основаны на использовании следующих принципов:

• * экранирование — способность преград создавать зону «звуковой тени». Эффективность экрана зависит от длины звуковой зоны по отношению к размерам препятствия, т. е. от частоты колебаний. В помещении из-за наличия отраженного шума эффект экрана меньше, чем в открытом пространстве;
• * звукоизоляция — способность преград отражать звуковую энергию.
• * звукопоглощение — способность пористых и рыхловолокнистых материалов, а также резонансных конструкций поглощать звуковую энергию. Звукопоглощающий материал, установленный на стенах помещения, уменьшает составляющую отраженного шума.

Для уменьшения аэродинамического шума систем вентиляции, шума газотурбонаддува и газовыхлопа двигателей применяют реактивные и активные глушители. Звукоизоляция источника шума обеспечивается кожухом, а звукоизоляция рабочего места — изолированной кабиной.

2. Вибрация — механические колебательные движения объекта, передаваемые человеческому телу или отдельным его частям при непосредственном контакте.

Источники вибрации. Источниками вибрации являются: возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки, агрегаты виброформования и т. п.); неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков, дрели, бензомоторные и электронные и т. п.); удары деталей (зубчатые закрепления, подшипниковые узлы и т. п.); ударный инструмент (пневматические рубильные молотки, предназначенные для рубки, чеканки и ряд других работ по металлу). Во всех приведенных источниках вибрацию вызывает величина дисбаланса, приводящая к появлению неуравновешенных сил. Причиной дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных посадках и т. п.

Классификация вибраций. Классифицируют производственные вибрации по нескольким признакам.

По характеру возникновения вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора) и специально используемыми в технологических процессах (вибрационное оборудование и инструмент).

По способу передачи принято различать вибрацию локальную, передаваемую через руки (при работе с ручными машинами, органами управления), и общую, передаваемую через опорные поверхности сидящего или стоящего человека.

По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся от ручных машин с двигателем (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием, а также ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей.

Преимущественно местную вибрацию создают машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012—90. Вибрационная безопасность. Общие требования):

По временным характеристикам локальные вибрации подразделяются на: шум экранирование звукоизоляция вибрация

постоянные, для которых величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин;

непостоянные, для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин. Непостоянные вибрации подразделяются на:

По частотному составу вибрации подразделяются на: низкочастотную с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 16 Гц (локальная), 1—4 Гц (общая);

среднечастотную — 31,5 и 63 Гц (локальная), 8 и 16 Гц (общая);

высокочастотную— 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная), 31,5 и 63 Гц (общая).

Действие вибрации на организм человека. Характер воздействия производственной вибрации определяется уровнями виброскорости и виброускорения, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека.

Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека: восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т. п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека 6… 9 Гц, головы 6 Гц, желудка 8 Гц, других органов — в пределах 25 Гц). Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц предельные ускорения, равные 10 мм/с, являются неощутимыми, 40 мм/с — слабоощутимыми, 400 мм/с — сильно-ощутимыми и 1000 мм/с — вредными.

Низкочастотные колебания с ускорением 4000 мм/с — непереносимые.

Методы снижения вибрации на производстве. Все используемые методы и средства снижения вибрации на производстве можно разделить на методы уменьшения вибраций в источнике, методы организации условий труда, направленных на снижение вредного воздействия вибраций на работающих, средства индивидуальной зашиты и лечебно-профилактические мероприятия.

Классификация технических методов и средств защиты от вибраций представлена на рис. 4.29.

Для уменьшения вибрации используются: установка механизма на массивный фундамент, на виброизоляторы (резиновые, пружинные или пневматические), снижающие динамическую силу, передающуюся от машины на фундамент; виброизоляция рабочего места.

К средствам индивидуальной защиты от вибрации относятся виброизолирующие платформы, антивибрационные пояса, виброзащитные рукавицы, антивибрационная и виброгасящая обувь.