Методы защиты от производственных шумов и вибраций. Безопасность жизнедеятельности

^ 5. 6 Защита от шума и вибрации

5.6.1 Шум, его влияние на организм человека и гигиеническое нормирование

Шумом называют всякий неблагоприятно действующий на че-ловека звук. Обычно шум является сочетанием звуков различ-ной частоты и интенсивности. С физической точки зрения звук представляет собой механические колебания упругой среды. Звуковая волна характеризуется звуковым давлением р, Па, ко-лебательной скоростью υ, м/с, интенсивностью I, Вт/м 2 , и ча-стотой - числом колебаний в секунду ƒ, Гц.

Звуковые колебания какой-либо среды (например, воздуха) возникают при нарушении ее стационарного состояния под воздействием возмущающей силы. Частицы среды начинают колебаться относительно положения равновесия, причем ско-рость этих колебаний (колебательная скорость) значительно меньше скорости распространения звуковых волн (скорости звука), которая зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды.

Во время звуковых колебаний в воздухе образуются обла-сти пониженного и повышенного давления, которые опреде-ляют звуковое давление.

^ Звуковым давлением называется разность между мгно-венным значением полного давления и средним давлением в невозмущенной среде.

При распространении звуковой волны в пространстве про-исходит перенос энергии. Количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке.

Характеристикой источника шума служит звуковая мощ- ность Р, которая определяется общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее про-странство за единицу времени.

Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды, имеющие частоту примерно от 20 до 20 000 Гц, но наиболее важный для слухового восприятия интервал от 45 до 10 000 Гц.

Восприятие человеком звука зависит не только от его ча-стоты, но и от интенсивности и звукового давления. Наимень-шая интенсивность I 0 и звуковое давление Р 0 , которые воспри-нимает человек, называются порогом слышимости. Пороговые значения I 0 и Р 0 зависят от частоты звука. При частоте 1000 Гц звуковое давление Р 0 = 2 · 10 -5 Па, I 0 = 10 -12 Вт/м 2 . При звуко-вом давлении 2 · 10 2 Па и интенсивности звука 10 Вт/м 2 возни-кают болевые ощущения (болевой порог). Между порогом слышимости и болевым порогом лежит область слышимости. Разница между болевым порогом и порогом слышимости очень велика. Чтобы не оперировать большими числами, ученый А. Г. Белл предложил использовать логарифмическую шкалу. Логарифмическая величина, характеризующая интен-сивность шума или звука, получила название уровня интенсив-ности L шума или звука, которая измеряется в безразмерных единицах белах (Б): L=lg(I/I 0), где I - интенсивность звука в данной точке; I 0 - интенсивность звука, соответствующая по-рогу слышимости.

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то для уровня звукового давления можно записать:

Ухо человека реагирует на величину в 10 раз меньшую, чем бел, поэтому распространение получила единица децибел (дБ), равная 0,1 Б, тогда

Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при вы-полнении акустических расчетов, а уровнями звукового давле-ния - при измерении шума и оценке его воздействия на челове-ка, так как наш орган слуха чувствителен не к интенсивности звука, а к среднеквадратичному давлению.

Получить представление об уровнях звукового давления различных источников шума можно по табл. 13.

Таблица 13

Источник шума	Звуковое давление, Па	Уровень Звукового давления, дБ
Шепот на расстоянии 0,3 мм	2 · 10 -3	40
Речь средней громкости на рас-	2 · 10 -2 ...1 · 10 -1	60...74
стоянии 1 м
Металлорежущие, ткацкие и дере-	2 · 10 -1 ...2	80... 100
вообрабатывающие станки (на рабо-
чем месте)
Пневмопрессы, пневмоклепка на	2 · 10	120
расстоянии 1 м
Реактивные двигатели на расстоя-	Свыше 2 · 10 2	Свыше 140
нии 2...3 м от выхлопа

По временным характеристикам шумы делятся на по-стоянные и непостоянные. Постоянным считается такой шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА. Непостоянные шумы, уро-вень звука которых изменяется за 8-часовой рабочий день бо-лее чем на 5 дБА, в свою очередь делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные (состоящие из сигналов длительностью менее 1 с).

Субъективное восприятие шума человеком значительно от-личается от описанных физических характеристик звука, так как слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам раз-личных частот. Звуки малой частоты человек воспринимает как менее громкие по сравнению со звуками большой частоты той же интенсивности. Поэтому для оценки субъективного ощуще-ния громкости шума введено понятие уровня громкости, ко-торый отсчитывается от условного нулевого порога. Единицей уровня громкости является фон. Он соответствует разности уровней интенсивности в 1 Б эталонного звука при частоте 1000 Гц. Таким образом, на частоте 1000 Гц уровни громкости (в фонах) совпадают с уровнями звукового давления (в децибе-лах). Уровень громкости является физиологической характери-стикой звуковых колебаний. С помощью специальных физио-логических исследований были построены кривые равной громкости, по которым можно определить уровень громкости любого звука с заданным уровнем звукового давления (рис. 16).

Многочисленными исследованиями установлено, что шум является общебиологическим раздражителем и в определенных условиях может влиять на все органы и системы орга-низма человека. Наиболее полно изучено влияние шума на слу-ховой орган человека. Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к возникновению профессионального за-болевания - тугоухости, основным симптомом которого является постепенная потеря слуха на оба уха, первоначально лежащая в области высоких частот (4000 Гц), с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность воспринимать речь.

При очень большом звуковом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки. Наиболее неблагоприятными для органа слуха является высокочастотный шум (1000...4000 Гц).

Кроме непосредственного воздействия на орган слуха шум влияет на различные отделы головного мозга, изменяя нормальные процессы высшей нервной деятельности. Это так на-зываемое неспецифическое воздействие шума может возник-нуть даже раньше, чем изменения в органе слуха. Характерны-ми являются жалобы на повышенную утомляемость, общую слабость, раздражительность, апатию, ослабление памяти, пот-ливость и т. п.

Рис. 16. Кривые равной громкости

Исследованиями последних лет установлено, что под влия-нием шума наступают изменения в органе зрения человека (снижается устойчивость ясного видения и острота зрения, из-меняется чувствительность к различным цветам и др.) и вести-булярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечно-го тракта; повышается внутричерепное давление; происходят нарушения в обменных процессах организма и т. п.

Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точ-ность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и вос-приятие информации. В документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отмечается, что наиболее чувстви-тельными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор информации и мышление.

В результате неблагоприятного воздействия шума на рабо-тающего человека происходит снижение производительности труда, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев. Все это обусловливает большое оздоровительное и экономическое значение мероприя-тий по борьбе с шумом.

Для постоянных шумов нормирование ведется по предель-ному спектру шума. Предельным спектром называется совокуп-ность нормативных уровней звукового давления в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Каждый предельный спектр обозначается цифрой, которая соответствует допусти-мому уровню шума (дБ) в октавной полосе со среднегеометри-ческой частотой 1000 Гц. Например, ПС-85 означает, что в этом предельном спектре допустимый уровень шума в октав-ной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц равен 85 дБ.

Для ориентировочной оценки ГОСТ допускает за характе-ристику постоянного шума на рабочем месте принимать уро-вень звука в дБА, измеряемый по шкале «А» шумомера и определяемый по формуле

Где Р А - среднеквадратичное звуковое давление с учетом кор-рекции шумомера, Па;

Р 0 = 2 · 10 -5 - пороговое среднеквадра-тичное звуковое давление, Па.

В производственных условиях очень часто шум имеет непо-стоянный характер. В этих условиях наиболее удобно пользо-ваться некоторой средней величиной, называемой эквива-лентным (по энергии) уровнем звука L экв и характеризующей среднее значение энергии звука в дБА. Этот уровень измеряет-ся специальными интегрирующими шумомерами или рас-считывается.

Как пример в табл. 14 приведены допустимые уровни звуко-вого давления в октавных полосах частот, уровни звука и экви-валентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории промышленных предприятий для широкополосного шума.

Стандарт предписывает зоны с уровнем звука выше 85 дБА обозначать специальными знаками, а работающих в этих зонах снабжать средствами индивидуальной защиты. Стандарт запрещает даже кратковременное прерывание людей в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в лю-бой октавной полосе.

Т а б л и ц а 14

Рабочие места	Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеомет-рическими частотами, Гц								Уровни звука и эквива-лентные уровни звука, до А
	3	25	50	00	000	000	000	000
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятии	99	92	86	83	80	78	76	74	85

^ 5.6.2 Средства и методы защиты от шума

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами, так и индивидуальны-ми средствами. В первую очередь надо использовать коллек-тивные средства, которые по отношению к источнику шума подразделяются па средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его рас-пространения от источника до защищаемого объекта. Наибо-лее эффективны мероприятия, ведущие к снижению шума в ис-точнике его возникновения. Борьба с шумом после его возникновения обходится дороже и часто является малоэффек-тивно».

Классификация методов и средств коллективной за-щиты от шума в зависимости от способа реализации при-ведена на рис. 17.

Выбор средств снижения шума в источнике его возникнове-ния зависит от происхождения шума.

Основными источниками вибрационного (механического) шума машин и механизмов являются зубчатые передачи, под-шипники, соударяющиеся металлические элементы и т. п. Сни-зить шум зубчатых передач можно повышением точности их обработки и сборки, заменой металлических шестерен. Напри-мер, применяя шестерни из древесного пластика и искусствен-ной кожи в текстильных машинах, удалось снизить шум на 5... 10 дБ 1 .

Даже замена стали в контактирующих деталях на чугун может снизить шум на 3...4 дБ. Имеет значение и форма зубьев. Менее шумными являются конические, косые и ше-вронные зубья.

К снижению шума подшипников приводит тщательность изготовления, плотная посадка на цапфы вала и в гнезда щи-тов без перекосов и защемлений. Снижают шум подшипников и различные смазки и присадки. Меньший шум создают под-шипники скольжения.

Шум при обработке резанием (70... 100 дБ) зависит от мате-риала резца, его формы, заточки, размера стружки и т. п. По-этому снизить шум станков можно применением быстрорежу-щей стали для резца и смазочно-охлаждающих жидкостей, заменой металлических частей станков пластмассовыми или покрытием их вибродемпфирующими материалами.

Шум аэродинамического происхождения на производстве возникает вследствие стационарных или нестационарных про-цессов в газах (истечение сжатых газов из отверстий; пульса-ция давления при движении потоков газа в трубах или при дви-жении в воздухе тел с большой скоростью: горение жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.). Таким шумом сопровождается работа вентиляционных систем, систем воз-душного отопления и пневмотранспорта, воздуходувок, ком-прессоров, газотурбинных установок и др. Особенно неприятен шум, возникающий при сбросе (стравливании) из установок сжатых газов. Для снижения аэродинамического шума исполь-зуют специальные шумоглушащие элементы с криволинейны-ми "каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучше-нием аэродинамических характеристик машин. Однако этим обычно не достигается необходимый эффект, поэтому прихо-дится дополнительно применять средства звукоизоляции и устанавливать глушители.

Глушители аэродинамического шума бывают абсорб-ционными, реактивными (рефлексными) и комбинированными. В абсорбционных глушителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего материала. Принцип работы ре-активных глушителей основан на эффекте отражения звука в результате образования «волновой пробки» в элементах глу-шителя. Они обычно не содержат звукопоглощающего мате-риала. Реактивные глушители имеют соединенные между со-бой камеры, расширения и сужения, резонансные углубления, экраны и т. п. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Снижения шума машин и установок с помощью средств демпфирования добиваются покрытием их излучающей поверх-ности демпфирующими материалами, имеющими большое внутреннее трение. Существует много различных видов демп-фирующих покрытий. Наиболее распространены жесткие по-крытия из упруго-вязких материалов (мастики, специальные виды войлока, линолеума), наносимых на поверхность наклеи-ванием, напылением и др.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффек-тивных и распространенных методов снижения производствен-ного шума на пути его распространения.

С помощью звукоизолирующих преград легко снизить уро-вень шума на 30...40 дБ. Метод основан на отражении звуко-вой волны, падающей на ограждение. Однако звуковая энергия не только отражается от ограждения, но и проникает через не-го, что вызывает колебание ограждения, которое само стано-вится источником шума. Чем больше поверхностная плотность ограждения, тем труднее привести его в колебательное состоя-ние, следовательно, тем выше его звукоизолирующая способ-кость. Поэтому эффективными звукоизолирующими материа-лами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т. п.

Для оценки звукоизолирующей способности ограждения введено понятие звукопроницаемости τ, под которой понимают отношение звуковой энергии, прошедшей через ограждение, к падающей на него. Величина, обратная звукопроницаемости, называется звукоизоляцией, (дБ), она связана со звукопроницае-мостью следующей зависимостью:

R = 10 lg (1/τ).

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в те-плоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающе-го материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньше ее отражается обратно в помещение. Поэтому для сни-жения шума в помещении проводят его акустическую обработ-ку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целесообразно в тех случаях, когда средства кол-лективной защиты и другие средства не обеспечивают сниже-ние шума до допустимых уровней. Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 10...45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдается в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной защиты от шума подразделяются на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие на-ружный слуховой проход или прилегающие к нему; противо-шумные шлемы и каски; противошумные костюмы.

Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Они бывают однократного и многократного пользования.

Противошумные шлемы закрывают всю голову, они приме-няются при очень высоких уровнях шума в сочетании с науш-никами, а также противошумными костюмами.

^ 5.6.3 Ультразвук и инфразвук, их действие на организм человека и гигиеническое нормирование

Ультразвук представляет собой механические колебания упру-гой среды, имеющие одинаковую со звуком физическую приро-ду, но отличающиеся более высокой частотой, превышающей принятую верхнюю границу слышимости - свыше 20 кГц, хо-тя при больших интенсивностях (120...145 дБ) слышимыми мо-гут быть и звуки более высокой частоты.

Ультразвук, как и звук, характеризуется ультразвуковым давлением (Па), интенсивностью (Вт/м 2) и частотой колебаний (Гц).

При распространении в различных средах ультразвуковые волны поглощаются, причем тем больше, чем выше их часто-та. Низкочастотный ультразвук довольно хорошо распростра-няется в воздухе, а высокочастотный - практически не распро-страняется. В упругих средах (воде, металле и др.) ультразвук мало поглощается и способен распространяться на большие расстояния, практически не теряя энергии. Поглощение ультра-звука сопровождается нагреванием среды.

Специфической особенностью ультразвука, обусловленное большой частотой и малой длиной волны, является возмож-ность распространения ультразвуковых колебаний напра-вленными пучками, получившими название ультразвуковых лучей. Они создают на относительно небольшой площади очень большое ультразвуковое давление. Это свойство ультразвука обусловило широкое его применение: для очистки деталей, ме-ханической обработки твердых материалов, сварки, пайки,
ускорения химических реакций, дефектоскопии, проверки раз-меров выпускаемых изделий, структурного анализа веществ, гидролокации и др. Нашел применение ультразвук и в медици-не для лечения заболеваний позвоночника, суставов, перифери-ческой нервной системы и т. п.

При длительной работе с низкочастотными ультразвуковыми установками, генерирующими шум и ультразвук, превышающие установленные ПДУ, могут произойти функциональные изменения центральной и периферической нервной
системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибу-лярного аппарата и т. п. По сравнению с высокочастотным шумом ультразвук значительно слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от
нормы вестибулярной функции, болевой чувствительности и терморегуляции. То, что ультразвук воздействует на разные органы и системы человека не только через слуховой аппарат, подтверждается неблагоприятным его действием на глухо-немых.

Характеристикой ультразвука, создаваемого колебаниями воздушной среды в рабочей зоне, являются уровни звукового давления (дБ). Допустимые уровни звукового давления на ра-бочих местах нормируют-ся в - октавных полосах частот и не должны превышать сле-дующих значений:

Среднегеометрическая частота Третьоктавных полос, кГц		Уровни звукового давления, дБ
12,5		80
16,0		90
20,0		100
25,0		105
31,5…100,0		110

Характеристикой ультразвука, передаваемого контактным путем, является пиковое значение виброскорости в частотном диапазоне от 1·10 5 до 1·10 9 Гц или его логарифмические уров-ни (дБ), определяемые по выражению

Где V - пиковое значение виброскорости, м/с; V 0 – опорное значение виброскорости, равное 5·10 -6 м/с.

Допустимые уровни ультразвука в золах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.

Контроль уровней звукового давления нужно производить после установки оборудования, его ремонта и периодически в процессе эксплуатации не реже одного раза в год.

Для коллективной защиты от воздействия повышенных уров-ней ультразвука можно использовать следующие направления: уменьшение вредного излучения ультразвуковой энергии в ис-точнике ее возникновения; локализацию действия ультразвука конструктивными и планировочными решениями; проведение организационно-профилактических мероприятий.

Для локализации ультразвука обязательным является приме-нение звукоизолирующих кожухов, полукожухов, экранов. Если эти меры не дают положительного эффекта, то ультразвуковые установки нужно размещать в отдельных помещениях и каби-нах, облицованных звукопоглощающими материалами.

Конструктивно-планировочные решения требуют примене-ния дистанционного управления и системы блокировки, отклю-чающей генератор источника ультразвука при нарушении звуко-изоляции.

Контактное воздействие ультразвука исключается автомати-зацией производственных процессов и применением дистанци-онного управления. При особой необходимости используют специальный инструмент с виброизолирующей рукояткой и защитные перчатки.

Организационно-профилактические мероприятия заключа-ются в проведении инструктажа работающих и установлении рациональных режимов труда и отдыха.

Инфразвук представляет собой механические колебания упру-гой среды, имеющие одинаковую с шумом физическую приро-ду, но распространяющиеся с частотами менее 20 Гц. В возду-хе инфразвук мало поглощается и поэтому способен распро-страняться на большие расстояния. Инфразвук характеризуется инфразвуковым давлением (Па), интенсивностью (Вт/м 2), ча-стотой колебаний (Гц). Уровни интенсивности инфразвука и инфразвукового давления выражаются в децибелах (дБ).

Многие явления природы (землетрясения, извержения вул-канов, морские бури) сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний. В производственных условиях инфразвук образуется, главным образом, при работе тихоходных крупно-габаритных машин и механизмов (компрессоров, дизельных двигателей, электровозов, вентиляторов, турбин, реактивных двигателей и др.), совершающих вращательное или возвратно-поступательное движение с повторением цикла менее чем 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождения). Ин-фразвук аэродинамического происхождения возникает при тур-булентных процессах в потоках газов или жидкостей.

Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на весь организм человека, в том числе и на орган слуха, понижая слу-ховую чувствительность на всех частотах. Инфразвуковые ко-лебания воспринимаются как физическая нагрузка: возникают утомление, головная боль, головокружения, вестибулярные на-рушения, снижается острота зрения и слуха, нарушается пери-ферическое кровообращение, появляется чувство страха и т. п. Тяжесть воздействия зависит от диапазона частот, уровня зву-кового давления и длительности.

^ Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давле-ния свыше 150 дБ совершенно не переносятся человеком.

Особенно неблагоприятные последствия вызывают инфразвуковые колебания с частотой 2...15 Гц в связи с возникнове-нием резонансных явлений в организме человека, причем на-иболее опасна частота 7 Гц, так как возможно его совпадение с альфа-ритмом биотоков мозга.

В соответствии с СН 22-74 - 80 уровни инфразвукового да-вления в октавных полосах со среднегеометрическими частота-ми 2, 4, 8 и 16 Гц не должны превышать 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц-102 дБ.

Борьба с неблагоприятным воздействием инфразвука дол-жна вестись в тех же направлениях, что и борьба с шумом. На-иболее целесообразно уменьшать интенсивность инфразвуковых колебаний на стадии проектирования машин или агрега-тов.

^ 5.6.4 Вибрация, её действие на организм человека и гигиеническое нормирование

В последние десятилетия в связи с внедрением вибрационной техники в различные отрасли народного хозяйства значительно увеличился контингент работников, подвергающихся в процес-се труда воздействию вибрации.

Вибрация - это сложный колебательный процесс, возникаю-щий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом из-

Анализ производственной вибрации представляет большие трудности, так как колебания машин и другого оборудования не являются простыми гармоническими колебаниями; им свой-ственна апериодичность или квазипериодичность, часто они но-сят импульсный или толчкообразный характер.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, действующую по синусоидальному закону, являются: амплитуда смещения - наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия А , м; колебательная скорость - макси-мальное из значении скорости колеблющейся точки V , м/с; ко-лебательное ускорение - максимальное из значений ускорений колеблющейся точки Q , м/с 2 ; частота f , Гц.

При частоте больше 16...20 Гц вибрация сопровождается шумом.

Человек начинает ощущать вибрацию при колебательной скорости примерно равной 1·10 -4 м/с, а при скорости 1 м/с возникают болевые ощущения.

В зависимости от способа передачи вибрации телу человека различают локальную (местную) вибрацию, передающуюся че-рез руки человека, и общую, передающуюся на тело сидящего или стоящего человека через опорные поверхности тела. В ре-альных условиях часто имеет место сочетание этих вибраций.

Влияние вибрации на человека зависит и от направления ее действия. Поэтому вибрация подразделяется на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X , Y , Z (для об-щей вибрации), где Z - вертикальная ось, а X и Y - горизон-тальные оси (рис. 18, а, б); действующую вдоль осей ортого-нальной системы координат Х р , Y Р , Z p (для локальной вибрации), где ось Х р совпадает с осью мест охвата источника вибрации, а ось Z p лежит в плоскости, образованной осью Х р и направлением подачи или приложения силы, или осью пред-плечья (рис. 19, а, б).

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникнове-ния может быть трех категорий:

1. 
   - транспортная вибрация, воздействующая на операторов (водителей) подвижных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве);
2. 
   - транспортно-технологическая вибрация, воздействую-щая на операторов машин с ограниченным перемещением только по специально подготовленным поверхностям про-изводственных помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторов, грузоподъемных кранов, горных машин, путевых машин, бетоноукладчиков и др.);

3 - технологическая вибрация, воздействующая на операто-ров стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки, электрические ма-шины, насосы, вентиляторы, буровые установки и т. п.). В зависимости от характеристики рабочих мест эта категория - под-разделяется на группы

3а, 3б, 3в, 3г. Степень и характер воздействия вибрации на организм человека зависят от вида вибрации, её параметров и направления воздействия.

а - положение стоя, б - по-ложение сидя; ось Z - вер-тикальная, перпендикулярная опорной поверхности; ось X - горизонтальная от спи-ны к груди; ось Y - гори-зонтальная от правого плеча к левому

а - при охвате цилиндрических (и торцовых) поверхностей; б – при охвате сферических поверхностей

Тело человека можно рассматривать как сочета-ние масс с упругими элементами. Весьма опасными являются колебания рабочих мест, имеющие частоту, резонансную с ко-лебаниями отдельных органов или частей тела человека. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в области 6...9 Гц. Для стоящего на вибрирующей поверхно-сти человека имеется два резонансных пика на частотах 5... 12 и 17...25 Гц, для сидящего - на частотах 4...6 Гц.

В определенных условиях вибрация оказывает благоприят-ное действие на организм человека и применяется в медицине для улучшения функционального состояния нервной системы, ускорения заживления ран, улучшения кровообращения, лече-ния радикулитов и т. п. Однако в производственных условиях длительное воздействие вибрации приводит к различным нару-шениям здоровья человека и в конечном счете - к «вибрацион-ной болезни».

Наиболее распространены заболевания, вызванные ло-кальной вибрацией. При работе с ручными машинами, вибра-ция которых наиболее интенсивна в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают в основном сосудистые рас-стройства, сопровождающиеся спазмом периферических сосу-дов. Локальная вибрация, имеющая широкий частотный спектр, часто с наличием ударов (клепка, срубка, бурение), вы-зывает различную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений.

Общая вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на нервную систему, наступают изменения в сердечно-сосудистой системе, вестибулярном аппарате, нарушается обмен веществ. При совместном воздействии общей и местной вибрации (у во-дителей тяжелых машин, экскаваторщиков, бульдозеристов и др.) к поражению нервной системы присоединяются вегетативно-сосудистые, вестибулярные и другие расстройства.

Таким образом, вибрационная болезнь связана в основном с нарушением деятельности различных отделов нервной си-стемы. Способствуют возникновению заболевания такие сопут-ствующие факторы, как охлаждение, большие статические мы-шечные усилия, пониженное атмосферное давление, производ-ственный шум.

Частотным (спектральным) анализом нормируемого пара-метра;

Интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

Дозой вибрации.

В зависимости от принятого метода оценки стандарт регла-ментирует разные параметры вибрации.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми па-раметрами являются средние квадратичные значения виброско-рости V (и их логарифмические уровни L v) или виброускорения а для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации в октавных или 1 / 3 полосах час-тот.

Логарифмические уровни виброскорости L v (дБ) опреде-ляются по выражению

Где v - среднее квадратичное значение виброскорости, м/с.

При использовании метода интегральной оценки вибрации
по частоте нормируемым параметром является корректирован-ное значение контролируемого параметра Ũ (виброскорости или виброускорения), измеряемое с помощью специальных фильтров или вычисляемое по формулам.

Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления, учитывая, кроме того, при общей вибрации - ее категорию, а при ло-кальной - время фактического воздействия.

Шум – это совокупность звуковых волн различной частоты.

Шум является одним из побочных вредных для человека явлений. С ним человек встречается везде: дома, на улице, на работе, чаще всего, работая на производстве. В большинстве шум создает для человека опасные условия труда.

По сути, шум – это звук, который становится зачастую неблагоприятным для человека.

Звуковые вибрации могут вызвать чувство дискомфорта, привести к нарушению работы организма и различным профессиональным заболеваниям. Поэтому защита от шума должна занимать одно из первых мест среди действий по защите своего организма и профилактике болезней. Если вы хотите измерить уровень шума или провести другие исследования () можно обратиться в нашу лабораторию.

Далее в статье будут рассмотрены различные методы и средства защиты от шума. Об этом будет полезно узнать каждому. После прочтения, подумайте, выполняются ли эти способы защиты от шума и вибрации на вашем рабочем месте?

Воздействие шума и вибрации на человека. Методы и средства защиты от шума

Шум имеет отрицательное воздействие на организм человека. При продолжительном влиянии он вызывает дискомфорт. При более продолжительном воздействии шум способен влиять на нервную и сердечно-сосудистую систему человека. Оптимальный уровень звуковых колебаний для человека составляет 40-50 Децибел в дневное и ночное время. Если эти показатели превышают норму, то человек теряет работоспособность, ослабляется внимание, появляются нарушения в работе пищеварительной системы, происходят изменения показателей кровеносного давления.

Кроме этого, если человек регулярно подвергается воздействию шума, это может привести к ухудшению или потере слуха. Поэтому на некоторых видах производства тугоухость является профессиональной болезнью. Шум свыше 90 дБ и вовсе может оказаться смертельным для человека. Поэтому очень важно предпринимать меры по защите от шума на производстве и у себя дома, а также для контроля проводить и шума в своем жилище.

Влияние вибрации на внутренние органы приводит к разрывам тканей. Кроме этого воздействие механических колебаний может возбудить проявление так называемой морской болезни. Во избежание подобных явлений следует применять средства индивидуальной защиты от шума и вибрации. Примером, можно использовать профессиональную обувь на уплотненной резиновой подошве, резиновые перчатки и вкладыши.

Виды шума и вибрации и различные способы защиты от шума

Вибрация – это механические колебания твердых тел. Она чаще всего встречается на производстве во время работы станков и машин.

Различают такие виды вибрации в зависимости от контакта человека с вибрирующим инструментом:

• Общая;
• Локальная.

Общая вибрация возникает, когда колебания проходят через опорно-двигательный аппарат. Локальная же возникает, когда колебания проходят через конечности.

Есть такие виды шума:

• Ударный;
• Механический;
• Газо- и Гидродинамический.

Методы защиты от шума и вибрации

Различают разнообразные средства защиты от шума и вибрации. Для обеспечения безопасности применяют разные методы защиты не только на производстве, но и в повседневной жизни. Защита от шума является обязательным мероприятием на производстве, которое должен обеспечить работодатель.

Классификация средств и методов защиты от шума

Чтобы не нанести вред самочувствию человека, применяют различные способы защиты от шума. Их классифицируют следующим образом :

1. Коллективные средства защиты от шума;

Средства индивидуальной защиты.

Коллективные средства защиты от шума в свою очередь классифицируются таким образом:

• Уменьшение шума на пути его расширения;
• Снижение шума непосредственно в источнике;
• Лечебно-профилактические действия;
• Организационно-технические (использование менее шумных технологических процессов и машин, оснащение шумных машин средствами удаленного управления и автоматического контроля, употребление целесообразных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях и др.);
• Архитектурно-планировочные меры касательно уменьшения шума предусматриваются еще на стадии проектирования промышленных сооружений. Примером может служить, расположение шумных машин в отдельном помещении, использование шумопоглащающих материалов.

Способы защиты от шума, уменьшающие его на пути рассеивания бывают:

• акустические;
• архитектурно-планировочные (формирование шумозащищенных зон, целесообразное размещение оборудования рабочих мест, целесообразное акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов и др.).

Снижение шума на пути его рассеивания достигается определенными способами:

• удаление от источника на определенные расстояния;
• изменение направления расширения шума.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Средства индивидуальной защиты от шума

Для индивидуального ограничения и защиты от шума на производстве чаще всего применяют пробки, наушники, заглушки, вкладыши и шлемы. Если Вы хотите измерить уровень шума или провести другие исследования (к примеру, исследование радиации) нужно обратиться в "ЭкоТестЭкспресс".

Среди всех средств вкладыши являются самыми дешевым, доступным и практичными. Они вставляются в ушной канал, не давая звуковой волне пройти в ушной аппарат. В зависимости от материала вкладыши бывают жесткие и мягкие.

Достоинства. Вкладыши не затрудняют носку головных уборов и очков.

Недостатки. Возможно раздражение слухового канала. Многократная эксплуатация вкладышей требует тщательного медицинского осмотра.

Итак, средства индивидуальной защиты от шума. Всем знакомые наушники могут быть таковыми. Они тщательно охватывают ушную раковину и удерживают звуковые волны, не давая попасть в ухо.

Достоинства. Удобство, маленький вес, активно уменьшают шум, преимущественно высокочастотной части спектра.

Противошумные шлемы применяют на производстве для защиты работающих от высоких уровней шума. Такие звуки проникают не только через слуховой проход, но и через костную ткань. Шлемы рекомендуется носить при воздействии шумов более 120 дБ. Прочие средства индивидуальной защиты от шума не способны обеспечить необходимой защитой слухового аппарата при такой частоте.

Защита от шума и вибрации на производстве

Защита от шума на производстве осуществляется комплексно. Тут применяют и коллективные, и индивидуальные меры защиты. Индивидуальные средства от шума применяют, когда методами коллективной защиты не удается снизить уровень шума до разрешенных показателей.

Защита от шума и вибрации на производстве является обязанностью работодателя. Уровень таких звуковых колебаний регулируется соответствующими нормативными актами, за соблюдением которых должна следить санитарно-эпидемиологическая служба. Работодатель может сэкономить время и деньги, и провести , который включает в себя ряд различных исследований.

Существуют также лечебно-профилактические способы защиты от шума. К ним можно отнести заблаговременные и регулярно повторяющиеся медосмотры, применение рациональных режимов труда и отдыха для людей, работающих на «громком» производстве. Шум является опасным условием труда, поэтому до работы в цехах и на производствах не допускают лиц младше 18 лет.

По возможности применяйте меры защиты от шума, прибывая на шумной улице и дома. Это поможет вам сохранить здоровье, лучше отдохнуть, повысить работоспособность. Помните, что методы и средства защиты от шума бывают разные, даже самые простые и недорогие смогут защитить вас от воздействия вредного уровня звука.

Для того чтобы измерить уровень шума на производстве можно обратиться в нашу лабораторию "ЭкоТестЭкспресс", где Вам проведут все исследования лишь за один день и при необходимости предоставят результаты исследований в кратчайшие сроки.

Как защитить себя от внешнего уличного шума?

Многих волнует проблема уличного шума, но не каждый знает о том, как же защитить себя и своих родных от его негативного воздействия. Какие основные источники так называемого внешнего шума существуют?

Главными источниками уличного шума становятся различные транспортные средства, шум автомобильных дорог, железнодорожный транспорт, сигнализации автомобилей, шум самолетов, крик и смех играющихся детей, производственные предприятия, близость расположения стадионов и т.д. Их можно перечислять очень долго, поскольку на каждой улице есть свои особенности, которые тем или иным образом влияют на внешний шум.

Можно перечислить следующие основные квартальные шумы:

• Различные транспортные средства на узких улочках, въездах на парковки и стоянки;
• Обязательное вентилирование крупных объектов (заводы, супермаркеты, прочие промышленные предприятия), а также кондиционирование воздуха на крупных объектах;
• Хозяйственные дворы и склады магазинов, супермаркетов, ресторанов и кафе;
• Центральные места тепловых пунктов;
• Спортивные площадки;
• Строительные и ремонтные работы и т.д.

К сожалению, звукоизоляция наружных стен, а также всех дверей и окон не может быть четко регламентирована. Способы защиты от шума выбираются в соответствии с необходимыми расчетами. Но давайте обо всем по порядку.

Прежде, чем приступить к так называемому акустическому расчету в здании первым делом определяется предвещаемый уровень шума от возможных уличных источников (или просто замеряется имеющийся уровень шума). Звук может находиться в диапазоне от 63 до 8000 Гц. В этих пределах находятся вероятные октавные уровни различной звуковой мощности.

После того, как это было сделано следует консультация и выбор дальнейших действий для защиты жилого помещения от внешнего шума. Работы по улучшению звукоизоляции не будут и не должны останавливаться до тех пор, пока уровень шума в помещении не будет в допустимых пределах.

В случаях, когда планируется постройка частного дома в местах, где уровень шума превышает допустимый необходимо проследить, чтобы при строительстве были учтены все правила звукоизоляции, а также выполнены все необходимые расчеты.

Для того, чтобы не переживать о том, насколько правдивыми будут полученные данные и в жилом помещении можно обратиться в нашу независимую лабораторию "ЭкоТестЭкспресс" для точного исследования уровня шума, а также дальнейших рекомендаций по улучшению сложившейся ситуации.

Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возник­новения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты.

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникнове-ния. Шум механизмов возникает вследствие упругих коле­баний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума - механические, аэроди-намические и электри­ческие явления, определяемые конструктивными и технологиче-скими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принуди-тельное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку враща­ющихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипни­ков качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10...15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей - деталями из пластмасс.

Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газо-вого потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глу-шителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электри-ческих машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распростра-нения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специаль-но выполненных массивных ограждений из плотных твердых мате­риалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено перехо-дом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопогло-щаю­щих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10...15 дБ. В условиях повы­шенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспе­чивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работа­ющих от ви-брации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникнове-ния связана с установлением причин появления механических колебаний и их устране-нием, например замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тща-тельный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.п. Для сни-жения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращение энергии механических колебаний в другие виды энер­гии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют ма-териалы с большим внут­ренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации исполь-зуют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгася-щие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизо-ляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вклады-ши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.

Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечеб­но-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теп­лые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др. Для защиты рук от воздействия ультразвука при контактной передаче, а также при контактных смазках и т.д. операторы должны работать в рукавицах или перчатках, нарукавниках, не пропускающих влагу или контактную смазку.

Во время ремонта, испытания, отработки режима и налаживания установки, ко-гда возможен кратковременный контакт с жидкостью или ультразвуковым инструмен-том, в котором возбуждены колебания, для защиты рук необходимо применять две па-ры перчаток: наружные - резиновые и внутренние - хлопчатобумажные или перчат-ки резино­вые технические по ГОСТ 20010-74. В качестве средств индивидуаль­ной за-щиты работающих от воздействия шума и воздушного ультразвука следует применять противошумы, отвечающие требовани­ям ГОСТ 12.4.051-78.

При разработке нового и модернизации существующего оборудо­вания и приборов должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, передающегося контактным путем, как в источнике его образования (конструктивными и технологическими мерами), так и по пути распространения (средствами виброизоляции и вибропоглощения). При этом рекомендуется применять:

Дистанционное управление для исключения воздействия на работающих при контактной передаче;

Блокировку, т.е. автоматическое отключение оборудования, приборов при выполнении вспомогательных операций - загрузка и выгрузка продукции, нанесение контактных смазок и т.д.;

Приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали.

Ультразвуковые указатели и датчики, удерживаемые руками опера­тора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряже­ние мышц, удобное для работы расположение и соответствовать требованиям технической эстетики. Следует исклю-чить возможность контактной передачи ультразвука другим частям тела, кроме ног. Конструкция оборудования должна исключать возможность охлаждения рук работаю-щего. Поверхность оборудования и приборов в местах контакта с руками должна иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/м град.

Рис. 4.14. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения

Классификация средств коллективной защиты от шума представ­лена на рис. 4.14. Акустические в свою очередь подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле:

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складыва­ют: . Разделив левую и правую части этого выраже­ния на (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:

.

где L 1 , L 2 , ..., L n - уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется n источников шума с одинаковым уровнем интен­сивности звука , то общий уровень интенсивности звука

.

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроно­вая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, т.е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения.

Эффективность снижения уровня шума ( , дБ) в помещении

где L - расчетный уровень интенсивности звука (или звукового дав­ления), дБ; - допустимый уровень интенсивности звука (звуко­вого давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле:

где A 2 и A 1 - соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эквивалентная площадь поглощения

здесь - средний коэффициент звукопоглощения внутренних по­верхностей помещения площадью .

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рас­считывается по формуле:

, (4.5)

где G - масса одного м 2 перегородки, кг; f - частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких.

Эффективность установки кожуха (дБ)

,

где a - коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха, - звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле (4.5).

Методы и средства коллективной защиты от вибрации. Классифи­кация методов и средств защиты от вибрации представлена на рис. 4.15.

Виброизоляцией называется уменьшение степени передачи вибрации от источника к защищаемым объектам.

Виброизоляцию можно оценивать через коэффициент передачи

,

где f и - частота возмущающей силы и собственная частота системы при наличии виброизолирующего слоя (Гц).

Эффективность виброизоляции определяется по формуле:

.

Чем выше частота возмущающей силы по сравнению с собственной, тем больше виброизоляция. При f < возмущающая сила целиком передается основанию. При f = происходит резонанс и резкое уси­ление вибрации, а при f >2 обеспечивается виброизоляция, пропор­циональная коэффициенту передачи.

Собственная частота системы

где q - жесткость виброизолятора; g - ускорение свободного паде­ния; х - статическая осадка виброизолятора под воздействием собст­венной массы.

Виброизоляция используется при виброзащите от действия наполь­ных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки могут устанавливаться на амортизаторы (резиновые, металлические или комбинированные) или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупругого слоя. Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между рукой и инстру­ментом проложены слои с различной массой и упругостью.

Выбор гашения вибрации осуществляется за счет активных потерь ли превраще-ния колебательной энергии в другие ее виды, например в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструк-ция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух «мате-риалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.

Рис. 4.15. Классификация методов и средств защиты от вибрации

При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, размещении и организации рабочего места должны быть приняты меры по уменьшению шума и вибрации на рабочем месте до предельно допустимых значений.

Уменьшение шума и вибрации достигается путем разработки шумовибробезопасной техники, использования средств и методов коллективной (снижающей шум и вибрацию в источнике возникновения и на пути их распространения к защищаемому объекту) и индивидуальной защиты (противошумных вкладышей, касок, виброзащитных рукавиц и др.).

При проектировании и изготовлении горношахтного оборудования обязательным является применение следующих средств и методов снижения шума и вибрации: точную обработку деталей; балансировку элементов и узлов машины; устройства, снижающие вибрацию и шум механического, аэродинамического, электромагнитного и гидромеханического происхождения; малозвучные и виброгасящие композитные материалы.

При эксплуатации горношахтного оборудования применяются, в основном, коллективные средства и методы шумовиброзащиты: акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические.

Акустические средства защиты включают звукоизоляцию, звукопоглощение, виброизоляцию и демпфирование.

Архитектурно-планировочные методы защиты включают рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов, рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов, рациональное размещение рабочих мест.

Организационно-технические методы защиты содержат: применение малошумных технологических процессов; применение средств дистанционного управления и автоматического контроля; применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц; совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин; соблюдение режимов труда и отдыха работников на шумных местах; применение индивидуальных защитных средств.

Основные мероприятия по снижению шума и вибрации подземного горношахтного оборудования и их фактическая эффективность приведены в таблицах 6.6 и 6.7.

Таблица 6.6 - Мероприятия по снижению уровней шума подземного горношахтного оборудования и их фактическая эффективность

Мероприятия по снижению уровня шума	Эффективность DL Ф, (DL Ф A), дБ (дБА) в октавных полосах частот f, Гц
Лабиринтные глушители для пневмодвигателей мощностью10-30кВт	DL Ф = 20-30/ f = 1000-8000; DL Ф =10-15/ f = 125-500
Камерные и комбинированные глушители для пневмодвигателей стволовых погрузочных машин
Глушители с эластичными элементами и демпфируемым выхлопом пневмодвигателей мощностью 10-30 кВт	DL Ф A = 20-25; DL Ф = 25-30/ f = 500-1000; DL Ф = 15-20/ f = 2000-8000, 250
Встроенные глушители для пневмосверл и перфораторов	DL Ф = 25-30/ f = 250-8000
Глушители выхлопа отбойных молотков типа МО-1, МО-2, МО-3
Демпфирование коронок исполнительного органа проходческих комбайнов
Виброизоляция резиной днища приемного лотка погрузочных машин
Выполнение двухслойных днищ скребкового конвейера толщиной 3-6 мм	DL Ф = 11-14/ f = 63-125; DL Ф = 10-25/ f = 250-8000
Шумоизоляция крышек выемочных комбайнов конвейерной лентой	DL Ф = 5-9/ f = 125-2000
Покрытие секций скребкового конвейера и кожуха тяговой цепи мастикой "Антивибрит-5" толщиной 5-8 мм	DL Ф = 9-15/ f =1000-8000, 63; DL Ф = 3-6/ f = 125-500;
Звукоизоляция приводов стационарных и забойных машин звукоизолирующими кожухами
Глушители электровентиляторов местного проветривания	DL Ф = 12-16/ f = 250-8000
Глушители пневмовентиляторов местного проветривания	DL Ф = 1 4-22/ f =250-8000

Таблица 6.7 - Мероприятия по снижению уровней вибрации подземного горношахтного оборудования и их фактическая эффективность

Мероприятия по снижению уровня вибрации	Эффективность DL Ф, дБ в октавных полосах частот f, Гц
Виброизолирующие салазки самоходных бурильных машин	DL Ф = 20/ f = 125-1000
Виброзащитные сидения электровозов и погрузо-доставочных машин	DL Ф = 5-12/ f = 2-125
Виброзащитные площадки проходческих комбайнов, бурильных и погрузочных машин	DL Ф = 6-10/ f = 2-16; DL Ф = 15-22/ f = 32-125
Виброгасящие эластичные изоляторы и пружинные обоймы рукояток отбойных молотков, перфораторов, электро- и пневмосверл	DL Ф = 5-6/ f = 8-1000;
Применение виброгасящих смазок	DL Ф = 10-15/ f = 8-1000;

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и механизмы являются агрегатами динамически неуравновешенными. Следствием их работы являются шум и вибрации, систематическое действие которых неизбежно приводит к отрицательному воздействию на организм человека и к снижению производительности его труда.

Некоторые сведения о шуме

Звук – это специфическое ощущение, вызываемое действием звуковых волн на органы слуха.

Слуховой аппарат человека воспринимает звуковые колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц. Звуки с частотой ниже 16 Гц (инфразвуки) и с частотой выше 20 000 Гц (ультразвуки) не слышны для человека.

Шум – это сложный звук, состоящий из сочетания различных по частоте и интенсивности звуков.

Интенсивность звука – это количество энергии, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку в 1 см 2 , перпендикулярную движению волны. Ухо человека чувствительно не к интенсивности, а к звуковому давлению, величина которого связана с интенсивностью. Максимальные и минимальные звуковые давления и интенсивности, воспринимаемые человеком как звук, называются пороговыми. Минимальные значения –порог слышимости – соответствуют едва ощутимым звукам; максимальные –болевой порог , – когда звук не ощущается как звук, а вызывает только болевые ощущения. В практике принято пользоваться не абсолютными значениями звуковых давлений и интенсивностей, а их уровнями. Уровень звукового давления и интенсивности измеряется в децибелах (дБ).

Предел слухового восприятия человека составляет 140 дБ; уровень интенсивности в 150 дБ непереносим для человека; 180 дБ вызывает усталость металла; 190 дБ вырывает заклёпки из стальных конструкций.

Кроме того, по изменению во времени шумы разделяются на стабильные ипрерывистые . Особо неблагоприятно действуют на человека воющие и прерывистые шумы.

ГОСТ 12.1.003–88 устанавливает классификацию шумов, допустимые уровни шума на рабочих местах, общие требования к шумовым характеристикам машин, механизмов, средств транспорта и другого оборудования и к защите от шума.

Действие шума на организм человека

Длительное систематическое воздействие шума на организм человека приводит к следующим последствиям шумовой болезни:

снижается производительность труда. Количество ошибок при расчётных работах возрастает на 50 %;

ослабляется память, внимание, острота зрения и чувствительность к предупредительным сигналам;

снижается чувствительность слуха;

нарушается артериальное давление и ритм сердечной деятельности.

Основными мероприятиями по борьбе с шумом являются:

Правильная организация труда и отдыха (устройство кратковременных перерывов в работе).

Правильная планировка и расположение цехов. Участки с шумным производством должны располагаться с подветренной стороны и на достаточном для снижения уровня интенсивности шума расстоянии.

Качественное изготовление деталей станков и машин.

Замена металлических соударяющихся деталей на неметаллические.

Так как звукопоглощение основано на явлении резонанса и наибольший эффект происходит при совпадении частот падающей звуковой волны и собственных колебаний звукопоглощающей панели, то его целесообразно применять там, где преобладают низкочастотные (до 300 Гц) шумы.

Применение звукоизолирующих преград. Звукоизолирующая способность преград возрастает с увеличением их веса и частоты звуковых волн.

Применение глушителей шума.

Применение средств индивидуальной защиты (тампоны, противошумные наушники, шлемофоны и др.).

Некоторые сведения о вибрации

Физически вибрация характеризуется частотой, амплитудой, скоростью и ускорением.

Пороговое ощущение вибрации возникает у человека, когда ускорение вибрации достигает 1 % от нормального ускорения силы тяжести (примерно 0,1 м/с 2), а неприятное, болезненное ощущение – при достижении ускорения 4…5 % от нормального ускорения силы тяжести (примерно 0,4…0,5 м/с 2).

Проблема нормирования производственных вибраций решается в двух направлениях: инженерно-техническом и санитарно- гигиеническом.

Важное гигиеническое значение имеет частота вибрации. Амплитуда предельно допустимых вибраций должна резко снижаться с увеличением частоты. ГОСТ 12.1.012–90 и СН 2.2.4/2.18.566–98 «Вибрация. Общие требования безопасности» устанавливает классификацию и гигиенические нормы вибрации, требования к вибрационным характеристикам производственного оборудования, включая средства транспорта, требования к средствам вибрационной защиты и методам контроля вибрации.

Однако в условиях практики наиболее опасными могут оказаться вибрации с частотами, близкими к частотам собственных колебаний отдельных органов человеческого организма (6…9 Гц).

Действие вибрации на организм человека

Вибрация, помимо разрушительного действия на машины и механизмы (статистика показывает, что около 80 % поломок и аварий в машиностроении является результатом недопустимых вибраций), оказывает вредное влияние на здоровье людей. Под действием вибрации происходит:

угнетение периферической нервной системы;

ослабление памяти;

падение мышечной силы и веса;

повышение энергетических затрат организма;

изменения в нервной и костно-суставной системах;

повышение артериального давления;

спазмы сосудов сердца;

гангрена конечностей.

Виброболезнь относится к группе заболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь на ранних стадиях, причём восстановление нарушенных функций происходит очень медленно, а при некоторых условиях наступают необратимые процессы, приводящие к инвалидности.

Таким образом, полное устранение или снижение уровней шума и вибрации являются одним из непременных условий оздоровления условий труда и повышения технической культуры производства.

Основные мероприятия по борьбе с вибрацией :

Правильная организация труда и отдыха:

– кратковременные перерывы в работе (по 10…15 мин через каждые 1…1,5 часа работы);

– активная гимнастика рук, тёплые водяные ванны для конечностей и др.

Виброизоляция – применение пружинных, резиновых и других амортизаторов или упругих прокладок.

В качестве амортизаторов применяются:

плиты из минеральной ваты и натуральной пробки. Рекомендуется применять при частотах не менее 20 Гц;

резиновые амортизаторы (при частотах не менее 12 Гц). Резина обладает высокими упругими качествами, но эти качества со временем теряются – резина стареет. Кроме того, необходимо учитывать малое изменение резины в объёме, поэтому если установить агрегат на толстом куске листовой резины, то такая установка будет мало отличаться от жёсткой. Резиновые прокладки должны иметь форму, допускающую свободное растягивание резины в стороны;

металлорезиновые амортизаторы – представляют сочетание стальных пружин с резиной. Применяют при частотах не менее 6 Гц;

пружинные амортизаторы применяются при любых частотах вибрации.

Применение динамических виброгасителей. Устанавливается добавочная колебательная система с частотой, равной частоте возмущающей силы. Эта система вызывает равные, но противофазные колебания.

Уравновешивание, балансировка.

Жёсткое присоединение агрегата к фундаменту большой массы. Амплитуда колебаний подошвы фундамента не должна превосходить 0,1…0,2 мм, а для особо ответственных установок – 0,005 мм.

Применение средств индивидуальной защиты. В качестве средств индивидуальной защиты применяются рукавицы с прокладкой на ладонной поверхности и обувь на толстой мягкой подошве (ГОСТ 12.4.002–84 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации»; ГОСТ 12.4.024–86 «Обувь специальная виброзащитная»).