1. Производственный шум и вибрация

Шум — это совокупность беспорядочных колебаний материальных частиц или тел, передаваемых твердой, жидкой или газообразной средой и воспринимаемых органом слуха человека; иными словами шум — это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его работе и от­дыху.

Источниками шума в промышленности являются мельницы, дробилки, редукторы, вентиляторы, ком­прессоры и насосы, ручной ударный инструмент, транспортирующие системе, течение газа или жидкости по трубопроводам и т.д. Область пространства, в котором распространяются звуковые волны, назы­вается звуковым полем; оно характеризуется интен­сивностью звука, скоростью его распространения и звуковым давлением.

Интенсивность звука— это количество звуковой энергии, передаваемой звуковой волной за 1с через площадку 1м², перпендикулярную направлению рас­пространения звука. За единицу интенсивности при­нят поток звуковой энергии в 1 Вт на 1 м² поверх­ности (Вт/м²).

Звуковым давлением называется разность между мгновенным значением полного давления, создаваемо­го звуковой волной, и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде. Оно выражает­ся в единицах давления — паскалях (Па).

Минимальные значения интенсивности звука и звукового давления, которые едва воспринимаются человеком, называются порогом слышимости. Наи­большие значения интенсивности звука и звукового давления, вызывающие болезненные ощущения, на­зываются порогом болевого ощущения. Между этими значениями лежит область слухового восприятия. По­скольку слуховой аппарат человека воспринимает не абсолютные, а только относительные изменения, зву­кового давления, для оценки воздействия звука на человека вводятся понятия уровня интенсивности зву­38Р и уровня звукового давления, т.е. принимается, что ощущения человека пропорциональны логарифму - отношений энергии источника шума к интенсивности или звуковому давлению на пороге слышимости. Уро­38РМа интенсивности звука и уровень звукового давле­ния измеряют в специальных единицах — белах или децибелах (одна десятая бела).

На пороге слышимости при частоте 1000 Гц уровень звукового давления и уровень интенсивности звука равны нулю, а на пороге болевого ощущения составляют 120—130 дБ. Например, уровень шума нормальной речи 40 дБ, рядом проходящего автомобиля 70—90 дБ, форсунок трубчатой печи 100 дБ, осевых вентиляторов 100—105 дБ, турбокомпрессоров 115—120 дБ. Шум, равный 140—150 дБ, для челове­38Р невыносим.

Орган слуха человека воспринимает звуковые ко­лебания как звук при частотах от 16—20 до 16000—20000 Гц. Звуки с частотой менее 20 Гц (инфразвуки) и более 20000 Гц (ультразвуки) органом слуха чело­века не воспринимаются.

Шум, возникающий при работе производственного оборудования, вредно отражается на здоровье работающих. Он влияет на весь организм, вызывая быст­рую утомляемость, снижение работоспособности, слабость, раздражительность, нарушение сна. Дли­тельное воздействие шума приводит к нарушению правильного функционирования слуховых органов и к глухоте.

Вибрация — это механические колебания упругих тел и механизмов, которые характеризуются такими параметрами, как частота (Гц), амплитуда (м), ско­рость (м/с) и ускорение (м/с²). Вибрация и шум сопутствуют друг другу. При воздействии вибрации на человека различают общую, передающуюся через опорные поверхности на рабочее место, и локальную, передающуюся через руки человека. Наиболее опасно воздействие общей вибрации, при этом наблюдает­ся перерождение некоторых биологических тканей, потеря упругости тканей, кровеносных сосудов, потеря чувствительности нервных волокон, т.е. наблюдается расстройство нервной и сердечно-сосудистой систем. При локальной вибрации, происходящей обычно при работе с ручным вибрирующим инструментом, вред­38РМ воздействие отмечается в зоне действия вибрации, т.е. на руках, с преимущественным поражением нервно-мышечного аппарата. На поздних стадиях воз­действия вибрации на человека изменения могут ока­заться уже необратимыми и перейти в профессио­нальное заболевание — вибрационную болезнь.

Способы защиты от шума и вибрации. Согласно ГОСТ 12.1.003—76 основные меры по снижению шу­38Р могут быть классифицированы следующим обра­зом; технические средства борьбы с шумом, строи­тельно-акустические мероприятия, применение средств индивидуальной защиты, организационные мероприятия.

Для защиты от шума и вибрации применяют тех­нические меры, позволяющие устранить или снизить шум и вибрацию в источнике их возникновения (за­меной возвратно-поступательного движения частей механизма вращательным, применением клиноременных передач, тщательной статической и динамической, балансировкой и центровкой вращающихся и движу­щихся частей машин, уменьшением люфтов в сочле­нениях).

Как меру защиты применяют звукопоглощение и звукоизоляцию. При падении звуковой волны на зву­копоглощающую поверхность значительная часть зву­ковой энергии поглощается в порах материала. Для звукоизоляции (звукоотражения) следует применять гладкие и непористые материалы, хорошо отражаю­щие звуковые колебания. Поэтому для снижения шу­39Р ограждают шумные механизмы звукоизолирующи­ми кожухами, экранами и перегородками из гладко­го звукоотражающего материала, облицовывают по­толок и стены помещений звукопоглощающими материалами (фибролитовыми плитами, стекловолокном, минеральной ватой, пористыми поливинилхлоридами и др.).

Для защиты обслуживающего персонала от шума на производстве с шумными технологическими про­цессами или особо шумным оборудованием (газовые турбины, мощные компрессорные установки, шаровые мельницы и дробилки и т.п.) устраивают кабины на­блюдения и дистанционного управления. Они пред­ставляют собой изолированные помещения из звукопоглощающих материалов.

Эффективный способ защиты от вибрации — при­менение виброизоляторов. Виброизоляторы представ­ляют собой упругие элементы, размещенные между машиной и ее основанием. На рис.6.8 показаны схе­мы виброизоляции виброактивного оборудования: на­сосов, компрессоров, дробилок, электродвигателей и др. Виброизоляторы могут быть металлическими, резиновыми, пружинными, комбинированными; в по­следнее время применяют пневматические виброизоляторы.

Рис.6.8. Схема виброизоляции виброактивного оборудования:

а — опорный вариант: б — подвес­ной вариант; в — виброизоляция от вертикальных в горизонталь­ных колебаний

К строительно-акустическим мероприятиям относят размещение источников шума вдали от производства, предусматривая определенное расстояние между шумными и менее шумными помещениями, создание вокруг шумных помеще­ний зеленой зоны и др. Зеленые насаждения зна­чительно снижают уро­40РМа шума. В том случае, когда техническими и организационными меро­приятиями невозможно снизить уровень шума до допустимых значении, применяют индивидуальные средства защиты органов слуха. Существуют много заглушек-вкладышей, наушников и шлемов, рассчитанных на изоляцию наружного слухового прохода от шумов. Наиболее эффективными и гигиеничны­ми считаются вкладыши из смеси волокон органиче­ской бактерицидной ваты и ультратонких полимерных волокон из материала Петрянова («Беруши»), позво­ляющие снизить восприятие шума на различных час­тотах от 15 до 30 дБ.

Способы измерения шума и вибрации. Параметры шума и вибрации измеряют шумомерами и вибромет­рами. Принцип действия шумомера основан на пре­образовании энергии звуковых колебаний в электрический ток, усиливаемый и измеряемый электроизмерительным прибором, шкала которого градуирована в дБ.

Частотный спектр шума измеряют частотными анализаторами или активными полосовыми фильтрами, которые присоединяют к шумомеру. Выпускают шумомеры типа Ш-71 (73) и измеритель шума и вибрации ИШВ-1 (рис.6.9).

Рис.6.9. Измеритель шума и вибрации ИШВ-1:

1 – вход для подключения микрофона или виброприемника; 2, 4 – переключатели диапазонов измерения; 3 – переключатель рода работы; 5 – микрофон;

6 – датчик вибрации; 7 – переключатель для измерения вибрации; 8 – гнездо «выход для подключения магнитофона или осцилло­графа»; 9 – клемма заземления; 10 – стрелочный индикатор; 11 – гнездо для подключения электрического калибратора; 12 – индикатор питания; 13 – тумблер переключения работы на микрофон или виброприемник; 14 – гнезда для калибровки приема; 15 – переключатель октавных полос