Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственный шум и вибрация. Учебное пособие
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Л. Ф. Маслова
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ
И ВИБРАЦИЯ
Учебное пособие
Ставрополь
2020
УДК 331.45
ББК 68.9
М31
Маслова, Любовь Федоровна
М31 Производственный шум и вибрация : учебное пособие /
Л. Ф. Маслова ; Ставропольский гос. аграрный ун-т. – Ставрополь,
2020. – 36 с.
Предназн
жизнедеятельности» для бакалавров всех профилей обучения
очной/заочной формы.
ачено для изучения курса «Безопасность
УДК 331.45
ББК 68.9
© ФГБОУ ВО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2020
ВВЕДЕНИЕ
Современная медицина начала бить тревогу: растет количество
профессиональных заболеваний – вибрационной болезни и тугоухости,
возникающей из-за длительного воздействия шума и вибрации на
работника такого предприятия. И в группах риска оказалось много
профессий, связанных как раз с работой в этих условиях.
Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или
болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни.
Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой
чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум
мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха,
способствует увеличению числа других заболеваний, угнетающе
действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как
и химическое отравление.
Некоторые производственные процессы сопровождаются
значительным шумом и вибраций. Источники интенсивного шума и
вибрации являются машины и механизмы с неуравновешенными
вращающимися массами, в отдельных кинематических парах которых
возникают трение и соударения, а также технологические установки и
аппараты, в которых движение газов и жидкостей происходит с
большими скоростями и сопровождается пульсацией.
В условиях производства воздействие шума и вибрации на
организм часто сочетается с другими негативными воздействиями:
токсичными веществами, перепадами температуры и др.
Повышение уровня шума и вибрации на рабочих местах оказывает
вредное воздействие на организм человека.
В результате длительного воздействия шума нарушается
нормальная деятельность сердечнососудистой и нервной системы,
пищеварительных и кроветворных органов. Вибрация воздействует на
центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, органы
равновесия, вызывает головокружение. Вибрационная патология стоит
на втором месте среди профессиональных заболеваний.
3
ШУМ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Звук — физическое явление, представляющее собой
распространение в виде упругих волн механических колебаний в
твёрдой, жидкой или газообразной среде
Шум - беспорядочное сочетание звуков различной частоты и
интенсивности, вызывающих отрицательные субъективные ощущения.
Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым
колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на
другие виды колебаний (радио-, электричество).
Шум — совокупность непериодических звуков различной
интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это
всякий неблагоприятно воспринимаемый звук.
Уровни шума подлежат измерению в величинах, способных
выразить степень производимого звукового давления.
Звуковое давление (р) - переменная составляющая давления
воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний.
Единица звукового давления – паскаль (Па).
Уровень звукового давления (N) – отношение данного звукового
давления р к нулевому (стандартному) уровню р, выраженному в дБ.
Основные характеристики звуковых колебаний – частота и
амплитуда.
Свойства звука (механических упругих колебаний среды) зависят
от частоты.
Частота — величина-характеристика периодического процесса,
равная количеству повторений или возникновения событий (процессов)
в единицу времени. Частота звуковых колебаний воспринимается на
слух как высота тона.
Единица измерения частоты – герц – это частота, при которой в
1 секунду происходит 1 колебание. Человек воспринимает звуковые
колебания от 16 до 20000 Гц.
4
Амплитуда звуковых колебаний воспринимается на слух как
громкость.
Период колебания — наименьший промежуток времени, за
который система совершает одно полное колебание (то есть
возвращается в то же состояние, в котором она находилась в
первоначальный момент, выбранный произвольно).
Громкость звука растет пропорционально логарифму силы звука.
Громкость звука изменится на единицу, если его энергия увеличится
или уменьшится в 10 раз.
Единицы измерения уровня шума связывают с именами двух
физиков – Александра Белла и Генриха Герца.
Единица громкости – бел.
Для практических целей используется десятая часть этой единицы
– децибел (дБ). Уровень шума измеряется в децибелах (дБ).
Децибел
По своей сути, децибел представляет собой десятикратный
логарифм отношения интенсивности существующей звуковой энергии к
ее значению. Он не является непосредственно единицей измерения, а
именно выражением отношения.
Измеримая характеристика звука – количество заключенной в нем
энергии. То есть интенсивность его как потока этой энергии. Именно
поэтому количественной характеристикой выступает, например,
выражение в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).
Однако получаемые величины относительно эталонного уровня
10−12 Вт/м2 столь малы и непонятны большинству обывателей, что 1
бел, был «принят» для выражения получаемых отношений. Например,
уровень шума реактивного самолета составляет порядка 13 бел или в
более мелких величинах – 130 децибел (дБ). Для человеческого уха
нормальный диапазон шумов определяется границами от 20 до 120
децибел. При звуках выше этого уровня человек может получать
серьезные травмы барабанной перепонки и контузии. А 160 дБ могут
оказаться смертельными.
5
Жилищно-бытовые шумы складываются из непосредственно
возникающих шумов в помещении и проникающих в них из вне. В
целях охраны здоровья и нормального состояния граждан приняты
нормы допустимого проникающего шума. Это 40 дБ днем и 30 – ночью.
Средние показатели единиц уровня измерения шума доказывают,
что примерно в 80% случаев даже при нормальной работе радио и
телевизора, разговорах, проникающий из соседних квартир шум
держится на уровне 40-45 дБ, а звуки из подъезда (движение лифта,
хлопки дверей) достигают 60 дБ.
Герц
Помимо интенсивности звука, человеческое ухо чувствительно к
шумовым колебаниям. Герц - единица Си частоты, равновеликая
частоте происходящего периодического процесса, при котором за 1
секунду происходит один цикл такого периодического процесса (то есть
1 колебание). Поэтому для объективной характеристики необходимо
использовать обе эти единицы измерения уровня шума. Слуховой
аппарат человека более чувствителен к колебаниям, создаваемым
высокими частотами, чем низкими. Но в производственных и жилищнобытовых условиях, любой находится под воздействием всего спектра. В
связи с этим, при проведении сравнения уровня громкости звука,
необходимо помимо характеристики силы и интенсивности звука в
децибелах указывать также и частоту колебаний в секунду.
6
Звук может состоять из одного чистого тона, но чаще всего он
представляет собой сочетание многих тонов различных уровней
(громкости) и высот (высокая и низкая частота).
Если нам кажется, что звук вызывает беспокойство, это
происходит не из-за одной только громкости. Высота звука также
является сильным фактором. Высокие тона раздражают сильнее, чем
низкие. Чистые звуки могут вызвать беспокойство и поражение слуха
даже более сильное, чем сложные тона.
Шумы от разных источников смешиваются друг с другом. Общий
уровень шума в любом месте возрастает при увеличении количества
источников шума. Однако различные уровни шума нельзя суммировать.
Например: два различных источника шума, каждый с уровнем
шума по 80 дБ вместе, дают уровень 83 дБ, а не 160 дБ.
Изменения от 80 до 83 дБ воспринимаются ухом так же сильно,
как и переход от 40 до 43 дБ.
Сила звука (Е) – поток звуковой энергии, проходящей в единицу
времени через единицу площади (Вт/м); изменяется пропорционально
квадрату звукового давления. Начальный уровень отсчета энергии звука
Е = 10 Вт/м.
Если энергия возрастет по отношению к начальному уровню в 10
раз, то громкость воспринимаемого звука увеличится на 10 дБ; энергия
вырастет в 100 раз, громкость повысится на 20 дБ; в 1000 раз – на 30 дБ.
Всему диапазону в изменениях энергии звука, который доступен
человеку, т.е. изменение примерно в 10 триллионов раз (10 000 000 000
000), соответствует изменение в ощущении громкости всего на 130 дБ.
Порог слышимости – это минимальная величина звукового
давления, при которой звук данной частоты может быть воспринят ухом
человека. Величину порога слышимости принято выражать в децибелах,
принимая за нулевой уровень звукового давления 20 мкПа при частоте 1
кГц.
При частотах ниже 16 или выше 20000 Гц слышимость
отсутствует при любых звуковых давлениях.
7
Человеческое ухо обладает чрезвычайно большим диапазоном
чувствительности - от 20 дБ до 120 дБ, что соответствует энергии в 10
раз.
Болевой порог – звуковое давление, вызывающее болевое
ощущение. При частоте 1000 Гц болевой порог – 20 Па (2х102 Па), что
соответствует уровню 120 дБ.
8
2.ИСТОЧНИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:
- механические;
- аэродинамические и гидродинамические;
- электромагнитные.
На ряде производств преобладает механический шум, основными
источниками которого являются:
-Зубчатые передачи;
-Механизмы ударного типа;
-Цепные передачи;
-Подшипники качения и т.п.
Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных
вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах,
движением материалов в трубопроводах и т.п.
Спектр механического шума занимает широкую область частот.
Определяющими факторами механического шума являются форма,
размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства
материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их
смазывание. Машины ударного действия, к которым относится,
например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником
импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило,
превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях
наибольший уровень шума создается при работе металло- и
деревообрабатывающих станков.
9
3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
Шум — совокупность непериодических звуков различной
интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это
всякий неблагоприятно воспринимаемый звук.
По спектру шумы подразделяются на стационарные и
нестационарные.
По характеру спектра шумы подразделяют на:
-широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1
октавы;
-тональный шум, в спектре которого имеются выраженные
дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше
уровня звука на других частотах);
- импульсный шум, воспринимаемый как отдельные импульсы
(удары).
Примером широкополосного шума может являться шум
реактивного самолета, тонального - шум дисковой пилы, в спектре
шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирующим
уровнем звука.
По частоте акустические колебания различаются:
инфразвук
(меньше 16 Гц),
звук (16 Гц – 20 КГц),
ультразвук (больше 20 КГц).
Инфразвук - область акустических колебаний с частотой ниже 16-
20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с
низкочастотным шумом, в ряде случаев — с низкочастотной вибрацией.
При воздействии инфразвука на организм уровнем 110-150 дБ
могут возникать неприятные субъективные ощущения и
многочисленные реактивные
изменения: нарушения в ЦНС,
сердечнососудистой и дыхательной системах, вестибулярном
анализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружение,
осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове,
снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство
страха, сонливость, затруднение речи; специфическая для действия
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]