Тема: Защита от шума и вибраций

1. Характеристика шума и его измерения

2. Нормы уровня шума

3. Вибрации и их действия на организм человека

4. Мероприятия по снижению шума и вибраций

5. Вредные влияния инфразвука и ультразвука на человека

1. Шум — беспорядочное сочетание звуков различной частоты и силы. Звук представляет собой механические колебания упругой среды.

Источниками шума в сельскохозяйственном производстве являются тракторы, автомобили, сельскохозяйственные машины, оборудование животноводческих ферм, машины и механизмы, используемые в строительстве, и др.

Шум является общебиологическим раздражителем и в определенных условиях может влиять на все органы и системы организма человека. Кроме непосредственного воздействия на орган слуха, шум влияет на различные отделы головного мозга, изменяя нормальные процессы высшей нервной деятельности.

Продолжительный шум вызывает у человека головную боль, головокружение, а также может привести к заболеванию нервной и сердечно­сосудистой систем, нарушению функций желудочно-кишечного тракта и обменных процессов в организме, изменениям в органах зрения и вестибулярном аппарате, повышению внутричерепного давления. В результате неблагоприятного воздействия шума на работающего человека происходит снижение производительности труда, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев. В связи с этим нормирование и снижение уровня шума до допустимых норм — очень важная задача.

Следует отличать постоянное давление звука, которое испытывает тело постоянно, когда находится в звуковом поле, от переменного звукового

давления в среде, в которой распространяются звуковые волны.

Звуковое давление является дополнительным давлением, возникающим в звуковом поле как разность между мгновенным и средним давлением при прохождении звуковых волн через среду.

За единицу звукового давления принят паскаль (Па) — давление, вызванное силой в 1 ньютон (Н), равномерно размещенное на площади в 1 м². Звуковое давление выражают размерностями дин/см² = 0,1 Па (деципаскаль).

Интенсивностью звука называют средний поток звуковой энергии в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению потока.

Уши человека лучше воспринимают относительные изменения силы (интенсивности) звука, чем абсолютные, а потому изменения уровней звукового давления и интенсивности звука определяют по логарифмической зависимости. Установлено, что ощущение звукового давления пропорционально логарифму его внешнего раздражения.

Интервал звукового давления между порогом слышимости и уровнем болевого ощущения принято делить на 14 бел или 140 дБ.

При уровне шума 65 дБ и выше начинает увеличиваться давление крови, появляется быстрая утомляемость.

Уровень шума 90. дБ и выше приводит к нарушениям слуха, ухудшению деятельности желудочно-кишечного тракта, нарушению нервной деятельности.

Уровень шума 120 дБ может привести к нарушению связи между частями внутреннего уха, а иногда лопаются барабанные перепонки. Клетки коры головного мозга находятся на пределе, близком к истощению. С увеличением шума более 120 дБ звук вызывает механические колебания тканей и разрушение нервных клеток.

Шумы делят на механические, возникающие при вибрациях, и аэродинамические, появляющиеся при выхлопах двигателей или

компрессоров. По характеру действия шумы делят на стабильные, прерывистые, воющие. Последние два особенно неблагоприятно действуют на слух.

Для измерения и исследования шума служат различного вида шумомеры. Уровень шума промышленного оборудования измеряют обычно шумомером типа Ш-ЗМ. Диапазон уровней звукового давления, измеряемых этим шумомером, 25—130 дБ. Для определения области частот, на которую приходится большая часть звуковой энергии, пользуются автоматическим анализатором шума АШ-2М. Диапазон анализатора шума (36—10000 Гц) разбит на 25 полос шириной пропускания 1/3 октавы (октава — интервал частот, в котором высшая частота в два раза больше низшей). Используется и октавный фильтр ОФ-4.

Имеются и другие приборы: малогабаритный транзисторный шумомер Ш-71; октавный фильтр ОФ-6; измеритель шума и вибрации ИШВ-1.

Измеряют сосредоточенный шум в рабочем помещении на высоте 1,5 м в расстоянии 1 м от его источника. При равномерном размещении шума его измеряют в двух точках, расположенных по длинной оси помещения, на высоте 1,5 м.

ГОСТ 12.1.003—83 устанавливает следующую классификацию шума.

1. По характеру спектра шум подразделяется на: широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональный характер шума для практических целей (при контроле его параметров на рабочих местах) устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 ДБ.

2. По временным характеристикам шум подразделяется на: постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17.187—81;

непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17.187—81.

3. Непостоянный шум подразделяется на: колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; прерывистый уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более; импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеряемые в дБА/ и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера по ГОСТ 17.187—81, отличаются не менее чем на 7 дБ.

2. Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления — при измерении шума и оценке его воздействия на человека, так как орган слуха человека чувствителен не к интенсивности звука, а к среднеквадратическому давлению.

Получить представление об уровнях звукового давления различных источников шума можно по таблице 1.

Уровни звукового давления от различных источников шума

Таблица 1

Субъективное восприятие шума человеком значительно отличается от физических характеристик звука, так как слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Звуки малой частоты человек воспринимает как менее громкие по сравнению со звуками большей частоты той же интенсивности. Поэтому для оценки субъективного ощущения громкости шума введено понятие уровня громкости, который отсчитывается от условного нулевого порога. Уровень громкости является физиологической характеристикой звуковых колебаний.

Нормы допустимых уровней звукового давления производственного шума в децибелах приведены в таблице 2.

По частоте колебаний шумы делят на три класса:

I  класс — низкочастотные (шумы тихоходных агрегатов неударного действия; шумы, проникающие сквозь изолирующие преграды — стены, перекрытия, кожухи); шумы ниже частоты 350 Гц. Для них допустимый уровень шума 90—100 дБ.

II   класс — среднечастотные (шумы большинства машин, станков, агрегатов неударного действия); шумы ниже частоты 800 Гц. Для них допустимый уровень шума 85—90 дБ.

III    класс — высокочастотные (звенящие, шипящие, свистящие, характерные для потоков газа, агрегатов, действующих с большими

скоростями); шумы частотой выше 800 Гц. Для них допустимый уровень шума 75—85 дБ.

3. Вибрация — это колебания твердых тел, воспринимаемые человеком через кожный покров, кости и мягкие ткани. Вибрации вредно действуют на организм человека и могут вызвать заболевания двух видов: общие (церебральные) и местные (локальные). Церебральные виды заболеваний возникают через сравнительно небольшой период работы в условиях вибрации. Уже через А—12 мес. с начала работы появляются головные боли, возбудимость, повышение температуры, функциональные расстройства деятельности печени, желудка и сердечно-сосудистой системы. Локальные формы заболеваний возникают при действии вибрации на отдельный участок тела. При этом повышается кровяное давление, нарушаются работа нервно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и режим работы желудочно-кишечного тракта. Признаками вибрационной болезни являются ноющие боли в области кистей пальцев рук, чувство онемения, повышенная утомляемость рук, слабость в кистях. Внешне кисти имеют отечный вид, нередки утолщения суставов и пальцев рук. Источниками вибрации являются различные машины, оборудование, транспорт, ручной электрифицированный инструмент. Классификация и гигиенические нормы вибрации установлены ГОСТ 12.1.012—78 «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности».

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют на три категории: 1 — транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам. К этой категории относятся тракторы, самоходные машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных

культур, автомобили грузовые, строительно-дорожные машины, снегоочистители; 2 — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченным перемещением только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок. Сюда относят экскаваторы (в том числе и роторные), краны промышленные и строительные, бетоноукладчики, самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт и др.; 3 — технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Сюда относят напольный производственный транспорт, станки металле- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы, машины для животноводства, очистки, сортировки и сушки зерна.

Гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, производят одним из следующих методов: частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра; интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра; дозой вибрации.

На топографо-геодезических работах мы встречаемся с вибрацией при использовании электробуров при бурении и закладке стенных марок и реперов, скальных реперов, при использовании компрессоров и термобуров, при использовании бензомоторной пилы на лесозаготовительных и строительных работах.

Для измерения вибрации используют вибрографы и виброскопы. Ручной виброграф ВР-1 (щуп) является прибором прямого измерения вибрации относительно неподвижной точки с амплитудой колебания от 0,05 до 6,0 мм при частотах от 5 до 100 Гц. Виброскоп ВК состоит из виброметра и электрической части. Прибор включается в сеть с напряжением 36, ПО, 220В и может быть использован для измерения амплитуд от 0,005 до 0,25 мм.

При воздействии вибрации меньше 4 ч в течение рабочего дня, нормы следует увеличить в 1,4 раза (на 3 дБ); при воздействии менее 2ч — в 2 раза (на 6 дБ), менее 1ч — в 3 раза (на 9 дБ).

4. Основные средства и методы борьбы с шумом можно разделить на три группы: конструктивные, организационные и индивидуальные.

1. Большие перспективы борьбы с шумом открывает создание бесшумных конструкций машин и агрегатов. Возможны также: замена в механизмах ударного действия безударным, возвратно-поступательных движений машин вращательными; поглощение шума путем применения резины, пробки, картона, войлока; замена металлических деталей пластмассовыми; поглощение шума путем покрытия стен мягким материалом — прорезиненными обоями и другими шумопоглотителями; установка на выхлопных трубах мягких глушителей, точная сборка и юстировка приборов, а также тщательная регулировка и смазка их.

2. Организационные меры борьбы с шумом: изменение технологического процесса с целью устранения или ослабления шума; автоматизация всех процессов; рациональное размещение цехов на территории предприятия.

3. В качестве индивидуальных средств защиты от шума служат: индивидуальные антифоны, противошумы, шлемы, наушники, ушные втулки, вкладыши, тампоны, полувтулки, «беруши» и т. п.; поглотители шума: вата, марля, воск. Вата уменьшает шум на 6 дБ; марля, смоченная жиром, уменьшает шум на 18 дБ; воск уменьшает шум на 24 дБ; воск, соединенный с ватой, уменьшает шум на 30 дБ.

Меры защиты от вибрации: борьба с вибрацией в источнике, отстройка резонанса, вибродемпфирование, виброгашение, виброизоляция, а также индивидуальная защита.

Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения предусматривает снижение или устранение динамических (ударных) процессов, замену кулачковых механизмов равномерно вращающимися, замену ковки и штамповки — прессованием, клепки — электросваркой и т. п.

Исключение резонансных режимов осуществляется путем отстройки собственных частот агрегата и отдельных его узлов.

Вибродемпфирование — уменьшение уровня вибрации путем использования для конструкции объекта материалов с большим внутренним трением (пластмасса, дерево, резина и т. п.).

Виброгашение — уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных реактивных импедансов (сопротивлений), например, путем установки машин на особый виброгасящий фундамент, допускающий плавные минимальные колебания порядка 0,1—0,2 мм.

Виброизоляция — снижение уровня вибрации путем уменьшения передачи колебаний объекту от машины (источника колебаний) с помощью прокладок с упругой связью, например: устройство «плавающих полов» на упругих прокладках, виброизоляция ручек бензопилы «Дружба» и т. п.

Индивидуальная защита от вибрации инструментов: устройство перерывов на 10—15 мин, проведение медицинских обследований, перевод на другую работу лиц, у которых обнаружены признаки болезни, периодические измерения шума и вибрации приборами ИШВ-1 и ВИП-2.

Профилактическими мероприятиями по предотвращению отрицательного воздействия вибрации являются: ограничения допуска к работе на рабочее место, где есть вибрация (не моложе 18 лет); проведение предварительного и периодического медицинских осмотров; инструктаж по технике безопасности, допущенных к работе; запрещение работать с вибрирующим инструментом при температуре ниже 16°С; ограничение непрерывной работы на открытом воздухе при низких температурах. В этом случае руки нужно защищать теплыми перчатками и через каждый час работы должен быть перерыв на 10...15 минут для обогрева в помещении с температурой воздуха выше 22 °С.

Продолжительность контакта с виброинструментом должна быть не более 2/3 рабочей смены; сверхурочная работа запрещена.

После работы рекомендуется принимать теплые водные процедуры, ультрафиолетовое облучение и выполнять рекомендуемый врачами комплекс лечебной гимнастики.

Для оценки локальной или общей вибрации, воздействующей на работающего, применяют приборы: ИШВ-1; НВА-1; виброизмерительную аппаратуру фирмы РГТ и др. Точность показаний приборов должна своевременно проверяться в соответствующих государственных организациях.

5. Ультразвук — звуковые колебания частотой более 16...20 кГц. Воздействие ультразвука большой мощности может у человека вызвать боль в ушах, заболевание нервной и сердечно-сосудистой систем, привести к быстрому утомлению и т. д.

Поэтому, где находятся люди, наличие ультразвуковых установок не допускается. Эти установки должны быть звукоизолированы. На рабочих местах в соответствии с ГОСТ 12.1.001—75 «Ультразвук. Общие требования безопасности» допускаются следующие уровни звукового давления: при среднегеометрических частотах 12500 Гц — 75 дБ; при 16000 Гц — 85 дБ; при 20000 Гц и выше—ПО дБ. Проверяться это должно ежегодно с помощью шумомера, настроенного на работу «быстро». Замер проводят на расстоянии 5 см от уха работающего.

Перед допуском людей к работе с ультразвуком должен проводиться инструктаж, где обязательно указывается характер действия ультразвука на организм и о мерах защиты.

Для защиты людей кроме дистанционного управления ультразвуковыми установками применяют звукоизолирующие кожухи и экраны. Большое значение здесь имеет рациональный режим труда и отдыха.

Инфразвук. Инфразвуком называют звуковые колебания частотой менее 16 гЦ.

В сельскохозяйственном производстве инфразвуковые колебания образуются при работе крупногабаритных машин и механизмов, дизельных двигателей, компрессоров, больших вентиляторов и т. д.

Инфразвук, воздействуя на людей, вызывает преждевременную утомляемость, головокружение, нарушение сна, уменьшение работоспособности, заболевание центральной нервной системы и органов пищеварения.

Вполне здоровый человек может переносить кратковременное воздействие инфразвуковых колебаний с уровнем звукового давления до 150 ДБ.

При уровне звукового давления более 150 дБ инфразвуковые колебания могут вызвать смерть человека, особенно в диапазоне частот 2... 10 Гц, что соответствует частоте колебания внутренних органов и приводит к резонансным явлениям в организме человека.

Инфразвуковые колебания имеют большую длину и распространяются почти без ослабления на большие расстояния.

Измерения инфразвука осуществляют с помощью специальных приборов и инфразвуковых микрофонов.

Чтобы исключить вредное влияние инфразвука на работающих, устраняют причины его возникновения и ослабляют изоляцией и поглощением инфразвука (динамические глушители шума компрессоров и т. д.). Для защиты людей применяют и средства индивидуальной защиты. Кроме того, учитывая, что инфразвук воздействует на весь организм в целом, для защиты людей используют специальные противошумы.

С целью профилактики все работающие, на которых может воздействовать инфразвук, обязательно предварительно, а затем периодически проходят медицинский осмотр.

Опасность действия инфразвука заключается в том, что при совпадении собственной частоты колебаний внутренних органов человека (6—9 Гц) с частотой инфразвука появляются резонансные колебания,

приводящие к большому давлению во внутренних органах. При этом наблюдаются расстройства деятельности мозга и пищеварения с такими последствиями, как паралич сердца, торможение кровообращения, обморочное состояние, общая слабость и др.

Инфразвуки почти не заглушаются препятствиями, а, наоборот, стены зданий и защитные ограждения вибрируют в ритме инфразвука.

Основные методы борьбы с воздействием естественных инфразвуковых колебаний (солнечных вспышек, землетрясений, гроз, ураганов) — своевременное предупреждение населения сейсмическими станциями и последующая его эвакуация.

Искусственные же генераторы инфразвуков (дизель-генераторы, вентиляторы, медленно работающие машины и др.) должны быть звукоизолированы, должна быть также предусмотрена виброизоляция. Генераторами ультразвука являются ультразвуковое технологическое оборудование и приборы. Во время их работы при частоте 20—70 кГц создается неслышимый ухом шум в 100—120 дБ.

Ультразвуковые колебания вызывают в твердых, жидких и газообразных веществах вибрацию их частиц с ультразвуковой скоростью, ведущей к повышению температуры. Появляется кавитация, которая разрушает отдельные клетки живой ткани организма. Под воздействием ультразвука происходит дисперсия и коагуляция, ускоряются химические процессы. При нахождении человека в поле ультразвукового генератора появляются слабость, головные боли, боли в ушах, нарушается ритм работы сердца, расстраивается нервная система, а при соприкосновении с предметами и веществами, в которых возбуждены ультразвуковые колебания, происходит контактное облучение.

Методы защиты от воздействия ультразвуковых колебаний аналогичны методам защиты от шума.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОГРУДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ»