Производственный шум и методы защиты от шума. Вибрация и защита от нее

Шум как гигиенический фактор представляет собой совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Шум как физический фактор – это распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.

Производственный шум - это совокупность различных по громкости и тону звуков, возникающих в воздушной среде во время производственного процесса. Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда. При длительном воздействии шума на человека у него снижается острота слуха (возможно снижение слуха, вплоть до полной его потери), зрения, изменяется кровяное давление. Шум является нередко косвенной причиной производственного травматизма.

Звуковая волна характеризуется длиной волны, частотой, звуковым давлением и интенсивностью. Длина волны – это путь, пройденный волной за время, равное периоду колебаний (расстояние между двумя ближайшими частицами среды, колеблющимися в одной фазе). Частота колебаний - это число колебаний за одну секунду. Одно колебание в секунду равняется 1Гц. При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Человеческое ухо слышит звук в диапазоне частот от 16 до 20000 герц (Гц). Колебания с частотой ниже 16 Гц (называются инфразвук) и с частотой выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое действие на организм человека.

Звуковым давлением называется разность давлений воздушной среды при распространении в ней звуковой волны и атмосферного воздуха в нормальных условиях. Ухо человека воспринимает звуковое давление в пределах 2*10^-5 - 2*10² Паскаль (Па) при частоте звука 1000 Гц. Минимальное значение звукового давления - это порог слышимости, максимальное - порог болевого ощущения.

Интенсивность звука - это количество звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны. Громкость звука определяется его интенсивностью, выраженной в Вт/кв.м. Однако, субъективно оцениваемая громкость  (физиологическая характеристика звука) возрастает гораздо медленнее, чем интенсивность (физическая характеристика) звуковых волн. При возрастании интенсивности звука в геометрической прогрессии воспринимаемая громкость возрастает приблизительно линейно. Поэтому обычно уровень громкости выражают в логарифмической шкале. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале это соответствует увеличению громкости (уровня восприятия) на 1, 2, 3 единицы. Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Она примерно соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому ухом. Для сравнения можно указать, что средний уровень громкости речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м производит шум в 120 дБ. На практике в качестве порога болевого ощущения принята интенсивность звука 100 Вт/кв.м, соответствующая 140 дБ.

По частотному диапазону шумы подразделяются на  низкочастотные – до 350 Гц, среднечастотные – 350-800 Гц и высокочастотные – свыше 800Гц.

По временным характеристикам шум бывает постоянный, прерывистый, импульсный, колеблющийся во времени.

Упругие волныс частотой менее 16 Гц называют инфразвуком. Медицинские исследования показали, что неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков. Инфразвук вреден во всех случаях - слабый действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивности 110-150 дБ наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту. Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели самолетов, двигатели внутреннего сгорания.

Упругие колебания с частотойболее 20000 Гц называются ультразвуком. Мощные ультразвуковые колебания низкой частоты 18-30 кГц и высокой интенсивности используются в производстве для технологических целей: очистка деталей, сварка, пайка металлов, сверление. Более слабые ультразвуковые колебания используются в дефектоскопии, в диагностике и для исследовательских целей. Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях организма происходят сложные процессы: колебания частиц ткани с большой частотой, которые при небольших интенсивностях ультразвука можно рассматривать как микромассаж; образование внутритканевого тепла в результате трения частиц между собой, расширение кровеносных сосудов и усиление кровотока по ним; усиление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний. Эти свойства ультразвука используются в ультразвуковой терапии на частотах 800-1000 кГц при невысокой интенсивности 89-90 дБ, улучшающей обмен веществ и снабжение тканей кровью.

Снижение шума, создаваемого на рабочих местах и проникающего извне, достигается использованием следующих методов: уменьшение шума в источнике; уменьшение шума по пути его распространения; акустическая обработка помещений; рациональная планировка предприятия; рациональная организация работ.

Защита от шума регламентируется следующими документами: ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.1.029-80 «ССБТ. Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях».

Вибрация - это процесс распространения в упругих телах механических колебаний с амплитудой от 0,003 до 0,5 мм. Вибрация приводит тело человека в колебательное движение. Различают вибрацию общую и местную.

Наиболее частая причина вибрации - вращение с большой скоростью деталей, центр тяжести которых смещен относительно геометрического центра. В этом случае возникает биение, передающееся на основание машины или механизма.

Основными параметрами вибрации являются: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания (время, в течение которого совершается одно полное колебание).

В производственных условиях почти не встречается вибрации в виде простых гармонических колебаний. При частоте вибраций, близкой к собственным частотам внутренних органов человека (6–9Гц), возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушением физиологических функций организма человека. Эти нарушения вызывают головную боль, головокружение, нарушение сна, снижение работоспособности, нарушения сердечной деятельности.

Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятная, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением деятельности вестибулярного аппарата.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов защиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.

Вибробезопасные условия труда обеспечиваются:

· снижением вибрации в источнике возникновения;

· отстройкой от режима резонанса;

· вибродемпфированием - вибрирующие машины устанавливаются на отдельных фундаментах;

· динамическим гашением колебаний – увеличение жесткости системы;

· виброизоляцией - источники колебаний изолируются от опорных поверхностей резиновыми, пружинными или комбинированными изоляторами;

· использование индивидуальных средств защиты;

· ограничение времени воздействия вибрации на работников.

Средства индивидуальной защиты от вибрации применяются в том случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются специальные рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног - специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела – нагрудники, специальные костюмы.

Вибробезопасные условия труда регламентируют следующие документы: ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», ГОСТ 12.4.002-74 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибраций. Общие требования», ГОСТ 12.4.024-76 «ССБТ. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования».