Классификация производственного шума

Шум классифицируется (рис. 1) по частоте, спектральным и временным ха­рактеристикам, природе его возникновения.

Рис.1. Классификация производственного шума

По частоте акустические колебания различаются на инфразвук (f< 16 Гц), звук (16< f < 20 000 Гц), ультразвук (f > 20 000 Гц). Акустические колебания звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).

По спектральным характеристикам шум подразделяется на [3]:

· широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы;

· тональный (дискретный), в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах).

Примером широкополосного шума может являться шум реактивного самолета, тонального — шум дисковой пилы, в спектре шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирующим уровнем звука. Спектры широкополосного и тонального шума представлены на рис. 2.

 

Рис. 2. Спектральные характеристики шума

 

По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный. Постоянным считается шум, ypoвень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ; непостоянным – если это изменение превышает 5 дБ.

Непостоянные шумы (рис.3) подразделяются на[3]:

· колеб­лющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во вре­мени (например, шум транспортных потоков);

· прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в которых уровень звука оста­ется постоянным 1 с и более, например, шум прерывисто сбра­сываемого из баллонов сжатого воздуха;

· импульсные, представ­ляющие собой звуковые импульсы длительностью менее 1 с (например, шум агрегатов и машин, работающих в импульсном режиме).

 

Рис.3. Временные характеристики шума

 

По природе возникновения шум можно разделить на механиче­ский, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.

Шум механического происхождения– шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом [2].

Механические шумы возникают по следующим причинам: на­личие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникаю­щих из-за движения деталей механизма с переменными ускоре­ниями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбеж­ных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка, рихтовка) и ряд других. Основными источниками возникновения шума механического происхождения являются подшипники качения и зубчатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.

Шум аэродинамического происхождения– шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.)[2].

Аэродинамический шум возникает при работе вентиляторов и воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания.

Причинами аэродинамического шума являются:

· вихревые процессы, возни­кающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа;

· пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов, турбин;

· колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока.

Аэродина­мический шум – один из самых значительных по уровню звука.

Шум гидродинамического происхождения– шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.) [2].Кавитация – нарушение непрерывности в текущей жидкости, образование газовых пузырьков в жидкости.

Шум электромагнитного происхождения – шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.)[2].

Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей.

 

3.3. Воздействие акустических колебаний (шума) на человека

Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению вни­мания и увеличению ошибок при выполнении работы. В резуль­тате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на по­ступающие от технических объектов и внутрицехового транспор­та сигналы, что способствует возникновению несчастных случа­ев на производстве.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот интенсивности. Областьслышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми (рис. 4): нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения.

Порог слуха молодого человека составляет Lp =0дБ на частоте 1000Гц (стандартная частота для сравнения в акустике), минимальная интенсивность звука равна I=10^-12 Вт/м² (порог слышимости).

Как видно, при определенных частотах человек слышит отрицательные уровни звука. На частоте 100Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот.

Болевым порогом принято считать звук с уровнем Lp=120...130 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100Вт/м².

Рис. 4. Слуховое восприятие человека

Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения, мо­гут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате (перфора­ция или даже разрыв барабанной перепонки). Область на частот­ной шкале, лежащая между двумя кривыми, называется обла­стью слухового восприятия.

Шум влияет на весь организм человека. Он угнетает централь­ную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникнове­нию сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гиперто­нической болезни, может привести к профессиональному заболе­ванию.

Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ (шум в квартире) привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 70 дБ (громкая музыка) создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздейст­вии может стать причиной неврозов. Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ (шум двигателя легкового автомобиля) может привести к ухудшению слу­ха – профессиональной тугоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.

Рабочие, подвергающиеся постоян­ному воздействию шума, страдают от снижения слуха, а также жалуются на головные боли, голово­кружение, боли в области сердца, желудка, желчного пузыря, повышенное артериальное давление. Шум снижает иммунитет человека и устойчивость человека к внешним воздействиям.

Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБ А должны быть обозначены знаками безопасности [4]. Работающих в этих зонах администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты [5].

Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движе­ние барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспособность, появляется чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость, затруднение речи. Инфразвук вызывает в организме человека психофизиологические реакции – тревожное состояние, эмоциональную неустойчивость, неуверенность в себе [1].

Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и контактно на руки – через жидкую и твердую среды. Воздействие через воздушную среду вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также изменения свойств и состава крови, артериального давления. Контактное воздействие на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменению костной структуры – снижению плотности костной ткани [1].