Методы и средства защиты от вибрации.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты.

Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

В качестве вибропоглощающих покрытий обычно используют мастики № 579, 580, типа БД-17 и простейшие конструкции (слои рубероида, проклеенные битумом или синтетическим клеем).

Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Во время перерывов следует выполнять специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также самомассаж конечностей.

Если вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего с этой машиной ограничивают.

Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (два раза в год комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.

18. Производственный шум: нормирование измерение

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

Шумоизмерительные приборы - шумомеры - состоят, как правило, из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блокамичастотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) - быстро, S (slow) - медленно, I (pik) - импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S - колеблющихся и прерывистых, I - импульсных.

Стандартные частотные характеристики А, В, С, D

А - характеристика, приближающаяся к частотной характеристике чувствительности человеческого уха;

В, С - характеристики, использующиеся при измерении громких звуков, для которых чувствительность человеческого уха меньше изменяется в зависимости от частоты;

D - характеристика, используемая при измерении шумов самолетов.

По точности шумомеры делятся на четыре класса 0, 1, 2 и 3. Шумомеры класса 0 используются как образцовые средства измерения; приборы класса 1 - для лабораторных и натурных измерений; 2 - для технических измерений; 3 - для ориентировочных измерений. Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по частотам: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на диапазон частот от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31,5 Гц до 8 кГц.

Для измерения эквивалентного уровня шума при усреднении за длительный период времени применяются интегрирующие шумомеры.

Приборы для измерения шума строятся на основе частотных анализаторов, состоящих из набора полосовых фильтров и приборов, показывающих уровень звукового давления в определенной полосе частот.

В зависимости от вида частотных характеристик фильтров анализаторы подразделяются на октавные, третьеоктавные и узкополосные. Частотная характеристика фильтра К(f) = U _вых / U _вх представляет собой зависимость коэффициента передачи сигнала со входа фильтра U _вх на его выход U _вых от частоты сигнала f. Полосовой фильтр характеризуется полосой пропускания B = f ₂ - f ₁, т.е. областью частот между двумя частотами f ₁ и f ₂, на которых частотная характеристика К(f) имеет значение (затухание) не более 3 дБ.

f ₁ и f ₂ - частоты среза фильтра, f ₀ = (f ₁ * f ₂)^1/2 - центральная частота фильтра

Для измерения производственных шумов преимущественно используется прибор ВШВ-003-М2, относящийся к шумомерам I класса точности и позволяющий измерять корректированный уровень звука по шкалам А, В, С; уровень звукового давления в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне среднегеометрических частот от 16 до 8 кГц в свободном и диффузном звуковых полях. Прибор предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов

НОРМИРОВАНИЕ ШУМА

Шум оказывает негативное влияние на весь организм человека. Шумы средних уровней (менее 80 дБА) не вызывают потери слуха, но тем не менее оказывают утомляющее неблагоприятное влияние, которое складывается с аналогичными влияниями других вредных факторов и зависит от вида и характера трудовой нагрузки на организм.

Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха и снижение работоспособности и производительности труда работающих.

Для разных видов шумов применяются различные способы нормирования.

Для постоянных шумовнормируются уровни звукового давления L_Pi (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки шумовой характеристики рабочих мест допускается за шумовую характеристику принимать уровень звука L в дБ(А), измеряемый по временной характеристике шумомера «S - медленно».

Нормируемыми параметрами прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать эквивалентные (но энергии) уровни звукового давления L _эквв дБ в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Для непостоянных шумов нормируется так же эквивалентный уровень звука в дБ(А).

Допустимые уровни звукового давления для рабочих мест служебных помещений и для жилых и общественных зданий и их территорий различны.

Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест служебных помещений является ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 11-12-88 "Защита от шума".

 

19. Защита от шума

Слух позволяет человеку воспринимать звуковую информацию. Вместе с тем, насыщение окружающего пространства шумами повышенной интенсивности может привести к искажению звуковой информации и нарушению слуховой активности человека.

Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно.

Наиболее опасно длительное воздействие интенсивного шума на слух человека, которое может привести к частичной или полной потере слуха. Медицинская статистика показывает, что тугоухость в последние годы выходит на ведущее место в структуре профессиональных заболеваний и не имеет тенденции к снижению.

Поэтому важно знать особенности восприятия звука человеком, допустимые с точки зрения обеспечения здоровья, высокой производительности и комфортности уровни шума, а также средства и способы борьбы с шумом.

Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских мер на этапах проекти­рования, строительства и эксплуа­тации производственных предприя­тий, машин и оборудования. В це­лях повышения эффективности борь­бы с шумом введены обя­зательный гигиенический контроль объектов, генерирующих шум, регистрация физических факторов, оказываю­щих вредное воздействие на окружа­ющую среду и отрицательно вли­яющих на здоровье людей.

Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источ­нике за счет изменения технологии и конструкции машин. К мерам это­го типа относятся замена шумных процессов бесшумными, ударных —безударными, например замена клепки — пайкой, ковки и штамповки обра­боткой давлением; замена металла в некоторых деталях незвучными ма­териалами, применение виброизоля­ции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др. При невозможности снижения шума оборудование, являющееся источни­ком повышенного шума, устанавли­вают в специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в малошумном помеще­нии. В некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением звукопоглощающих пористых ма­териалов, покрытых перфорирован­ными листами алюминия, пластмасс. При необходимости повышения коэффициента звукопоглощения в области высоких частот звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой перфорацией, применяют также штучные звукопоглотители в виде конусов, кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником повышенного шума. Большое значение в борьбе с шумом имеют архитектурно-планировочные и строительные мероприятия. В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения требований действующих нормативов, необходимо ограничение длительности воздействия шума и применение противошумов.

Пртивошумы – средства индивидуальной защиты органа слуха и предупреждения различных расстройств организма, вызываемых чрезмерным шумом. Их используют в основном тогда, когда технические средства борьбы с шумом не обеспечивают снижения его до безопасных пределов. Противошумы подразделяют на три типа: вкладыши, наушники и шлемы.

Противошумные вкладыши вводят в наружный слуховой проход. Вкладыши бывают многократного и однократного пользования. К вкладышам многократного пользования относятся многочисленные варианты заглушек в виде колпачков различной конструкции и формы из резины, каучука и других пластичных полимерных материалов, в некоторых случаях надетых на железные стержни. Противошумные вкладыши многократного использования выпускают нескольких типов и размеров; вес их не регламентируется и колеблется в пределах до 10 г. «Беруши» – коммерческое название отечественных противошумных вкладышей однократного пользования из органического перхлорвинилового фильтрующего шумопоглощающего материала.

Противошумные наушники представляют собой чаши, по форме близкие к полусфере, из легких металлов или пластмасс, наполненные волокнистыми или пористыми звукопоглотителями, удерживаемые с помощью оголовья. Для удобного и плотного прилегания к околоушной области они снабжаются уплотняющими валиками из синтетических тонких пленок, часто заполненных воздухом или жидкими веществами с большим внутренним трением (глицерин, вазелиновое масло и др.). Уплотняющий валик одновременно демпфирует колебания самого корпуса наушника, что существенно при низкочастотных звуковых колебаниях.

Противошумные шлемы – самые громоздкие и дорогостоящие из индивидуальных средств противошумной защиты. Они используются при высоких уровнях шумов, часто применяются в комбинации с наушниками или вкладышами. Расположенный по краю шлема уплотняющий валик обеспечивает плотное прилегание его к голове. Имеются конструкции шлемов с поддутием валика воздухом для надежного облегания головы.

Важное значение в предупреждении развития шумовой патологии имеют предварительные при поступлении на работу и периоди­ческие медицинские осмотры. Таким осмотрам подлежат лица, ра­ботающие на производствах, где шум превышает предельно допус­тимый уровень (ПДУ) в любой октавной полосе.

 

20. Инфразвук и ультразвук как вредные производственные факторы

Развитие техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин, что обуславливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.

В производственных условиях инфразвук образуется главным образом при работе тихоходных и крупногабаритных машин и механизмов (компрессоры, дизельные двигатели, электровозы, вентиляторы, турбины, реактивные двигатели и др.), совершающих вращательное или возвратно-поступательное движения с повторением цикла менее 20 раз в секунду.

Инфразвук аэродинамического происхождения возникает при турбулентных процессах в потоках газов и жидкостей. Мчащийся со скоростью более 100 км/час автомобиль также является источником инфразвука, образующегося за счет срыва потока воздуха позади автомобиля.

Многие явления природы (землетрясения, извержения вулканов, морские бури и др.) также сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний.

Инфразвук представляет собой механические колебания упругой среды, имеющие одинаковою с шумом физическую природу, но распространяющиеся с частотами менее 20 Гц. Этот частотный диапазон лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать колебания указанных частот.

Большая длина волны позволяет инфразвуку распространяться в атмосфере на значительные расстояния, достигающие в отдельных случаях десятков тысяч километров. По этой причине невозможно остановить инфразвук с помощью строительных сооружений на пути его распространения, средства индивидуальной защиты зачастую также не обеспечивают должной защиты от инфразвука.

Инфразвук характеризуется инфразвуковым давление (Па), интенсивностью (Вт/м²), частотой колебаний (Гц). Уровни интенсивности инфразвукового давления выражаются в децибелах (дБ).

Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на весь организм человека, в первую очередь на орган слуха, понижая слуховую чувствительность на всех частотах.

Инфразвуковые колебания воспринимаются как физическая нагрузка: возникает утомление, головная боль, головокружение, вестибулярные нарушения, снижается острота зрения и слуха, нарушается периферическое кровообращение, появляется чувство страха и т.п. Тяжесть воздействия зависит от диапазона частот, уровня звукового давления и длительности воздействия.

Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений также зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности действия этого фактора.

Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ совершенно не переносятся человеком.

Особенно неблагоприятные воздействия вызывают инфразвуковые колебания с частотой (2-15) Гц в связи с возникновением резонансных явлений в организме человека. При этом наиболее опасна частота 7 Гц, т.к. возможно совпадение частоты инфразвука с альфа-ритмом биотоков мозга.

Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является снижение его в источнике возникновения. И эти меры должны предусматриваться на стадии проектирования машин или агрегатов.

К таким мерам можно отнести: увеличение частоты вращение валов; повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров; устранение низкочастотных вибраций; конструктивные изменения источников, позволяющие перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых колебаний, для снижения которых эффективно применение методов звукоизоляции и звукопоглощения и др.

По временным характеристикам инфразвук подразделяется на постоянный и непостоянный.

Нормируемыми характеристика­ми инфразвука на рабочих местах являются уровни звукового давле­ния в децибелах в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16 Гц.

Допустимыми уровнями звукового давления являются 105 дБ в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и 102 дБ в октавной полосе 31,5 Гц. При этом общий уровень звуково­го давления не должен превышать 110 дБ Лин.

В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вклады­шей, защищающих ухо от небла­гоприятного действия сопут­ствующего шума.

К мерам профилактики орга­низационного плана следует от­нести соблюдение режима тру­да и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При кон­такте с ультразвуком более 50% рабочего времени рекомендуют­ся перерывы продолжительнос­тью 15 мин через каждые 1,5 часа работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевти­ческих процедур - массаж, УТ-облучение, водные процедуры, витаминизация и др.

В последнее время все более широкое распространение в произ­водстве находят технологические процессы, основанные на исполь­зовании энергии ультразвука. Уль­тразвук нашел также применение в медицине. В связи с ростом еди­ничных мощностей и скоростей раз­личных агрегатов и машин растут /ровни шума, в том числе и в ультразвуковой области частот.

Ультразвуком называют меха­нические колебания упругой сре­ды с частотой, превышающей верхний предел слышимости -20 кГц. Единицей измерения уровня звукового давления яв­ляется дБ. Единицей измерения интенсивности ультразвука яв­ляется ватт на квадратный сан­тиметр (Вт/см²).

Ультразвук обладает главным об­разом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ульт­развуковым инструментом, обра­батываемыми деталями или среда­ми, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые ко­лебания, генерируемые ультразву­ком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают небла­гоприятное влияние на организм человека. Длительное системати­ческое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения не­рвной, сердечно-сосудистой и эн­докринной систем, слухового и ве­стибулярного анализаторов. Наи­более характерным является нали­чие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.

Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и дли­тельности воздействия ультразву­ка и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выражен­ное снижение слуха. В случае про­должения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобре­тают более стойкий характер.

При действии локального ультра­звука возникают явления вегетатив­ного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосуди­стой дисфункции.

Характер изменений, возникаю­щих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воз­действия.

Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эф­фект - микромассаж, ускорение об­менных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ – дают поражающий эффект.

Основу профилактики неблагоп­риятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих ультразву­ковые установки, составляет гигие­ническое нормирование.

В соответствии с ГОСТ 12.1.01-89 "Ультразвук. Общие требования безопасности", "Санитарными нормами и пра­вилами при работе на промыш­ленных ультразвуковых уста­новках" (№ 1733-77) ограничи­ваются уровни звукового давле­ния в высокочастотной области слышимых звуков и ультразву­ков на рабочих местах (от 80 до 110 дБ при среднегеометричес­ких частотах третьоктавных по­лос от 12,5 до 100 кГц).

Ультразвук, передающийся кон­тактным путем, нормируется "Са­нитарными нормами и правила­ми при работе с оборудованием, создающим ультразвуки, пере­дающиеся контактным путем на руки работающих" № 2282-80.

Меры предупреждения неблагоп­риятного действия ультразвука на организм операторов технологичес­ких установок, персонала лечебно-диагностических кабинетов состо­ят в первую очередь в проведении мероприятий технического харак­тера. К ним относятся создание ав­томатизированного ультразвуково­го оборудования с дистанционным управлением; использование по воз­можности маломощного оборудова­ния, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ;

размещение оборудования в звуко-изолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управ­лением; оборудование звукоизоли­рующих устройств, кожухов, экра­нов из листовой стали или дюралю­миния, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими ма­териалами.

При проектировании ультразву­ковых установок целесообразно ис­пользовать рабочие частоты, наи­более удаленные от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц.

Чтобы исключить воздействие ультразвука при контакте с жидки­ми и твердыми средами, необхо­димо устанавливать систему авто­матического отключения ультразву­ковых преобразователей при опе­рациях, во время которых возмо­жен контакт (например, загрузка и выгрузка материалов). Для защи­ты рук от контактного действия ультразвука рекомендуется приме­нение специального рабочего ин­струмента с виброизолирующей рукояткой.

Если по производственным при­чинам невозможно снизить уровень интенсивности шума и ультразвука до допустимых значений, необхо­димо использование средств инди­видуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопча­тобумажной прокладкой и др.

 

21. Электромагнитное излучение: характеристика и нормирование

ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе существуют естественные источники ЭМИ.

Природные источники ЭМ полей: 1) атмосферное электричество; 2) радио излучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной); 3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).

Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ. Техногенные источники ЭМИ: 1) на производстве - а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни); б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы; в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов; г) линии электропередач, особенно высоковольтные; д) распределительные устройства; е) измерительные устройства и т.д.; 2) в быту - проводка; 3) радиостанции, ТВстанции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.