Виробничий шум і вібрація

ЛЕКЦІЯ №13

Природу шуму складають коливальні процеси в повітряному середовищі, шуми сприймаються органами слуху людини і викликають негативну дію на організм людини. Органи слуху здатні сприйняти звуки в діапазоні 16-20000 Гц, коливання з частотою нижче 16 Гц називаються низькочастотні, а з частотою вище 20000 Гц - ультразвуковими. Нижня межа звуку називається порогом чутності, а верхня, де сила звуку викликає больові відчуття органів слуху, називається больовим порогом. На автомобільному транспорті і в дорожньому будівництві джерелами шуму є: робота двигунів внутрішнього згорання, клепка рам, робота верстатів, компресорів, пневмоінструменту, дробарок, вібраторів і ін.

Оцінку шуму як різновидів звуку роблять по різних параметрах, до них належать звуковий тиск, інтенсивність і потужність.

Звуковий тиск є коливанням частинок середовища. Він дорівнює різниці між тиском, що виник у момент розповсюдження звуку, і тиском в середовищі, вимірюється в паскалях (Па). Розмова пошепки на відстань 1 м відповідає звуковому тиску 9,81·10^-4 Па, мова величезної гучності 9,81·10^-2 Па, шум поблизу авіаційного двигуна 2 · 9,81 Па.

Звукова потужність – це загальна кількість звукової енергії, що виділяється джерелом в одиницю часу.

Інтенсивність і звуковий тиск для тихого і гучного звуку змінюються в дуже широких межах. Середній потік енергії в якій-небудь точці середовища в одиницю часу, віднесений і одиниці поверхні, нормальної до напряму розповсюдження хвилі, називаються інтенсивністю (силою) звуку в даній точці I, Вт/м². Органи слуху людини реагують пропорційно не на абсолютне значення інтенсивності і звукового тиску, а на логарифми їх відносних значень. У зв'язку з цим в практиці використовують логарифми інтенсивності і звукового тиску, які називають рівнями інтенсивності і звукового тиску, одиниця вимірювання децибел (дБ)

Рівень інтенсивності звуку:

(13.1)

де P₀ – порогова інтенсивність звуку, прийнята міжнародною організацією по стандартизації рівною 10-12 Вт/м² на частоті 10000 Гц (відповідає інтенсивності ледве чутного звуку).

Рівень звукового тиску

(13.2)

де Р₀ – пороговий звуковий тиск, рівний 2 · 10^-5 Па

Рівень акустичної потужності може бути визначений за формулою:

(13.3)

де w₀ – порогове значення акустичної потужності, рівне 10^-12 Вт.

У виробничих умовах звуки одночасно випромінюються декількома джерелами. Для оцінки їх дії необхідно підсумовувати інтенсивність або звуковий тиск, але не їх рівні. Потім по сумарних значеннях визначають рівні інтенсивності або звукового тиску. Для випадку визначення оцінки сумісної дії звуку декількох однакових джерел по інтенсивності підсумовують інтенсивності кожного джерела.

І_сум = І₁ + І₂ +....+ І_н . (13.4)

Потім визначають рівень інтенсивності:

(13.5)

У разі випромінювання звуку декількома однаковими джерелами з рівнем звукового тиску сумарний рівень звукового тиску визначають за виразом:

(13.6)

де n – кількість джерел звуку.

Частота звукових коливань вимірюється кількістю повних коливань в 1 с. Одиницею вимірювання частоти коливань є Гц (1 коливання в 1 сек), частота коливань визначає висоту звучання і також робить вплив на слухову дію. Звуки однієї і тієї ж сили при частоті 300-400 Гц сприймаються як басове, при 400-800 Гц – як баритонові і 10000 Гц і вищий – як тенорові.

Рівень звуку, виражений в децибелах, ще не дозволяє судити про фізіологічне відчуття гучності, що викликається звуком, оскільки слух неоднаково чутливий до звуків різних частот. Так звуки рівні по силі, але різної частоти, можуть називатися неоднаково гучними. Це відбувається через велику чутливість вуха і високі частоти.

Тому разом з поняттям рівня звуку введене поняття рівня гучності з умовною одиницею фон зміна рівня гучності на фон ледве помітно, а 8-10 фон сприймається як зміна гучності звуку в 2 рази.

Звук з рівнем гучності 40 фон відповідає розмові пошепки, 70-75 фон гучності розмовної мови. При рівні гучності понад 85 фон більш-менш тривалу дію шуму вже надає шкідливий вплив на організм.

Шум діє на організм людини, в першу чергу, через органи слуху. Крім того він може проникати безпосередньо через кістки черепа. При високих рівнях шум через кістки черепа діє вельми негативно. Стійка втрата слуху наступає через 5-8 років роботи в умовах високого рівня шуму. Шуми з рівнем звукового тиску понад 125 дБ на частотах 250-1000 Гц сприймаються не тільки органами слуху, але і всім тілом як вібрація.

Дія шуму у виробничих умовах може стати причиною травматизму. При дії шуму швидшає стомлення через підвищене нервове збудження, слабшає увага і сповільнюється реакція. Шуми більшої потужності (рівень більше 145 дБ) можуть викликати розрив барабанної перетинки.

Нормування шуму забезпечує умову, що гарантує шумобезпечність виконання виробничих процесів. Так при роботі у виробничих приміщеннях, на території підприємства або водієм на автотранспорті звуковий тиск не повинен перевищувати 85 дБ.

Для вимірювання шуму використовують шумометри. Він складається з мікрофону, підсилювачів, частотних фільтрів і вимірювального приладу. Нижня межа вимірювання обмежується шумом електронної системи приладу і рівна 25-30 дБ, верхня межа складає 130-140 дБ.

Способи захисту від шуму можуть бути наступними: технічні, будівельно-акустичні, застосування дистанційного керування, застосування засобів індивідуального захисту і організаційні.

Технічні засоби боротьби з шумом включають зниження шуму в джерелі його виникнення, застосування технологічних процесів з рівнями звукового тиску нижче за допустимі, шумопоглинаючі огорожі і кожухи, глушники шуму.

Будівельно-акустичні заходи включають вибір території підприємства за умов якнайменшого впливу виробничих шумів на житло квартири.

Засоби індивідуального захисту органів слуху розділяють на вкладиші, навушники, протишумові шлемофони.

Організаційні заходи передбачають вибір раціонального режиму праці і відпочинку, скорочення часу знаходження в галасливих умовах, лікувально-профілактичні і ін.

Вібрація є механічними коливальними рухами частин машин, технологічного устаткування, комунікацій і ін. Зіткнення частин устаткування, що коливаються, з тілом робітника приводить до коливальних рухів окремих частин тіла, а іноді і всього організму людини. В цьому випадку вібрація характеризується вже як професійна шкідливість. Механічні коливання розповсюджуються від точки дотику по тілу на значну відстань. Вони його можуть досягти голови, хребта, органів грудної і черевної порожнини.

Фізично вібрація характеризується частотою коливань f, Гц; амплітудою зсуву А, мм; коливальною швидкістю V, м/с; коливальним прискоренням W, м/с².

Основна задача гармонійного коливального руху f, Гц

(13.7)

де n – кількість оборотів в хвилину.

Віброшвидкість V, м/с і віброускорення W, м/с², у разі гармонійних коливань визначаються з виразів.

(13.8)

(13.9)

де w – кутова частота.

Логарифмічні рівні віброшвидкості L_v, дБ визначаються за формулою:

(13.10)

де V – среднеквадратічне значення віброшвидкості, м/с.

Вібрації з частотою в Гц є резонансними для всього організму. Людина при цьому відчуває качання, що впливає на вестибулярний апарат і центральну нервову систему. При дії такої частоти вібрації може виникнути захворювання, відоме під назвою морської хвороби. Резонансна частота для органів черевної порожнини рівна 7 Гц, для голови 17-27 Гц.

При тривалій роботі з пневматичним або електрифікованим інструментом настає втрата чутливості і побіління пальців і кистей рук. Після закінчення роботи з'являються болі в кистях рук. Іноді кистьові і плечові суглоби деформуються і порушуються опорно-рухові функції.

Ознаками загального захворювання організму є швидка стомлюваність, головні болі, запаморочення, підвищення збудливості. При загальному захворюванні виникають болі у області серця і шлунку, наступає безсоння.

Характер віброзахворювань визначається частотною характеристикою вібрації. Високочастотні вібрації викликають спазми судин, порушують чутливість шкіри. Ознакою настання спазму в судинах може служити збліднення шкіри пальців при контакті протягом 2-3 хвилин з холодною водою або льодом, а також наявності блідої плями в місці натиснення кисті тривалістю 5 с.

Низькочастотна локальна вібрація призводить до кістково-суглобових і слабовиражених судинних змін на ранній стадії результату низькочастотних вібрацій позначаються в стертості шкірного малюнка, потовщенні і деформації нігтів. Пальці стають малорухливими. Внаслідок тривалого перенапруження зменшується еластичність хрящів суглобів. Низькочастотні вібрації можуть вражати суглоби ліктьові, плечові, грудно-ключичні і хребта.

Для створення сприятливих умов праці введені в дію санітарні норми. Відповідно до істотних норм вібрація, що впливає на людину, нормується окремо для кожного встановленого напряму в кожній октановій смузі. При цьому для загальної і локальної вібрації нормованими параметрами є середньоквадратичні значення віброшвидкості і відповідні логарифмічні рівні віброшвидкості (у децибелах) в октанових смугах з середньогеометричними частотами 1-1000 Гц.

Базова частота граничного спектру для загальної вібрації рівна 63 Гц, для локальної вібрації 125 Гц.

Для вимірювання вібрацій застосовуються прилади, засновані на механічних і електричних методах вимірювання. Вимірювання вібрації здійснюється віброметрами, приладами ІШВ-1 (реєструють амплітуди вібрацій від 0,005 до 1,5 мм в діапазоні частот від 15 до 200 Гц). Застосовуються також вимірювальні прилади типів НВА-1, ШВК-1, ВІП-2 і ін.

Захист від дій вібрацій повинен виконуватися на всіх етапах підготовки і здійснення виробничих процесів, включаючи проектування технологічного устаткування і виробничих приміщень, а також в процесі їх виробництва і експлуатації. Заходи щодо боротьби з вібраціями розділяють на колективні і індивідуальні.

Колективні методи включають методи зниження вібрації дією на джерело збудження і методи зниження вібрації на шляхах їх розподілу.

Засоби, використовувані при реалізації названих методів віброзахисту, підрозділяють: на захисні, віброізолюючі, на засоби автоматичного контролю, сигналізації і дистанційного керування.

При роботі з ручними інструментами застосовують засоби індивідуального захисту рук від дії вібрації (рукавиці, рукавички). Враховуючи несприятливі дії на розвиток віброхвороби, при роботі в зимовий час робітників треба забезпечувати теплими рукавицями. Застосовують також актівібраційні пояси, подушки, прокладки, віброгасячі килимки і взуття.

В цілях профілактики віброхвороби для працюючих з вібруючим устаткуванням рекомендується спеціальний режим роботи. Робітники, у яких знайдена віброхвороба, тимчасово до рішення ЛТЕК, повинні бути переведені на роботу не пов'язану з вібрацією.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Загальні поняття про виробничий шум. Джерела шуму.

2. Оцінка шуму по звуковому тиску, інтенсивності і потужності.

3. Методи вимірювання і способи захисту від шуму.

4. Загальні поняття про виробничу вібрацію. Джерела вібрації.

5. Оцінка вібрації по фізичних ознаках і дія вібрації на організм людини.

6. Методи вимірювання і способи захисту від вібрації.

ЛЕКЦІЯ №14

Дата добавления: 2014-01-06