18098

ЗАХИСТ ВІД ШУМУ І ПРОМИСЛОВОЇ ВІБРАЦІЇ

Лекция

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Тема 2.5. ЗАХИСТ ВІД ШУМУ І ПРОМИСЛОВОЇ ВІБРАЦІЇ Практичне заняття 2 години. Навчальні питання занять: Шум та його нормування. Інфразвук та ультразвук. Промислова вібрація. Література: М.П.Гандзюк. Основи охорони праці // Підручник – К.: Каравела; Л

Украинкский

2013-07-06

109 KB

3 чел.

Тема 2.5.   ЗАХИСТ ВІД ШУМУ І ПРОМИСЛОВОЇ ВІБРАЦІЇ

Практичне заняття 2 години.

Навчальні питання занять:

  1.  Шум, та його нормування.
  2.  Інфразвук та ультразвук.
  3.  Промислова вібрація.

Література:

  1.  М.П.Гандзюк. Основи охорони праці // Підручник – К.: Каравела; Львів: Новий Світ – 2000, 2003. – 408с.

Методичний матеріал лекції

  1.  Шум, та його нормування

Шумце сторонній звук, який не містять цінної інформації, та заважають людині сприймати корисні звукові сигнали.

За джерелом утворення шум поділяється на:

  •  механічний (взаємодія твердих тіл);
    •  аеродинамічний (витікання повітря та хімічні процеси в газах);
    •  гідродинамічний (фізичні та хімічні процеси в рідинах);
    •  електромагнітний (коливання деталей електроустаткування під дією змінного електричного струму).

Механізмом поширення шуму є звукові хвилі, які виникають в джерелах їх утворення і розповсюджуються в повітрі зі швидкістю 340 м/с.

Звукові хвилі виникають при порушені статичної рівноваги оточуючого середовища, і утворюють чергування в повітрі зон заниженого і підвищеного тиску.

Таким чином шум характеризується:

  •  звуковим тиском Р (Па) – відхиленням миттєвого значення тиску повітря від його значення в незбуреному середовищі;
    •  інтенсивністю шуму І (Вт/м2) – потік звукової енергії, яка припадає на одиницю площі, нормально розташованої до розповсюдження шуму;
    •  тональністю звуку  f (Гц) – кількість коливань повітря за секунду.

Акустичний звук має діапазон коливань від 0,1 Гц до 100 кГц. Але людина сприймає звукові хвилі лише в діапазоні коливань від 20 Гц до 20 кГц.

Коливання менше 20 Гц – це інфразвук, а коливання більше 20 кГц – це ультразвук, які людина не сприймає органами слуху. При цьому, людська мова також займає не весь чутний звуковий діапазон, а знаходиться в межах від 300Гц до 3,5 кГц.

Сприйняття людиною звукових хвиль також залежить і від інтенсивності звукового тиску:

А) Найменше значення інтенсивності звуку (І0) і звукового тиску (Р0), при яких людина розпочинає сприймати звук, називаються порогом чутності:

При частоті 1000 Гц:    І0 = 10 -12  (Вт/м2 );

                                      Р0 = 2 · 10 –5 (Па).

Б) При інтенсивності звуку  І=10(Вт/м2) і звуковому тиску Р=2·102 (Па) виникають больові відчуття (больовий поріг).

Таким чином, різниця між больовим порогом і порогом чутності становить 1013 Вт/м2, що неможливо використовувати на практиці, як лінійну шкалу чутності. Тому, англійський вчений Белл запропонував ввести логарифмічну шкалу чутності:

L = lgбольове / І0 ) = lg (10/10 –12) = lg 1013 = 13 (Белл);

Тобто, шкала чутності людини за інтенсивністю звуку становить всього 13 логарифмічних одиниць (Белл), що недостатньо для практичного застосування. Тому була введена логарифмічна одиниця в 10 разів менша ніж Белл – децибел (дБ), при якій повна шкала чутності людини становить 130 дБ.

L = 10 lg / І0 ) дБ.

А так як інтенсивність звуку пропорційна квадрату його звукового тиску, то можна записати:

L = lg2 / Р02 ) = 2 lg (Р / Р0) Белл;

або L = 20 lg (Р / Р0) дБ.

Рівні інтенсивності шуму (І Вт/м2) використовуються для акустичних розрахунків, а рівні звукового тиску (Р Па) – використовуються для оцінки дії шуму на людину.

Приклади рівня звукового тиску

Джерело шуму

Звуковий тиск, Па

Інтенсивність звуку, дБ

Шум зимового лісу в тиху погоду

Шепіт на відстані 1 м

Розмова середньої гучності на відстані 1 м

Робота промислових верстатів на відстані 1 м

Робота пневматичного компресора на відстані 1 м

Шум реактивного двигуна літака на відстані 2-3 м

2 · 10 –5

2 · 10 –3

2 · 10 –1

2

2 · 10

2 · 10 2

2-4

40

60-74

80-100

120

130-140

ДІЯ ШУМУ НА ЛЮДИНУ

Інтенсивний шум – це акустичний стрес, який виводить людину з психічної рівноваги, та негативно впливає на нервову систему, що приводить до нещасних випадків і тяжких захворювань.

За характером дії шум поділяється на:

  •  заважаючий, що перешкоджає мовному спілкуванню людини;
    •  дратуючий, що викликає нервову напруженість, втому і заниження працездатності;
    •  шкідливий, що призводить до поступового погіршення стану здоров’я та професійних захворювань (погіршення слуху, гіпертонія, туберкульоз, виразка шлунку тощо); 
    •  травмуючий, що приводить до раптових травм, і порушень фізіологічних функцій організму людини.

Надмірний шум призводить не тільки до порушення дії слухового апарату людини, але й до інших небезпечних захворювань. Так:

а) Інтенсивний шум на високих частотах (4000 Гц) викликає туговухість людини – повільна втрата слуху на обидва вуха (адаптація слухового аналізатора до подразника);

б) При високому звуковому тиску може статися розрив барабанної перетинки (f = 1000 – 10000 Гц);

в) Занижується гострота зору та розвивається дальтонізм;

г) Порушується дія вестибулярного апарату;

д) Підвищується втомлюваність, з’являється загальна слабкість, роздратування, апатія, послаблення пам’яті, пітливість;

е) Порушується дія вегетативної та ендокринної системи, які регулюють роботою всіх внутрішніх органів людини. Від цього порушуються функції шлунково-кишечного тракту, підвищується внутрішньочерепний тиск, порушуються процеси обміну речовин в організмі, тощо. А це призводить до появи гіпертонії, туберкульозу, виразки шлунку, ішемічної хвороби серця, та інші небезпечні захворювання.

Згідно вимог ГОСТу 12.1.003-76 “Шум. Загальні вимоги безпеки” рекомендуються наступні рівні шуму:

  •  для сну і відпочинку  30-40 дБ;
    •  для розумової праці  45-55 дБ;
    •  для шумних робочих цехів  56-70 дБ.

Постійний шумовий фон може викликати:

  •  шум до 70 дБ – порушує ендокринну і нервову системи;
    •  шум до 90 дБ – порушує слух;
    •  шум до 120 дБ – спричиняє нестерпний біль у вухах.

НОРМУВАННЯ ШУМУ

Область сприйняття людиною шуму не рівномірна, і характеризується різним звуковим тиском для різних частот його звукового діапазону (від 20 Гц до 20 кГц).

Так, якщо в діапазоні частот 800-4000 Гц величина порогу чутності мінімальна і становить 0 дБ, то при відхиленні від цієї області праворуч чи в ліворуч по частотній шкалі, значення порогу чутності зростає. Особливо це самітно на низьких частотах. Тому, високочастотні звуки більш несприятливі для людини ніж низькочастотні. А больовий поріг на всьому діапазоні частот становить приблизно 120 дБ.

              

Для урахування різноманіття інтенсивності звукового тиску, діапазон звукової чутності розбивається на 9 октавних смуг, у яких верхня гранична частота в 2 рази більше нижньої граничної частоти. А кожна октавна смуга має своє значення середньо геометричної частоти, яка визначається за формулою:

Прийняті наступні середньо геометричні частоти:

31,5;  63;  125;  250;  500;  1000;  2000;  4000;  8000  Гц.

Октавні смуги чутності і їх середньо геометричні частоти використовуються в державних санітарних нормах (ДСН №3.3.6.037-99), де визначаються допустимі рівні шуму, наприклад:

Робочі

місця

Рівні звукового тиску (дБ) в октавних смугах з середньогеометричними частотами  (Гц)

Еквівалентні рівні звуку,

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Конструкторське бюро

78

71

61

54

49

45

42

40

38

50

Приміщення управління

87

78

70

68

63

55

52

50

49

60

Кабіна спостереження:

  •  з безмовним телефонним зв’язком
    •  з мовним телефонним зв’язком

102

92

94

83

87

74

82

68

78

63

75

60

73

57

71

55

70

54

80

65

Машинописне бюро

91

83

74

68

63

60

57

55

54

65

Робочі місця шумних агрегатів

105

99

92

86

83

80

78

76

74

85

Із таблиці видно, що на високих частотах допускається менший рівень шуму ніж на низьких частотах. Це пояснюється тим, що людський організм легше переносить низькі частоти, і гірше – високі.

Еквівалентні рівні звуку характеризують середнє арифметичне значення шуму, і вимірюється в дБА спеціальним інтегруючим шумоміром по шкалі “А”.

Робочі зони, що перевищують 85 дБА, позначаються спеціальними знаками, а працівники в цих зонах забезпечуються індивідуальними засобами захисту.

Забороняється навіть короткочасне перебування людей в зонах, де шум перевищує 135 дБ у будь якій октавній смузі.

Класифікація умов праці від рівня шуму

Шкідливі фактори

Допуст

Шкідливі

Небезп

2

3.1

3.2

3.3

3.4

4

Еквівалентний рівень шуму, дБА

≤ ГДР

До 85

86-95

96-105

105-115

> 115

Рівень шуму у любій октавній смузі

-

-

-

-

-

> 135

ЗАХИСТ ВІД ШУМУ

Існує п’ять методів захисту від шуму:

І. Заниження рівня шуму в джерелах його утворення:

  •  застосування менш шумного обладнання;
    •  заміна шумних процесів безшумними;
    •  застосування глушників;
    •  своєчасне обслуговування та профілактичний ремонт обладнання.

ІІ. Заниження дії шуму на шляхах його розповсюдження:

  •  використання шумозахисних екранів і конструкцій;
    •  ізолювання джерел шуму;
    •  раціональне планування архітектурної забудови підприємств;
    •  використання акустичних засобів захисту від шуму;
    •  засадження захисних смуг озеленення, тощо.

ІІІ. Застосування індивідуальних засобів захисту:

  •  навушники;
    •  шумозахисні шоломи;
    •  протишумовий одяг, тощо.

ІV. Організаційні заходи:

  •  раціональний режим праці і відпочинку;
    •  чергування шумних і безшумних робіт;
    •  територіальне розосередження шумних агрегатів;
    •  прийом душу і Ван;
    •  повноцінний сон і відпочинок.

V. Медичні заходи:

  •  професійний відбір за медичною придатністю до шумних робіт;
    •  періодичний медичний огляд;
    •  динамічне медичне спостереження за станом здоров’я працівників;
    •  санітарно курортне лікування;
    •  медична експертиза працездатності, тощо.
  1.  ІНФРАЗВУК ТА Ультразвук

Інфразвук – це коливання, що виникають в повітрі, рідині або в твердому середовищі з частотою менше 16 Гц.

Інфразвук людина не сприймає органами слуху, але він негативно впливає на її організм, а саме:

  •  порушує функціонування вестибулярного апарату;
    •  спричиняє головокружіння і головну біль;
    •  занижує увагу і працездатність;
    •  викликає відчуття страху і загальне недомагання;
    •  шкідливо впливає на психіку людини.

Джерелом інфразвуку є:

  •  тихохідні великогабаритні агрегати і машини, що мають швидкість обертання менше 20 об/с;
    •  турбулентні процеси в повітряних потоках і в рідинах;
    •  зрив повітря з поверхні автомобіля при його русі зі швидкістю більше 100 км/г;
    •  природні явища: землетруси, виверження вулканів, морські бурі, тощо.

Інфразвук в діапазоні 2...15 Гц викликає резонансні явища в організмі людини, які співпадають з її біоритмами. Особливо небезпечний інфразвук з частотою 7 Гц, який співпадає з α-ритмом біоструму мозку.

Згідно санітарних норм і правил рівні інфразвуку в октавних смугах з середньо геометричними частотами 2;  4;  8 та 16 Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в діапазоні частот 32 Гц – 102 дБ.

Завдяки великої довжини хвилі інфразвук розповсюджується на далекі відстані і легко обминає споруди та інші захисні екрани, які розташовані на шляху його розповсюдження. А засоби індивідуального захисту надають низьку ефективність в боротьбі з ним.

Дієвим заходом боротьби з інфразвуком залишається заниження його рівня в джерелах його утворення, а саме:

  •  збільшення частоти обертання валів до 2о об/с і більше;
    •  підвищення жорсткості конструкцій масивних агрегатів;
    •  усунення низькочастотних вібрацій, і таке інше.

Це переводить коливання з області інфразвуку в область звичайного шуму, при якому можна застосовувати звичайні засоби звукоізоляції та звукопоглинання.

Ультразвук – це коливання пружного середовища з частотою понад 20 Гц.

Ультразвук людина не сприймає органами чуття, але він також негативно діє на її організм, передаючись через повітря, рідину або через тверде середовище.

Негативна дія ультразвуку на людину:

  •  порушує діяльність нервової і серцево-судинної системи;
    •  викликає головну біль і швидку стомленість;
    •  змінює кров’яний тиск а також склад і біологічні властивості крові;
    •  зумовлює втрату слухової чутливості, тощо.

Джерелами ультразвуку є спеціальні генератори, які використовуються:

  •  при зварюванні, розрізанні та дифузійному напилюванні металів;
    •  при хімічному травленні та очищенні деталей;
    •  при контролі з’єднань деталей та контролі наявності в них тріщин і т.д.

Нормування ультразвуку здійснюється на середньогеометричних частотах октавних смуг:

Середньо геометричні частоти

октавних смуг (Гц)

12,5 кГц

16 кГц

20 кГц

26 кГц

31,5 – 100 кГц

Рівні звукового тиску (дБ)

80 дБ

90 дБ

100 дБ

106 дБ

110 дБ

Захист від ультразвуку:

  •  екранування і звукоізоляція – при дії ультразвуку в повітрі;
    •  засоби індивідуального захисту (гумові рукавички, спеціальні захоплювачі деталей) – що виключають безпосередній контакт людини з обладнанням, що підвергається проходженню ультразвуку.

В якості екранів може застосовуватися сталь, дюралюміній, оргстекла, текстоліт, та інші матеріали, які поглинають ультразвук.

3.  ПРОМИСЛОВА ВІБРАЦІЯ

Вібрація – це процес розповсюдження механічних коливань в пружнім середовищі.

Джерелами вібрації є:

  •  розбалансування деталей, що обертаються;
    •  потужні удари пресових установок;
    •  коливальні процеси масивних тіл;
    •  робота ручного електроінструмента, тощо.

Вібрація негативно впливає на організм людини та спричиняє руйнівну дію на будівлі, устаткування і механізми. Особливу небезпеку вібрація спричиняє в умовах виникнення резонансу.

Основними характеристиками вібрації є:

  •  частота коливань – f (Гц);
    •  амплітуда зміщення – А (мм);
    •  вібраційна швидкість – V (м/с);
    •  вібраційне прискорення – а (м/с2).

Основна частота гармонічних коливань вібрації визначається формулою:

f = n/60 (Гц).

де  nчисло обертів за хвилину.

Віброшвидкість і віброприскорення визначаються:

V = 2πƒА  = ωА (м/с);

а = (2πƒ)2 А (м/с2).

Саме віброшвидкість і віброприскорення шкідливо впливають на організм людини і спричиняють руйнівну дію будівель, споруд і устаткувань.

Негативна дія вібрації на людину оцінюється логарифмічною одиницею рівнем вібрації (L, дБ), визначеною через віброшвидкість і віброприскорення:

Lv = 20 lg (V / V0 ), м/с;

La = 20 lg (a / a0 ), м/с2.

де:  V0 = 5 ·10 –8 (м/с), а0 = 3 · 10 – 4 (м/с2 ) – порогові значення віброшвидкості і віброприскорення. 

В залежності від способу дотику людини до устаткування вібрація поділяється на:

  •  загальну, що передається на все тіло людини; 
    •  локальна, що передається людині на окремі ділянки її тіла;  
    •  комбіновану, одночасна дія загальної і локальної вібрації.

За джерелами виникнення вібрація поділяється на:

  •  транспортну – вібрація в наслідок руху транспортних засобів;
    •  транспортно-технологічну – вібрація механізмів і обладнання, що встановлені на транспортних засобах; і не мають капітальної основи (екскаватори, автокрани, бурильні установки, тощо);
    •  технологічну – вібрація стаціонарних станків і верстатів,  що встановлені на капітальному фундаменті.

Загальна вібрація (при систематичній дії) викликає:

  •  порушення дії нервової, вегетативної та серцево-судинної систем;
    •  розлад вестибулярного механізму;
    •  захворювання органів травлення.

Локальна вібрація спричиняє:

  •  спазми судин рук, передпліччя і серця;
    •  порушує дію периферійного кровообігу і нервової системи;
    •  занижує рухливість суглобів.

Тривала дія загальної і місцевої вібрації може викликати вібраційну хворобу неврит. Це стійке і незворотне порушення фізіологічних функцій організму людини, що проявляється у вигляді:

  •  онімінні пальців рук;
    •  постійному головокружінні;
    •  болі в кистях рук і передпліччі;
    •  судороги;
    •  заниження працездатності;
    •  підвищення чутливості до переохолодження;
    •  безсоння і погане самопочуття.

Така вібраційна хвороба відноситься до професійного захворювання, і ефективне лікування від неї можливе лише на ранній стадії. В противному випадку вона викликає незворотні зміни в організмі людини, що призводить до інвалідності.

Особливо небезпечна вібрація з частотою 6...30 Гц, яка викликає резонансні явища у різних ділянках тіла людини:

  •  глаза – 22...27 Гц;
    •  горло – 6...12 Гц;
    •  грудна клітка – 2...12 Гц;
    •  ноги і руки – 2...8 Гц;
    •  голова – 8...27 Гц;
    •  лице і щелепи – 4...27 Гц;
    •  поперекова частина хребта – 4...14 Гц;
    •  живіт – 4...12 Гц.

Найбільш шкідливим для людини є вібрація з одночасною дією шуму та низької температури, що різко поглиблює процес захворювання.

НОРМУВАННЯ ВІБРАЦІЇ

Профілактика впливу вібрації на організм людини включає ряд заходів технічного, санітарно-гігієнічного і лікувально-профілактичного характеру. Основу цих заходів складають гігієнічне  і технічне нормування вібрації.

Гігієнічне нормування вібрації – це усунення шляхів передачі вібрації від джерела її виникнення до робочих місць, та обмеження контакту працівників з вібруючими поверхнями.

Технічне нормування вібрації – це заниження рівня вібрації в самих джерелах її виникнення.

Нормування вібрації здійснюється в октавних смугах з середньо- геометричними значеннями частот: 1; 2; 4; 8; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц, для терміну 480 хв (8 годин) робочого часу згідно ГОСТ 12.1.012-90.

Допустимий термін дії вібрації

при перевищені її нормативних значень

Перевищення нормативних значень вібрації

Допустимий термін впливу вібрації на працівника

(хвилини)

дБ

раз

0

3

6

9

12

1,0

1,4

2,0

2,8

4,0

480 хв

120 хв

60 хв

30 хв

15 хв


                                                  повний звуковий діапазон

                               

    інфразвук                       відчутний   людиною   звук                              ультразвук

                                                  

                                                   людська  мова

0,1Гц              20Гц            300Гц                      3,5кГц                        20кГц                        100кГц

Розподіл акустичних хвиль по його частотному діапазону

  20            100                 1000           10000    f, Гц  

    І, дБ

    140

    120

    100

      80

      60

      40

      20

        0

     -20

Больовий поріг

Поріг чутності

бласть звукового сприйняття людини

  ƒсг =     ƒн · ƒв ;  Гц.

                1       2       4       8     16    31,5   63   125   250   500   1000     Гц

Гігієнічне нормування вібрації

 дБ

130

120

110

100

 90

 80

Локальна

Транспортна

Транспортно-технологічна

Технологічна

У  виробничих приміщеннях

В приміщеннях на суднах

В службових приміщеннях

без шумних агрегатів

В приміщеннях для розумової

праці


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2846. Типы данных, определяемые пользователем (агрегативные типы данных) 51 KB
  Типы данных, определяемые пользователем (агрегативные типы данных) Язык C позволяет программисту создавать следующие типы данных: переименование типов перечислимый тип структура битовые поля объединение Переименование типов. Язык C позволяет дать но...
2847. Прерывания в ОС MS-DOS 36 KB
  Прерывания в ОС MS-DOS Драйвер – это программа, являющаяся посредником между устройством и программой пользователя и предоставляющая набор функций для работы с устройством. В MS-DOS существуют драйверы символьных устройств (за одну операцию обм...
2848. Процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS 39 KB
  Процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS Клавиатура – это устройство компьютера, предназначенное для ввода текстовой информации. Технически клавиатура представляет собой матрицу ключей (кнопок), замыкаемых пользователем при нажа...
2849. Работа с мышью 89 KB
  Работа с мышью. Мышь – это устройство компьютера для ввода информации, относящееся к классу манипуляторов. Курсор мыши – это указатель мыши, перемещающийся по экрану в зависимости от перемещения мыши по столу. Так как курсор мыши представля...
2850. Видеосистема компьютера 54.5 KB
  Видеосистема компьютера Видеосистема компьютера включает в себя ряд аппаратных и программных средств, позволяющих получать на экране терминала изображения. К аппаратным средствам относятся монитор и видеоадаптер. К программным средствам относятся ср...
2851. Работа в графическом режиме видеоадаптера в ОС MS-DOS 131 KB
  Работа в графическом режиме видеоадаптера в ОС MS-DOS Функции для работы в графическом режиме определены в стандартном заголовочном файле graphics.h. Так же, как и в текстовом режиме, графические функции оперируют с окнами. При запуске программы исх...
2852. Обработка системных ошибок 65.5 KB
  Обработка системных ошибок В стандартной библиотеке stdlib.h объявлена переменная errno типа int, которая содержит код системной ошибки, значение переменной устанавливается ОС после выполнения каждой системной операции. В стандартной библиотеке errn...
2853. Исчезающие меню и всплывающие окна 24.5 KB
  Исчезающие меню и всплывающие окна Меню представляет собой список строковых опций (пунктов меню), выводимых на экран и предлагаемых пользователю для выбора. При использовании меню по пунктам меню перемещается курсор-подсветка, показывающий пользоват...
2854. Потоковый ввод-вывод 91.5 KB
  Потоковый ввод-вывод Поток – это программный канал для обмена данными между приложением и ОС или другим приложением. При взаимодействии приложения с ОС потоки как правило используются для работы с устройствами и представляют собой абстрактный у...