Курс лекций по БЖД 2008, страница 8

смешанный (компрессор)

Рисунок 7.2 – Классификация шума по спектральному виду

Среднегеометрическая частота записывается в следующем виде:

fсг = ,

где fвп и fнп – верхний и нижний предел частот октавных полос, Гц.

В зависимости от происхождения шум классифицируется на следующие виды:

1. механический, который возникает при движении, соударении и трении деталей машин и механизмов (печатающие устройства);

2. аэродинамический, который возникает при нестационарном движении воздуха, газа и пара (пульсация давления, изменение скорости, вихревые процессы);

3. гидродинамический, который возникает при нестационарном движении жидкостей (гидравлические удары, турбулентное движение потока);

4. термический, который возникает при мгновенном изменении плотности газов в процессе горения (взрыв);

5. электромагнитный, который возникает при колебании элементов электромеханических устройств под действием электромагнитных полей (сердечник трансформаторов, ротор, статор).

В производственных и непроизводственных условиях происходит непрерывный рост многочисленных источников шума.

Приведем некоторые данные уровня звука.

Уровни звукового давления основных источников шума

при эксплуатации ПЭВМ

7.2. Нормирование шума

Согласно санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Нормы шума в производственной и непроизводственной сферах. нормирование производственного шума осуществляется с учетом частотного интервала по уровню звукового давления, который записывается в следующем виде:

Lр = 20lg( Р/Ро) , дБ

и без учета частотного интервала по уровню звука, который записывается в следующем виде:

Lр_А = 20lg( Р_А/Ро) , дБА

где Р_А – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции по шкале «А»

шумомера, Па (при f ≈ 500 Гц).

При нормировании уровня звукового давления учитываются следующие факторы: вид трудовой деятельности, частотный интервал, время действия шума (за основу принято действие шума в течение 8 часов).

Приведем фрагмент из нормативного документа нормируемых параметров шума (таблица 7.1).

Самыми строгими являются нормы шума в жилых помещениях (человек должен проживать в комфортных условиях). Строгими являются нормы для работников умственного труда (программист, конструктор, менеджер, экономист, юрист). Категорически запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звукового давления более 135 дБА.

Таблица 7.1. Фрагмент из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Нормы шума в производственной и непроизводственной сфере (действие шума в течение 8 часов)

7.3. Мероприятия по защите от шума

Мероприятия по защите от шума можно разделить на следующие группы:

1. строительно-планировочные мероприятия;

2. снижение шума в источнике возникновения;

3. конструктивные мероприятия;

4. организационно-административные мероприятия;

5. средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Строительно-планировочные мероприятия предусматривают:

1. большие источники шума размещают в отдельных помещениях (машинные залы, отделения по напылению металлом, стендовые испытания турбин и двигателей);

2. акустическая обработка стен и потолков производственных помещений звукопоглощающими материалами. Основные материалы: волокнисто-пористые поглотители (дерево-стружечные материалы, вата, войлок); мембранные поглотители (полихлорвиниловые пленки); комбинированные поглотители(дерево, пленки, металл).

Снижение шума в источнике возникновения предусматривает:

1. перевод технологических операций на оборудование и процессы, в которых отсутствуют удары или они незначительны;

2. снижение скоростей перемещения деталей механизмов и скоростей воздушных и гидравлических потоков;

3. изготовление деталей механизмов из «малозвучных» сплавов и материалов;

4. замена одной из соударяющихся стальных деталей на пластмассовую;

5. применение принудительной смазки трущихся поверхностей.

Конструктивные мероприятия предусматривают:

1. установка звукоизолирующих перегородок на пути распространения шума;

2. применение различных объемных звукопоглотителей, устанавливаемых над источниками шума; в основу положен принцип поглощения падающей энергии звуковой волны.

Организационно-административные мероприятия предусматривают:

1. выбор рационального режима труда и отдыха;

2. планирование работы больших источников шума в такое время, когда занято минимальное количество работающих;

3. планирование работы больших источников шума в разное время.

Средства индивидуальной защиты органов слуха по конструктивному исполнению подразделяются на три группы:

1. вкладыши, перекрывающие слуховой канал (беруши);

2. наушники, закрывающие ушную раковину;

3. шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину.

8. Производственная вибрация

8.1. Основные понятия

Вибрация – это механические колебания материальных точек и тел. Источниками вибрации в производственных условиях являются работающие машины, электродвигатели, различные устройства.

Вредной воздействие вибрации приводит к повреждению тканей организма, вибрация вызывает головную боль, ухудшает зрение и слух, вызывает чувство неудобства и раздражительности, ухудшает работоспособность и повышает утомляемость. Особенно вредной является вибрация с частотой, приближающейся к собственной частоте тела человека.

Для стоящего на вибрирующей поверхности имеется два резонансных пика: 5-12 ГЦ и 17-25 Гц. Для сидящего на вибрирующей поверхности резонансный пик составляет 4-6 Гц. Область резонанса в положении сидя: для головы – 20-30 Гц; для органов зрения – 60-90 Гц; для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости – 3-3,5 Гц.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после загрязнения воздуха) по профессиональным заболеваниям.

Физические характеристики вибрации как колебательного процесса рассмотрим из следующей схемы (рисунок 8.1).

А – амплитуда, м; t – время, с; f = 1/Т – частота, Гц; dV = dA/dt – скорость, м/с;

da = dV/dt – ускрение. м/с²

Рисунок 8.1 – К определению основных параметров вибрации

Таким образом, параметрами, характеризующими вибрацию, являются: частота колебаний, Гц; амплитуда смещения, м; скорость колебаний, м/с; ускорение колебаний, м/с².

Вибрация характеризуется следующим частотным интервалом:

граничные частоты

шести октавных полос, Гц: 1,4-2,8; 2,8-5,6; 5,6-11,2; 11,2-22,4; 22,4-45; 45-90.

Среднегеометрические частоты, Гц: 2; 4; 8; 16; 31,5 63.

При расчетах и нормировании вибрации используется логарифмический показатель, который носит название логарифмического уровня значения колебательной скорости (виброскорости) и записывается в следующем виде:

L_V = 20lg( V/Vо) , дБ

где V – значение колебательной скорости в точке измерения в соответствующей полосе, м/с;

Vо – пороговое значение колебательной скорости, м/с (Vо = 5∙10^-8).

Соотношение между логарифмическими уровнями виброскорости в дБ и ее значениями в м/с: L_V = 50 дБ Vск = 1,6∙10^-5 м/с.

По способу передачи на организм человека подразделяется на следующие виды: общая, которая воздействует на организм человека через опорные поверхности; локальная, которая воздействует на руки человека.

По характеристике условий труда вибрация подразделяется на следующие виды:

1. транспортная, которая возникает при движении машин по пересеченной местности или в воздушном пространстве;

2. транспортно-технологическая, которая возникает при движении машин, выполняющих технологическую операцию по заранее подготовленной поверхности;

3. технологическая, которая возникает при работе стационарно установленных машин;

4. рабочие места работников умственного труда.

8.2. Нормирование вибрации

Нормирование вибрации осуществляется в двух направлениях: санитарно-гигиеническое нормирование, когда обеспечивается защита человека от вибрации; техническое нормирование, когда обеспечивается снижение вибрации в системах (машинах). Эти два направления тесно связаны.

Основными нормативными документами при санитарно-гигиеническом нормировании вибрации являются санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях. Нормируемым параметром является виброскорость

L_V = 20lg( V/Vо) , дБ

При нормировании уровня виброскорости учитываются следующие факторы: вид вибрации; частота; время действия.

Приведем в качестве примера параметры вибрации при времени действия 8 ч (таблица 8.1).

Таблица 8.1. Фрагмент из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Значения допустимых параметров вибрации помещений ВЦ, административно-управленческих помещений

Нормируемый уровень виброскорости с учетом времени фактического действия вибрации записывается в следующем виде:

L_Vt = L_V + 10lg (480/t),

где L_V - уровень виброскорости при времени действия вибрации в течение 8 ч;

t – время действия вибрации.

t = 240 мин lg 2 = 0,3 L_Vt = L_V + 3 дБ

8.3. Мероприятия по защите от вибрации

Выбор способа снижения вибрации базируется на анализе уравнений, описывающих колебательный процесс системы (машины).

В первую очередь следует снижать вибрацию вблизи резонансных пиков системы (машины).

Снижение вибрации системы (машины) сводится к уменьшению скорости вибрации. Зависимость скорости вибрации от различных параметров системы (машины) имеет строгое математическое выражение, которое имеет сложный вид. Приняв ряд допущений и проведя соответствующие упрощения, выражение для определения скорости вибрации системы (машины) имеет следующий вид:

V = ,

где F – сила, действующая на систему (машину), Н;

μ – коэффициент сопротивления системы (машины), Н/ (м/с);

f – частота вибрации системы (машины), Гц;

с – коэффициент жесткости системы, Н/м.

На основании анализа представленного выражения можно предложить следующие способы снижения скорости вибрации системы (машины).