ПЗ - Федосеев А.В (1229434), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Устройства и процессы, которые, помимо своих основных функций, генерируют колебательную энергию в виде звукового поля или механических колебаний и ударов, называют источниками шума и вибрации.

Все источники шума и вибрации электровоза можно условно разделить на три группы [18]:

• возникающие при движении локомотива;

• от основного оборудования (тяговый электродвигатель, трансформатор);

• от вспомогательного оборудования (мотор-компрессор, мотор-вентилятор).

Генерирование колебательной энергии обусловлено происходящими в источниках механических или газодинамических процессами. Интенсивность колебаний каждого из источников зависит от способностей конструкции, технологии изготовления, технического состояния, свойств соответствующих устройств и режима их работы.

Одним из наиболее интенсивных источников шума и вибрации являются динамические силы взаимодействия подвижного состава и пути при движении. Основная причина возникновения динамических сил взаимодействия при контакте колеса и рельса – неровности их поверхности, стыки.

Мгновенные значения динамических сил резко возрастают при волнообразном износе рельс, на рельсовых стыках, неровностях в зоне остряков стрелочных переводов, неровностях в крестовинах, а так же при изолированных неровностях на колеса.

При движении поезда происходят удары автосцепных устройств в результате относительно боковых, вертикальных и продольных колебаний локомотива и вагонов. Шум и вибрация, создаваемые ударами автосцепных устройств, представляют собой нестационарные импульсные процессы.

Возмущения, генерируемые мотор-компрессором, имеют особенность – периодически повторяемость возмущений в результате специфичности работы. Компрессор, располагаемый в машинном отделении недалеко от кабины машиниста, генерирует щум, четкослышимый на фоне общего шума. Основная доля шума компрессора приходится на аэродинамическую составляющую.

Большую группу источников шума и вибрации на электровозе составляют мотор-вентиляторы.

На электровозах широко применяются различные редукторы, которые при определенных условиях могут генерировать значительный шум и вибрацию.

6.3 Физиологическое действие шума и вибрации на организм человека с точки зрения БЖД

В процессе выполнения машинистом основной работы на его отрицательно воздействует ряд факторов окружающей среды. При воздействии этих факторов, главным образом шума и вибрации, происходят физиологические изменения функции организма. Величина этих изменений зависит от интенсивности шума и времени действия. При снятии шумового воздействия и после отдыха организма человека физиологические функции возвращаются к своему нормальному состоянию. Эти обратимые сдвиги не приносят вреда организму человеку. Если же интенсивность шума велика и время отдыха недостаточно, то физиологические изменения не успевают прийти в свое нормальное состояние к моменту начала нового цикла шумовой нагрузки. Такая ситуация приводит к накоплению физиологических изменений и они приобретают необратимый характер. При определенных условиях в организме человека могут развиваться патологические изменения. Описанный механизм вредного действия шума на человека учитывается при регламентации режима труда и отдыха локомотивных бригад, а так же при нормировании шума и вибрации.

Раньше считалось, что шум воздействует только на органы слуха и конечным эффектом этого воздействия является профессиональная глухость. В действительности же, как показали исследования, шум оказывает вредное воздействие практически на все системы организма – центральную нервную систему, сердечно – сосудистую систему, условно – рефлекторную деятельность организма и двигательные функции, органы зрения, вестибулярный аппарат.

Исследование вредного влияния шума и вибрации на локомотивную бригаду показали, что шум приводит к снижению умственной работоспособности и внимания, увеличению времени реакции, повышению порога слышимости, преждевременному утомлению. Кроме того, при воздействии шума снижается чувствительность зрения и нарушается нормальное цветоощущение световых сигналов.

Из этого неполного перечня последствий вредного воздействия шума видно, что у машиниста ухудшаются все те психологические качества, к которым предъявляются высокие требования, эти качества необходимы для четкой и безаварийной работы.

В реальных условиях на машиниста локомотива действуют одновременно два основных вредных фактора – шум и вибрация. Система восприятия организмом акустических и механических колебаний, а так же последствия действия этих факторов на организм много общего.

По воздействию на человека различают вибрации низкочастотные в полосах частот со среднегеометрическими частотами до 32 Гц и высокочастотные – 63 Гц и выше. Это разделение связано с тем, что резонансы органов тела лежат в низкочастотной области.

При частотах ниже 1 Гц организм колеблется как целое, такие вибрации называют качкой. Они воздействуют на вестибулярный аппарат человека и центральную нервную систему. К умеренным вибрациям этого типа человеческий организм хорошо приспособлен в процессе ходьбы.

Резонансы внутренних органов человека лежат в области от 4 Гц до 25 Гц. Поэтому общая вибрация с указанными частотами может непосредственно воздействовать на тот или иной орган. Поскольку частота резонанса несколько зависит от положения тела, человек рефлекторно стремиться занять такое положение, при котором частоты резонанса и вибрации максимально отличаются друг от друга.

Длительное воздействие вибрации вредно влияет преимущественно на центральную и вегетативную нервные системы. У человека появляется раздражительность, головные боли, ухудшается внимание, сон, увеличивается вероятность заболевания неврозами, гипертонией, стенокардией. Как следствие снижается производительность труда, возрастают число и тяжесть несчастных случаев. Кроме того, возможно воздействие общей вибрации на кости и суставы (радикулит).

Общей вибрации подвергаются работники локомотивных бригад, путевых машин, водители автомобилей, пассажиры.

При частотах выше 100 Гц вибрация в силу особенностей передачи колебаний по телу человека может действовать только как локальная. Интенсивная локальная вибрация вызывает при длительном воздействии изменения в сосудах, суставах и сухожилия рук. Вызываемый вибрацией спазм сосудов приводит к ухудшению снабжения конечностью кровью, а отложения солей в суставах и изменения сухожилий резко ограничивают подвижность суставов и работоспособность человека.

Комплекс болезненных изменений в организме, вызываемый воздействием вибрации, называют вибрационной болезнью. Это тяжелое профессиональное заболевание, которое нередко заканчивается инвалидностью.

Во всех развитых странах вибрационная болезнь стоит на одном из первых мест, как по числу, так и по тяжести среди других профессиональных заболеваний. В нашей стране разработана и широко применяется система мероприятий по вибрационной защите (ГОСТ 12.4.046-78). Она включает ограничение вибраций и нормирование допустимых их уровней, осуществление технических мероприятий по снижению вибрации в источниках их возникновения и на путях распространения, широкое применение лечебно-профилактических мероприятий и научно обоснованных режимов труда и отдыха для рабочих виброопасных профессий, а так же средств индивидуальной защиты [19].

6.4 Нормирование шума и вибрации на электровозе

Нормы устанавливают научно обоснованные приделы допустимых уровней шума, а так же регламентируют условия и методы измерений характеристик шума. Нормативы шума лежат в основе создания безопасных здоровью условий труда и стимулируют совершенствование санитарно-гигиенических показателей подвижного состава. Нормативы шума базируются на объектных данных медицинских исследований и должны точно устанавливать допустимые уровни шума без какого-либо запаса. С одной стороны необходимо четко определить безвредные пределы допустимого шума, с другой стороны, следует помнить, что необоснованно жесткие нормативы влекут за собой излишние затраты средств и материалов.

В таблице 6.3 приведены допустимые уровни шума на основании ГОСТ 12.1.003-83 [18].

Таблица 6.3 – Шум в кабине электровоза

После того как, установлены критерии допустимого шума, нормативная оценка объекта сводится к измерению его шумовых характеристик и сопоставлению их с допустимыми критериями. Эти нормы устанавливают единые методы измерений и условия испытаний характеристик шума при проведении предварительных и межведомственных испытаний опытных образцов, контрольных и типовых испытаниях подвижного состава серийного производства.

Испытываемый подвижной состав должен отвечать техническим условиям и иметь полное служебное оснащение. Во время измерений окна и двери подвижного состава закрывают. Колеса не должны иметь овальность и ползуны.

На основании анализа эксплуатационных режимов работы различных видов подвижного состава, установлен единообразный средний режим при испытаниях. Нормативную оценку шума в кабинах локомотивов предлагается производить при движении со скоростью, равной 2/3 от конструкционной 10 км/ч при реализации силовой установкой 2/3 мощности от номинальной. Все вспомогательные агрегаты при испытаниях должны работать, если они увеличивают общий уровень шума. Тормозной компрессор отключают или устанавливают на холостой ход.

Путь, на котором проводят испытания, должен быть в технически хорошем состоянии. Выбирают участок пути с кривыми радиусом не менее 1000 м, без стрелок, подъемов или уклонов больше 5-10 %о. Путь не должен проходить по мостам, тоннелям, по застроенным территориям или в лесу. Испытания ведут по участкам пути, снабженными железобетонными шпалами в количестве 1840 штук на километр, уложенными в щебеночный балластный слой. Рельсы без волнообразного износа с массой не менее 50 кг на метр. Шум посторонних акустических помех окружающей среды и метеорологические условия должны быть такими, чтобы они не оказывали влияния на результаты измерения шума.

Средства измерений должны обеспечивать получение следующих характеристик: уровней звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц; общего уровня шума (дБ), определяемого во всем диапазоне частот при частотной характеристике “А” шумомера.

Измерительный тракт составляют из микрофона, усилителя, полосовых фильтров или частотного анализатора, фильтра со стандартизированной частотой характеристикой “А” и регистрирующего прибора. Микрофон устанавливают в центре кабины на высоте 1,6 м от уровня пола таким образом, чтобы он не имел жесткой связи с кузовом электровоза. Измерения дублируют не менее трех раз и результаты усредняют. Результаты оформляются протоколом.

Нормирование вибрации на подвижном составе позволяет ограничить их до уровня безопасного для здоровья персонала и не препятствующего безопасному управлению транспортным средством. Сущность нормативной оценки воздействия вибрации заключается в сопоставлении параметров вибрации с результатами ее воздействия на человека. Вибрацию на рабочих местах обслуживающего персонала в подвижном составе, а так же на местах пассажиров нормируют по амплитудным значениям колебательной скорости или колебательного ускорения и по повторяемости этих величин (СН-1209-74).

Измерения производят посредством записи на самописец колебаний в третьоктавных полосах частот и последующего подсчета числа амплитудных значений, превышающих норму, на данной среднегеометрической частоте. Запись должна содержать не менее 100 полных колебаний для каждой полосы частот. Для опасных частот, соответствующих резонансам внутренних органов (4,5 и 6,3 Гц) и не должны превышать допустимых уровней.

На локомотивах вибрации нормируют по ускорениям (ГОСТ 12.2.056-81). ГОСТ 12.2.056-81 предъявляет следующие требования по защите от шума и вибрации:

• в конструкции кабины машиниста должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие защиту локомотивной бригады от шума и вибрации, например звукоизоляция, звукопоглощение и вибродемпфирование;

• двери, окна, места ввода в кабину трубопроводов, кабелей и подвижных частей должны быть тщательно уплотнены с целью уменьшения возможности проникновения внешнего шума и обеспечения допустимого уровня шума в кабине машиниста;

• в системе отопления и вентиляции кабины машиниста при необходимости должны быть предусмотрены средства понижения шума;

• уровни звукового давления в октавных полосах частот на рабочем месте в кабине машиниста должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.003-83;

• среднеквадратические значения виброускорений на рабочих местах локомотивной бригады, определяемые при приемочных испытаниях, не должны превышать допустимых значений, указанных в таблице 6.4 с учетом вероятности распределения скоростей движения локомотива в эксплуатации вплоть до конструкционной скорости [18].

Таблица 6.4 – Допустимые значения виброускорений

Контрольные испытания проводятся при средней эксплуатационной скорости (6010 км/ч) и реализации не менее 2/3 номинальной мощности силовой установки. При этом среднеквадратические значения виброускорений на рабочих местах не должны превышать значений, указанных в таблице.

6.5 Методы снижения шума на электровозе

Характеристики

Список файлов ВКР