Совершенствование условий труда в лабораториях кафедры «Ремонта машин»

                 Источники шума формируют звуковые волны, возникающие в результате нарушения стационарного состояния среды вследствие воздействия на нее возмущающей силы. Звуковые волны распространяются в пространстве, ко­торое называют звуковым полем.

                 Характеризуют звуковое поле следующие физические величины:

Колебательная скорость (м/с) – скорость колебания частиц относительно по­ложения равновесия.

Скорость распространения звука, (м/с) – скорость распространения звуковой волны.

Звуковое давление (Па) – разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде.

Интенсивность звука (Вт/м) – энергия, переносимая звуковой волной при распространении ее в пространстве.

Среднегеометрическая частота (Гц) – частотная характеристика шума.

                Минимальное звуковое давление и минимальная звуковая интенсивность, различаемые ухом человека, называются пороговыми. Интенсивность едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызываю­щих болевые ощущения (болевой порог), отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные, т.е. лога­рифм их отношения к пороговым значениям, которое называют  уровнем звукового давления и уровнем интенсивности звука.

                 За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивности звука принят децибел (дБ). Диапазон звуков, воспринимаемых органом слуха чело­века, 0….140 дБ.

                 Величину уровня интенсивности применяют при получении формул акустических расчетов, а уровни звукового давления – для измерения шума и оценки его воздействия на человека, так как орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению (т.е. к давлению при среднеквадратичной частоте).

Классификация производственного шума

                 Шумы классифицируются по частоте, спектральным и временным характеристикам.

                 По частоте звуковое поле различается на три области: инфразвук – колебания, распространяющиеся в воздушной среде с частотой ниже 16 Гц; звук – колебания с частотой от 16 до 20000 Гц, распространяющиеся в воздухе и воспринимаемые органом слуха человека; ультразвук – колебания, распространяющиеся как в воздухе, так и в твердых средах с частотой более 20000 Гц.

                 По частоте шумы звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (максимум звукового давления в диапазоне частот ниже 350 Гц), среднечастотные (350-800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц).              

              Ультразвуковой диапазон частот делится на низкочастотный – от 1,12*10000 до 1*100000 и высокочастотный от 1*100000 до 1*1000000000 Гц (ГОСТ 12.1.001-89).

                 По характеру спектра шум подразделяется на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона.

                 По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный (колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный). Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ, непостоянным – более чем на 5 дБ. Непостоянные шумы подразделяются на колеблющиеся во времени, уровень звука которых изменяется во времени непрерывно, прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более и импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеряемые шумомером во временных характеристиках «медленно» и «импульс», отличаются не менее чем на 7 дБ.

Влияние шума на организм человека

                 Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

                Шум отрицательно влияет на организм человека, и в первую очередь на его центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление. Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Кроме того, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и анализом информации, и производительность труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, снижение зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения и т.д. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т.е. работа оказывается более тяжелой. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может вызывать три возможных исхода.

                 Временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определенных частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту. Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение, в 150 дБ – приводит к поражению слуха при любой частоте.

                 Влияние шума на слух проявляется при возникновении кохлеарного невита различной степени выраженности.

                 Чаще всего снижение слуха развивается в течение 5-7 лет и более. Работники жалуются на ухудшение слуха, головные боли, шум и писк в ушах.

Нормирование производственного шума

                 При нормировании шума используют два метода: нормирование по предельному спектру шума и нормирование уровня звука в дБА.

                 Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. Здесь нормируется уровни звуковых давлений в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частот 63,125,250,500,1000,2000,4000,8000. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значение которых приведены в ГОСТ 12.1.003-83.

                Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А шумомера, (современные шумомеры имеют две частотные характеристики чувствительности А и С). Характеристика А имитирует кривую чувствительности уха человека. Характеристика С практически линейна в измеряемом диапазоне частот, называемым уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае мы не знаем спектр шума.

Производственная  вибрация

                    Вибрация - механические колебательные движения объекта передаваемые человеческому телу или отдельным его частям при непосредственном контакте.

Источники вибрации: Источниками вибрации являются: возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки, агрегаты виброформования и т.п.); неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков, дрели, бензомоторные и электронные и т.п.); удары деталей (зубчатые закрепления, подшипниковые узлы и т.п.); ударный инструмент (пневматические  рубильные молотки, предназначенные для рубки, чеканки и ряд других работ по металлу). Во всех приведенных источниках вибрацию вызывает величина дисбаланса, приводящая к появлению неуравновешенных сил. Причиной дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения,  деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных посадках и т.п.

Классификация вибраций:

                 По характеру возникновения вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора) и специально используемыми в технологических процессах (вибрационное оборудование и инструмент).

                 По способу передачи принято различать вибрацию локальную, передаваемую через руки (при работе с ручными машинами, органами управления), и общую, передаваемую через опорные поверхности сидящего или стоящего человека.

                 По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся от ручных машин с двигателем (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием, а также ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей.

                Преимущественно местную вибрацию создают машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия.

                 Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования):

Классификация вибрации разнообразна и зависит от фактора, положенного в ее основу, например,

по характеру спектра вибрации подразделяются на:

Узкополосные, у которых контролируемые параметры в 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октав­ных полосах;

Широкополосные, которые не отвечают  данному требованию.

По частотному составу вибрации подразделяются на:

Низкочастотную с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 16 Гц (локальная), 1-4 Гц (общая);

Среднечастотную – 31,5 и 63 Гц (локальная), 8 и 16 Гц (общая);

Высокочастотную – 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная), 31,5 и 63 Гц (общая).

Действие вибрации на организм человека

                 Характер воздействия производственной вибрации определяется уров­нями виброскорости и виброускорения, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека.

                Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека: восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т.п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни.

                 Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека 6…9 Гц, головы 6 Гц, желудка 8 Гц, других органов – в пределах 25 Гц).

                 К основным проявлениям вибрационной болезни относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интенсивными болями после работы и по ночам, снижение всех видов кожной чувствительности, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается феномен «мертвых» рук или белых пальцев. Параллельно развиваются мышечные и костные изменения, а также расстройства нервной системы. Изменения костно-мышечной системы обусловлены как нервно-сосудистой регуляцией, так и непосредственным влиянием хронической микротравмы. При рентгеновских исследованиях в костях и суставах обнаруживаются явления функциональной перестройки в костной ткани; при длительном действии вибрации выявляются кистевидные образования в костях, бугристость фаланг и др.

                 Нормирование вибрационных воздействий

                 Согласно действующему ГОСТ 12.1.012.-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования», нормирование вибраций ведется отдельно для общей и локальной вибраций. При этом используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в дБ.

                 В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012-90 разработаны стандарты на допустимые уровни вибрации ручных машин, стандарты на технические требования к средствам измерения и контроля вибрации на рабочих местах и стандарты на средства испытания ручного инструмента.

Таблица…. Экспериментальные значения уровней звукового давления источников шума в механической лаборатории.