Шум и вибрация. 2 Акустические колебания. Шум
 Скачать 72.18 Kb.
|
Меры борьбы с шумом. Для уменьшения уровней шума применяются технические, строительные и организационные мероприятия, а также средства индивидуальной защиты.1. К техническим мерам относят:а) Подавление шума в источниках. Снижение механических шумов достигается: улучшением конструкции машин и механизмов, заменой деталей из металлических материалов на пластмассовые, заменой ударных технологических процессов на безударные, нанесением смазки на трущиеся детали и рядом других материалов. б) Предупреждение распространения шума - звукоизоляция и звукопоглощение. При звукоизоляции уменьшается уровень шума, который распространяется за счет колебания преграды. Для звукоизоляции применяются плотные, жесткие, массивные перегородки. При этом ослабление зависит от массы перегородки, а не от ее материала. Большее ослабление достигается при слоистых перегородках, с воздушными промежутками между слоями. При звукопоглощении звук ослабляется за счет поглощения звуковой энергии в порах материала перегородки (войлок, вата, пемза). Наряду с пористыми материалами для звукопоглощения применяются специальные мастики, которыми покрываются перегородки и отдельные части машин. 2. Строительные и организационные меры: а) увеличение расстояния от источника шума - концентрация цехов с большим уровнем шума и удаление их от других производственных помещений. Так как интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и отраженного звука, который может быть уменьшен за счет увеличения площади звукопоглощения помещения, то необходимо применять: б) покрытие внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими облицовками; в) размещение в помещениях штучных звукопоглощателей (объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку); г) закрытие машин звукоизоляционными кожухами; д) устройство экранов (с покрытием их звукоизолирующими материалами) между машиной и рабочим местом; е) устройство звукоизолированных машин; ж) рациональный режим труда и отдыха; з) сокращение времени нахождения в шумовых условиях; и) контроль уровней шума на рабочих местах. В качестве звукопоглощающего материала применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые и минераловатные плиты и др. Толщина облицовок составляет 20-200 мм. В низких помещениях облицовывают только потолок, т.к. стены в них практически не влияют на отражение звука, а в высоких и вытянутых помещениях - облицовывают как стены, так и потолок. При некоторых производственных процессах, например, как клепка, обрубка, штамповка, зачистка трудно или невозможно эффективно снизить шум. 3. Индивидуальные средства защиты от шума. В случае невозможности снижения шума до нормативного вышеуказанными методами применяются средства индивидуальной защиты - противошумы. Противошумы по ГОСТ 12.4.011-75 подразделяются на три типа: наушники, закрывающие ушную раковину; вкладыши, перекрывающие наружный слуховой канал (пробка); шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину. Наушники по способу крепления на голове подразделяются на: независимые (с оголовьем); встроенные в головной убор (каски, шлемы, косынки). Вкладыши (мягкие тампоны из ультратонкого волокна, материала или из эбонита, резины) бывают многократного пользования и однократного. Наушники и вкладыши делятся по ГОСТ 12.4.051-75 на группы А, Б, В по их эффективности в Дб в октавных полосах частот. На предприятиях зоны звука выше 85 Дб (шкала А шумомера - замер без фильтров, частотная характеристика этой шкалы близка к характеристике слуха человека) должны обозначаться знаками безопасности и работающие в этих зонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 Дб в любой полосе частот. В технических условиях на машины и паспорта должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.003-76. 2.1.2.1. Ультразвук. Ультразвук – это колебания выше 20 кГц, неслышимые человеческим ухом. Условно ультразвуковой диапазон частот подразделяется на низкочастотный – от 20 до 100 кГц и высокочастотный – от 100 кГц до 1000 МГц. Источниками ультразвуковых колебаний являются ультразвуковые механические излучатели (сирены, свистки) и электромеханические (магнитострикционные и пьезоэлектрические). Низкочастотный ультразвук образуется при аэродинамических процессах, сопровождающих работу реактивных двигателей, газовых турбин, компрессорных установок и др. Ультразвук имеет единую природу со звуком и одинаковые физико-гигиенические характеристики, т.е. оценивается по частоте колебаний интенсивности. Единица измерения интенсивности ультразвука - Вт/см2. С гигиенической точки зрения интенсивность ультразвука (уровень звукового давления) оценивается в относительных единицах - дБ. Ультразвуковая техника и технология получили широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Низкочастотный ультразвук (рабочая частота 20, 22, 40, 44, 60, 66 кГц; интенсивность до 5-10 Вт/см2) применяют для активного воздействия на вещества и различные технологические процессы (обезжиривание, очистка, сварка и др.), в медицине для резки и соединения биологических тканей, обезболивания, разрушения новообразований, стерилизации инструментов и др. Высокочастотный ультразвук используется для сбора информации, контроля, анализа, обработки и передачи сигналов (дефектоскопия, радиолокация и др.), в медицине – для диагностики, лечения различных заболеваний позвоночника, суставов, периферической нервной системы, в офтальмологии, дерматологии, гинекологии и др. Ультразвуковые колебания подчиняются тем же закономерностям, что и звуковые волны, но имеют некоторые особенности: из-за малой длины волны получается направленный сфокусированный пучок энергии; ультразвуковые волны дают отчетливую акустическую тень, так как размеры экранов всегда будут соизмеримы или больше длины волны; проходя через границу раздела двух сред, ультразвуковые волны могут отражаться, преломляться или поглощаться; ультразвук, особенно высокочастотный, практически не распространяется в воздухе; Действие на организм. Низкочастотный УЗ оказывает общее воздействие на организм через воздух и локальное действие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены колебания. Высокочастотный ультразвук вследствие малой длины волны практически не распространяется в воздухе и оказывает воздействие на работающих только при контакте источника ультразвука с поверхностью тела. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. При действии локального УЗ наблюдаются общецеребральные нарушения, нервнососудистые изменения: возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног), вплоть до развития пореза костей и предплечий. У операторов, работающих с высокочастотным оборудованием, наблюдается повышенная чувствительность рук к холоду, чувство слабости в руках, снижение тактильной чувствительности, боль в руках в ночное время. Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия. Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Влияние на ткани ограничивается раздражением нервных рецепторов. Изменения функционального состояния ЦНС сопровождаются нормализацией сосудистых реакций, снижением артериального давления, расширением сосудов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ - дают поражающий эффект. Гигиеническое нормирование. Допустимый уровень УЗ нормируется в соответствии с ГОСТом 12.1.003-83 "ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности" и Санитарными нормами № 2282-80 "Санитарные нормы и правила при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый локальным путем на руки работающих". Для низкочастотных ультразвуковых колебаний установлены следующие предельные значения звукового давления на рабочих местах.
ПДУ контактного ультразвука для зон контакта рук с рабочими органами приборов и установок составляет 110 дБ или 0,1 Вт/см2. Защита от ультразвука. Меры предупреждения неблагоприятного воздействия УЗ на организм состоят в проведении мероприятий технического, организационного и медико-профилактического характера. Технические: создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование маломощного оборудования (снижение шума на 20-40 дБ); применение звукоизолирующих устройств (кожухи, экраны); размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинах с дистанционным управлением; использование средств индивидуальной защиты (противошумы, перчатки резиновые изнутри хлопчатобумажные). Организационные: соблюдение режимов труда и отдыха (через каждые 1,5-2 часа 10-15 минутные перерывы); обучение, инструктаж; к работам с УЗ не допускаются лица моложе 18 лет. Медико-профилактические, направлены на предупреждение профессиональной патологии: - комплекс физиотерапевтических процедур (массаж, УФ-облучение, водные процедуры, витаминизация и т.п.); предварительные и периодические медосмотры. 2.1.2.2. Инфразвук Инфразвук - область низкочастотных акустических колебаний в диапазоне ниже 20 Гц. Эти колебания относятся к неслышимому диапазону частот. Развитие современной техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин, что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах шумов на рабочих местах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды. Источники инфразвука: средства наземного, воздушного и водного транспорта; компрессоры; мощные вентиляционные системы и системы кондиционирования. Инфразвук как физическое явление подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды: инфразвук имеет во много раз большие амплитуды колебаний, чем акустические волны при равных мощностях источников звука; инфразвук распространяется на большие расстояния от источника из-за поглощения его атмосферой; вследствие большой длины волны для инфразвука характерно явление дифракции. Благодаря этому инфразвуки легко проникают в помещения и обходят преграды, задерживающие слышимые звуки; инфразвуковые колебания способны вызывать вибрацию крупных объектов вследствие явлений резонанса. Поэтому обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае малоэффективны. Действие на организм. Лабораторные исследования показали, что при уровне 110-150 дБ и более инфразвук может вызывать у людей неприятные объективные ощущения и различные реактивные изменения. Инфразвук вызывает ощущение вибрации грудной и брюшной стенки, нарушение ритма дыхания, закладывание и давление в ушах, головную боль, головокружение, тошноту, затруднение при глотании, ощущение необъяснимого страха, беспокойства, сменяющегося чувством усталости, утомления, вялости и рассеянности. В результате длительного воздействия инфразвука с уровнями, близкими к производственным (90- 120 дБ), развивается астения, снижается умственная работоспособность, появляются вегетоневротические симптомы: раздражительность, тошнота, нервозность. Установлено, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Многие исследователи отличают влияние инфразвуковых колебаний на вестибулярный анализатор (отмечаются нарушения равновесия, головокружение). Так как чувствительность вестибулярного анализатора находится в области низких частот, то можно предположить, что инфразвук воспринимается рецепторами органов равновесия. Со стороны сердечно-сосудистой системы при воздействии инфразвука отмечаются нарушение частоты сердечных сокращений, в частности брадикардия, увеличение диастолического давления. Хотя всестороннее изучение биологического действия низкочастотных акустических колебаний продолжается, можно сделать вывод, что инфразвук в зависимости от частоты и уровня звукового давления оказывает влияние на функциональное состояние слухового и вестибулярного анализаторов, функцию дыхания, нервную и сердечно-сосудистую системы. Особого внимания заслуживает действие инфразвука на эмоциональную сферу, работоспособность и утомляемость. Гигиеническое нормирование. Проведенное в нашей стране изучение биологического действия инфразвука в производственных и экспериментальных условиях позволило разработать нормативный документ по ограничению его предельно допустимого уровня “Гигиенические нормы инфразвука на рабочих местах”№ 2274-80. Нормы устанавливают классификацию, характеристики и предельные уровни инфразвука на рабочих местах, а также условия его контроля. По временным характеристикам инфразвук подразделяется на постоянный, уровень звукового давления которого, измеренного по стандартной шкале “линейная” шумомера, изменяется не более чем на 10 дБ за время наблюдения 1мин, и непостоянный, аналогичная характеристика которого изменяется не менее чем на 10дБ за тот же период наблюдения. Для постоянного инфразвука нормируется уровень звукового давления на частотах 2, 4, 8, 16 и 31,5 Гц, а для непостоянного – общий уровень звукового давления по стандартной шкале “линейная” шумомера, дБ. Предельно допустимые уровни инфразвука, установленные “Гигиеническими нормами инфразвука на рабочих местах”, показаны в таблице 2.2. Таблица 2.2. Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах.
Меры борьбы с инфразвуком. Существующие меры борьбы с шумом неэффективны для инфразвуковых колебаний, они напротив могут способствовать увеличению уровней и распространению низкочастотных колебаний. Борьбу с инфразвуком в источнике возникновения необходимо вести в направлении изменения режима работы технологического оборудования – увеличения его быстроходности. Должны приниматься меры по снижению интенсивности аэродинамических процессов – ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей. Наиболее эффективными методами борьбы с инфразвуком являются следующие: снижение его в источнике (использование малогабаритных машин большой жесткости) изменение режима работы технологического оборудования (где возможно увеличение его быстроходности) снижение интенсивности аэродинамических процессов (ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей) применение средств индивидуальной защиты органов слуха (наушники, вкладыши). Работающие в условиях воздействия инфразвука должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры. Рекомендуются лечебные и профилактические процедуры, применяемые для рабочих шумных и виброопасных профессий. 2.1.3. Механические колебания. Вибрация Научно-технический прогресс в промышленности предопределяет широкое внедрение вибрационной техники, что объясняется высокой производительностью и значительной экономической эффективностью вибрационных машин. Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля. Простейшей формой вибрации является гармоническое колебание, когда рассматриваемая точка конструкции смещается в заданном направлении от положения равновесия в зависимости от времени по синусоидальному закону. Время, в течение которого материальное тело совершает одно полное колебание, называют периодом колебаний. Число полных колебаний за единицу времени называют частотой колебаний. Период (Т) и частота колебания (f) связаны между собой соотношением:   Максимальное отклонение тела от положения устойчивого равновесия называется амплитудой (а). В практике амплитуду принято измерять в линейных единицах (метрах или сантиметрах). Вибрация как движение характеризуется скоростью и ускорением. Максимальное значение скорости колебательного движения равно:  где Vmax — максимальное значение скорости (м/сек); f — частота (Гц); а — амплитуда (см). Ускорение рассчитывается: W=4nf2 a, где W — ускорение вибрации (м/сек2); f — частота (Гц); а — амплитуда (см). В производственных условиях синусоидальные вибрации встречаются редко. Возникающие в результате работы машин и оборудования сложные колебательные движения являются апериодическими или квазипериодическими, часто носят импульсный характер. Колебательная скорость, равная 1*10-4 м/с, улавливается человеком как порог восприятия, при скорости 1 м/с возникает болевое ощущение. В соответствии с действующими санитарными нормами производственные вибрации по своим физическим характеристикам имеют довольно сложную классификацию.  В результате активной преобразующей деятельности человека вибрационный фон окружающей среды постоянно меняется. Источниками вибрационного воздействия являются подземный и наземный транспорт, промышленные предприятия, внутридомовое оборудование зданий, инженерно-технологическое оборудование встроенных предприятий торговли и коммунально-бытового обслуживания населения. Вибрация в квартире часто вызвана эксплуатацией лифта. В некоторых случаях ощутимая вибрация наблюдается при строительных работах, проводимых вблизи жилых зданий (забивка свай, демонтаж и ломка зданий, дорожные работы). Источником повышенной вибрации в жилых домах могут служить промышленные предприятия при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгательных и вырубных механизмов, бетономешалок, дробилок, компрессоров, падающих молотов. Общую производственную вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следующие категории. Категория 1 — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах подвижных машин и транспортных средств при их движении по местности или дорогам (в том числе при их строительстве). К ней относятся рабочие места на тракторах и самоходных машинах для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур, грузовых автомобилях, строительно-дорожных машин, снегоочистителях, самоходном горношахтовом рельсовом транспорте. Категория 2 — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок. К ней относятся рабочие места на экскаваторах, строительных кранах, машинах для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве, горных комбайнах, шахтных погрузочных машинах, самоходных бурильных каретках, путевых машинах, бетоноукладчиках, напольном производственном транспорте. Категория 3 — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К ней относятся рабочие места у металло- и деревообрабатывающих станков, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин, электрических насосных агрегатов и др. Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется на передающуюся от: — ручных машин с двигателями или ручного механизированного инструмента, органов ручного управления машин и оборудования; — ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей. Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются прежде всего уровнями, спектральным составом и продолжительностью вибрационного воздействия. В субъективном восприятии вибрации и объективных физиологических реакциях важная роль принадлежит биомеханическим свойствам человеческого тела как сложной колебательной системы. Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты и амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий. При низких частотах вибрация распространяется по телу с весьма малым затуханием, охватывая колебательным движением все туловище и голову. Резонанс человеческого тела в биодинамике определяется как явление при котором анатомические структуры, органы и системы под действием внешних вибрационных сил, приложенных к телу, получают колебания большей амплитуды. На резонанс тела наряду с его массой влияют такие факторы как размер, поза и степень напряжения скелетной мускулатуры индивидуума и др. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 и 30 Гц, при горизонтальных - 1,5-2 Гц. Особое значение резонанс приобретает в отношении органа зрения. Частотный диапазон расстройств зрительных функций лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для торакоабдоминальных органов резонансными являются частоты 3-3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс определяется на частотах 4-6 Гц. В формировании реакций организма на вибрационную нагрузку важную роль играют анализаторы: кожный, вестибулярный, двигательный, для которых вибрация является адекватным раздражителем. Длительное влияние вибрации, сочетающееся с комплексом неблагоприятных производственных факторов, может приводить к стойким патологическим нарушениям в организме работающих, развитию вибрационной болезни. Патогенез вибрационной болезни сложен и недостаточно изучен. В настоящее время доказано, что в основе его лежит сложныймеханизм нервнорефлекторных и нейрогуморальных нарушений, которые приводят к развитию застойного возбуждения и последующим стойким изменениям как в рецепторном аппарате, так и в ЦНС, причем наиболее тяжело страдают системы, регулирующие сосудистый тонус. При интенсивном вибрационном воздействии не исключена и прямая механическая травматизация, в первую очередь опорно-двигательного аппарата: мышц, костей, суставов и связочного аппарата. Клинически в развитии вибрационной болезни, различают 3 степени ее развития: I степень - начальные проявления, II степень - умеренно выраженные проявления, III степень - выраженные проявления. Различают формы вибрационной болезни, вызванные локальной и общей вибрацией. Наибольшее распространение, а следовательно, социальное и экономическое значение имеет вибрационная болезнь, обусловленная воздействием локальной вибрации. Одним из основных симптомов данной болезни являются сосудистые расстройства. Чаще всего они заключаются в нарушении периферического кровообращения, изменении тонуса капилляров, нарушении общей гемодинамики. Больные жалуются на внезапно возникающие приступы побеления пальцев, которые чаще появляются при мытье рук холодной водой или при общем охлаждении организма. Полиневропатическая симптоматика при вибрационной болезни проявляется ноющими, ломящими, тянущими болями в верхних конечностях, беспокоящими больше по ночам или во время отдыха. Боли сопровождаются парестезиями, повышенной зябкостью кистей. Одним из постоянных симптомов вибрационной болезни является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, а также болевая и температурная чувствительность. У длительно работающих с тяжелыми инструментами как следствие перенапряжения часто наблюдаются миофасцикулиты, миозиты, тендомиозиты. Изменения со стороны костей проявляются в виде дегенеративно-дистрофических изменений, эностозов, шпор, параосальных обызвествлений, кистозных образований, деформирующих артрозо-артритов крупных суставов верхних конечностей. Вибрационная болезнь, вызванная воздействием общей вибрации и толчками, наблюдается у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов. Одним из основных ее синдромов является вестибулопатия, которая проявляется головокружением, головными болями, гипергидрозом и т. д. Нередко возникают дисфункции пищеварительных желез, причем нарушения моторной и секреторной функции желудка часто связаны с птозами органов брюшной полости, возникновением соляргий. Типичны изменения в позвоночнике, проявляющиеся в виде деформирующего остеоартроза пояснично-крестцового отдела или дискозов. Эти изменения, как правило, сопровождаются возникновением вторичных корешковых расстройств, являющихся причиной нарушения трудоспособности. При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны ЦНС в виде вегетодисфункции на неврастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным процессам. По той же причине у рабочих виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях заболевания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тона (64—128 Гц). Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на – женскую половую сферу. | |||||||||||||||||||||