Фондовая лекция №6 БЖД. Лекция по учебной дисциплине Безопасность жизнедеятельности Защита от шума и вибрации
 Скачать 467 Kb.
|
|
5. Общие способы борьбы с вибрацией Главными способами борьбы с вибрацией являются виброизоляция и вибропоглощение. В основу первого положено снижение передаваемой от машин и механизмов вибрации на основание путем размещения между ними упругих элементов или амортизаторов, а в основу второго — рассеивание энергии колебаний, покрытиями с большим внутренним трением. Амортизаторы для изоляции от вибрации изготовляются из пружин, резиновых прокладок, в виде гидравлических или пневматических устройств, -а также их комбинации. При вертикальных колебаниях используются опорные или подвесные амортизаторы, а при одновременном действии вертикальных и горизонтальных колебаний — сочетание указанных амортизаторов, размещаемых как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. Обладающие высокой виброизолирующей способностью и долговечностью пружинные амортизаторы имеют небольшое внутреннее трение, в связи с чем плохо рассеивают энергию колебаний, затухание которых замедляется особенно в резонансном режиме при пуске и остановке машины. Виброизолирующая способность резиновых амортизаторов ниже пружинных, но большое внутреннее сопротивление (коэффициент неупругого сопротивления) обеспечивает значительное снижение амплитуды собственных колебаний и времени их затуханий на резонансных режимах. Для повышения устойчивости и уменьшения амплитуды колебаний машины ее следует монтировать на тяжелой металлической раме, чем достигается увеличение массы всей виброизолируемой системы, опирающей на виброопоры типа ОВ. 26 Для снижения вибрации ограждений, кожухов, транспортных и вентиляционных коммуникаций в резонансных режимах применяется вибропоглощение с помощью покрытий их поверхности материалами с большим внутренним трением (резина, пластики, мастики). Их наносят в местах максимальных амплитуд вибраций, определяемых по значениям виброскорости.
Применяемые средства защиты от шума и вибрации подразделяются на средства коллективной защиты (СКЗ) и индивидуальной защиты (СИЗ). Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных и малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т.д. Наиболее рациональным методом является борьба с шумом в источнике возникновения (уменьшение звуковой мощности Р). Причиной возникновения шумов могут быть механические, аэродинамические, гидродинамические и электромагнитные явления, обусловленные конструкцией и характером работы машин и механизмов, а также неточностями, допущенными в процессе изготовления и условиями испытания и эксплуатации. Для снижения шума в источнике возникновения могут успешно применяться следующие мероприятия: замена ударных механизмов и процессов безударными, например, замена ударной кленки сваркой, рихтовки - вальцовкой, использование гидропривода вместо кривошипно-шатунных и эксцентриковых приводов; применение малошумных соединений, например, подшипников скольжения, 27 косозубых, шевронных и других специальных зацеплений; применение в качестве конструкционных материалов с высоким внутренним трением, например замена металлических деталей пластмассовыми и другими «незвучащими» материалами; повышение требований к балансировке роторов; изменение режимов и условий работы механизмов и машин; применение принудительной смазки в сочленениях для предотвращения их износа и шума от трения. Важное значение имеет своевременное техническое обслуживание оборудования, при котором обеспечивается надежность крепления и правильное регулирование сочленений. Комплекс мероприятий, направленных на уменьшение шума в источнике, может обеспечить снижение уровня звука на 10 - 20 дБ(А) и более. 1. Изменение направленности излучения. При проектировании установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим местам, поскольку величина показателя направленности может достигать 10 - 15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противошумную сторону от рабочего места или жилого дома. 2. Рациональная планировка предприятий и цехов. Шум на рабочем месте может быть уменьшен за счет увеличения расстояния от источника шума до расчетной точки. Внутри здания такие помещения должны располагаться вдали от шумных помещений так, чтобы их разделяло несколько других помещений. На территории предприятия более шумные цехи необходимо концентрировать в одном-двух местах. Расстояние между тихими помещениями (конструкторское бюро, заводоуправление) и шумными цехами должно обеспечивать необходимое снижение шума.
28 поверхностей помещения и штучные (объемные) поглотители различных конструкций, подвешиваемые к потолку помещений. Процесс поглощения звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и незамкнутые поры. Уменьшение шума на пути его распространения применяют, когда перечисленные выше методы не обеспечивают требуемого снижения шума. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого шума путем установки звукоизолирующих перегородок, кожухов, экранов и т.п. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит за ограждение.  Рис. 1. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от 29 вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.п. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов. Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др. Для защиты рук от воздействия ультразвука при контактной передаче, а также при контактных смазках и т.д. операторы должны работать в рукавицах или перчатках, нарукавниках, не пропускающих влагу или контактную смазку. 30  Рис. 2. Классификация методов и средств защиты от вибрацииСредствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10...15 дБ. В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. 31 Средствами индивидуальной защиты работающего от воздействия общей вибрации применяют обувь с амортизирующими подошвами. Общие технические требования на специальную виброзащитную обувь введены ГОСТ 12.4.024-76. Такую обувь изготовляют из кожи, искусственных, синтетических, текстильных материалов и комбинированной (из данных материалов). Она предназначена для защиты работающих от воздействия общей производственной вертикальной вибрации в диапазоне частот свыше 11 Гц и выпускается в виде сапог, полусапог и полуботинок мужских и женских. Она предназначена для индивидуальной защиты от вибраций и ударов энергией 5 Дж. Одновременно с защитой от вибраций спецобувь защищает ноги работающего от нетоксичной пыли и ударов энергией до 50 Дж (сапоги и полусапоги). Применение специальной конструкции подошвы с использованием упругодемпфирующих материалов делает обувь эффективной при виброзащите. Значительное внимание уделено защите рук от вибраций, мероприятия по которой изложены в ряде стандартов. Например, требования ГОСТ 12.4.002-74, ГОСТ 12.4.20-75 распространяются на средства индивидуальной защиты рук работающего от вибрации, защитные свойства которых обеспечиваются применением упругодемпфирующих материалов. Это могут быть рукавицы с упругодемпфирующими вкладышами; рукавицы и перчатки с мягкими наладонниками; упруго-демпфирующие прокладки и пластины для обхвата вибрирующих рукояток и деталей и т. п. Эффективность этих средств определяется степенью снижения уровня вибрации, передаваемой на руки. Она равна разности уровней (или отношению абсолютных значений) колебательных скоростей при замере без применения средств индивидуальной защиты и с их использованием. Защита от ультразвука включает в себя использование изолирующих корпусов и экранов, изоляцию излучающих установок, оборудование дистанционного управления, применение средств индивидуальной защиты. 32 Для локализации ультразвука обязательным является применение звукоизолирующих кожухов, полукожухов, экранов. Если эти меры не дают положительного эффекта, то ультразвуковые установки нужно размещать в отдельных помещениях и кабинах, облицованных звукопоглощающими материалами. Наиболее распространенными средствами индивидуальной защиты при работе с ультразвуком являются противошумы. Для защиты рук от воздействия контактного ультразвука необходимо применять две пары перчаток - резиновые (наружные) и хлопчатобумажные (внутренние) или только хлопчатобумажные. Требования по ограничению неблагоприятного влияния ультразвука на работающих включают следующее: - запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой. Для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых, жидких, газообразных средах необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные); - при систематической работе с источниками контактного ультразвука в течение более 50% рабочего времени необходимо устраивать два регламентированных перерыва - десятиминутный перерыв за 1-1,5 часа до и пятнадцатиминутный перерыв через 1,5-2 часа после обеденного перерыва для проведения физиопрофилактических процедур (тепловых гидропроцедур, массажа, ультрафиолетового облучения), а также лечебной гимнастики, витаминизации и т.п.; Организационно-профилактические мероприятия заключаются в проведении инструктажа и установлении рациональных режимов труда и отдыха. К работе с ультразвуковыми источниками допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующий курс обучения. Лица, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности воздействию контактного ультразвука, подлежат предварительным, при приеме на работу, и периодическим 33 медицинским осмотрам. Снижение неблагоприятного воздействия инфразвука достигается комплексом инженерно-технических и медицинских мероприятий, из которых основными являются: ослабление инфразвука в его источнике, устранение причин воздействия; изоляцию инфразвука; поглощение инфразвука, постановку глушителей; индивидуальные средства защиты; медицинскую профилактику. Борьба с неблагоприятным воздействием инфразвука должна вестись в тех же направлениях, что и борьба с шумом. Наиболее целесообразно уменьшать интенсивность инфразвуковых колебаний на стадии проектирования машин или агрегатов. Первостепенное значение в борьбе с инфразвуком имеют методы, снижающие его возникновение и ослабление в источнике. Ультразвук представляет собою механические колебания упругой среды, распространяющиеся в ней. К ультразвуку относят колебания с частотой свыше 20000Гц, которые находятся выше порога слышимости и не воспринимаются человеческим ухом.Воздействие ультразвука на человека сопровождается структурными изменениями в головном мозге, вегетативных отделах центральной и периферической нервной системы, в стенках сосудов. Ультразвук широко применяется в медицине для лечения и диагностики, в различных областях техники и промышленности для анализа и контроля: дефектоскопия, структурный анализ вещества, определение физико-химических свойств металлов. Наиболее широкой областью использования ультразвука являются технологические процессы в промышленности: очистка и обеззараживание деталей, механическая обработка твёрдых и хрупких материалов, сварка, пайка, лужение, электролитические процессы, ускорение химических реакций и др. Для защиты от ультразвука, который передается через воздух, применяется метод звукоизоляции. Ультразвуковые установки можно располагать в специальных помещениях. 34 Для защиты от ультразвука, который передается через воздух, применяетсяметод звукоизоляции. Ультразвуковые установки можно располагать в специальных помещениях. Эффективным средством защиты является использование кабин с дистанционным управлением, расположение оборудования в звукоизолированных укрытиях из звукопоглощающих материалов. Ультразвук, передающийся контактным путем, нормируется «Санитарными нормами и правилами».Для защиты от ультразвука, который передается через воздух, применяется метод звукоизоляции. Ультразвуковые установки можно располагать в специальных помещениях. Эффективным средством защиты является использование кабин с дистанционным управлением, расположение оборудования в звукоизолированных укрытиях. 7. Приборы для измерения шума и вибрации Основными приборами для измерения шума являются шумомеры. В шумомере механические звуковые колебания, воспринимаемые микрофоном, преобразуются в электрические, которые усиливаются и затем, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются стрелочным прибором. Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно составляет 30—130дБ при частотных границах 20—16 000 Гц. Для определения спектра шума и его уровней в октавных полосах шумомер подключают к фильтрам и анализаторам. Для измерений используют отечественные шумомеры Ш-71, ПИ-14, ИШВ-1 в комплекте с октавными фильтрами. Широкое распространение в нашей стране получила акустическая аппаратура фирм RFT (Германия) и «Брюль и Къер» {Дания). Шумоизмерительные средства состоят из шумомера (в соответствии с ГОСТ 17187-71) и октавных электрических фильтров, пропускающих определенную полосу частот электрических колебаний. 35 Действие шумомера основано на преобразовании микрофоном звуковых колебаний в электрические, которые после усиления и прохождения через октавные фильтры передаются измерительному прибору - стрелочному индикатору. На практике применяются измерительные системы типа ИШВ-1 (со встроенными октавными фильтрами) завода «Виброприбор» (г. Таганрог) или ШВК-1 (с отдельными фильтрами типа ФЭ-2 того же завода) и типа 00017 (со встроенными фильтрами) фирмы RFT ГДР. Для измерения только уровня звука без частотного анализа используют шумомеры типов «Шум-1, ШМ-1, Ш-63 или 00014 фирмы RFT (ГДР). Для ультразвуковых шумов (частота более 11,2 кГц) нормируемые параметры установлены ГОСТ 12.1.001-75 «ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности». Вибрация измеряются приборами, основанными на механических и электрических методах. Электроизмерительные приборы обеспечивают более высокую точность измерения в широком диапазоне частот вибраций большой и малой интенсивности. Они позволяют записывать виброграммы на значительном расстоянии от объекта вибрации, что обеспечивает безопасность и удобство проведения работ по измерениям. Измерение вибраций производится согласно ГОСТ 12.4.012-75 «ССБТ. Средства измерения и контроля вибраций на рабочих местах. Технические требования». Этим требованиям отвечает шумомер типа ШВК-1, снабженный датчиком вибраций. Для стационарного оборудования точки измерения вибраций выбирают на рабочих местах. Датчик вибрации крепят к рабочей площадке или сиденью работающего. Локальные вибрации, передающиеся на pyки при работе с ручными машинами, измеряют по виброскорости в среднегеометрических октавных полосах от 8 до 1000 Гц. Датчик вибрации крепят в местах контакта рук с вибрирующими поверхностями. Ручные машины должны соответствовать 36 требованиям ГОСТ 17770-72 «Машины ручные. Допустимые уровни вибрации». |