Охрана труда
 Скачать 5.35 Mb.
|
|
— упругие опоры; в — пружины, встроенные в опору; г — упругие подвески Виброзащитные кабины используют в тех случаях, когда на человека- оператора воздействует не только вибрация, но другие негативные факторы: шум, излучения, химические вещества и т. д. Виброзащитная кабина в отличии от обычных кабин, защищающих человека от вредных факторов, устанавливается на виброизолирующих опорах. В зависимости от действующих одновременно с вибрацией вредных факторов виброзащитные кабины могут быть шумовиброзащитными, пылевиброзащитными и т. п. На рис. 3.14 представлена одна из таких кабин. Рисунок 3.14 Шумовиброзаицитная кабина для оператора компрессорной станции: 1 — пневматические виброизоляторы; 2 — основание кабины; 3 — корпус кабины; 4 — стол оператора; 5 — кондиционер; 6 — вешалка для одежды Виброзащитные рукоятки предназначаются для защиты от локальной вибрации рук оператора. Конструктивные схемы виброзащитных рукояток представлены на рис. 3.15. Рисунок 3.15 Классификация виброзащитных рукояток: а —- рукоятки с промежуточными виброизоляторами; б — рукоятки со встроенными виброизоляторами; в — рукоятки с накладными виброизоляторами; г — рукоятки с комбинированными виброизоляторами По месту расположения виброизоляторов рукоятки классифицируются на: рукоятки с промежуточными виброизоляторами, в которых виброизоляторы расположены между корпусом ручной машины и рукояткой, охватываемой рукой оператора (рис. 3.15, а); рукоятки со встроенными виброизоляторами, размещенными непосредственно в теле рукоятки (рис. 3.15, б); рукоятки с накладными виброизоляторами, в которых упругие полимерные накладки и облицовки размещены на наружной поверхности рукоятки и контактируют с руками оператора (рис. 3.15, в); рукоятки с комбинированными виброизоляторами, предусматривающие различные сочетания промежуточных, встроенных и накладных виброизоляторов (рис. 3.15, г). В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации используются: для рук — виброизолирующие рукавицы, перчатки, нкладыши и прокладки; для ног — виброизолирующая обувь, стельки, подметки. Виброзащитные рукавицы отличаются от обычных рукавиц тем, что на их ладонной части или в накладке закреплен упруго-демпфирующий элемент. Этот элемент выполняется из поролона, однако более эффективно использование пенопласта, губчатой резины. Применяются рукавицы с эластично-трубчатыми элементами (рис. 3.16). Рисунок 3.16 Виброзащитная рукавица с эластично-трубчатыми элементами: 1 — поверхность рукавицы; 2 — трубчатые элементы; 3 — накладки На рукавице имеются трубчатые элементы, закрепленные накладками и расположенные вертикальными рядами параллельно друг другу и перпендикулярно оси рукавицы. Также рукавицы могут выполняться с накладным карманом, в который вставляется накладка с эластично-трубчатыми элементами (рис. 3.17). Рисунок 3.17 Рукавица с накладным карманом: 1 — накладной карман; 2 — накладка; 3 — эластично-трубчатый элемент Виброзащитная обувь изготовляется в виде сапог, полусапог, полуботинок как мужских, так и женских, и отличается от обычной обуви наличием подошвы или вкладыша из упругодемпфирующего материала (рис. 3.18). Рисунок 3.18 Виброзащитная обувь: а — на упругой подошве; б — со съемными упругими каблуками и подметкой; в — с упругой стелькой 1.2 Защита от шума, инфра- и ультразвука В зависимости от того, где находится источник звука — на открытом пространстве или в помещении, — для расчета уровня шума в расчетной точке (РТ) применяют различные формулы. На открытом пространстве (рис. 3.19) уровень звука в расчетной точке можно определить по формуле дБ , L o S S lg 10 G р L L Здесь: р L — уровень звуковой мощности источника звука, дБ. Это характеристика источника, определяемая по определенным методикам и обычно приводимая в его технических характеристиках; G — показатель направленности источника, дБ. Это также техническая характеристика источника, показывающая на сколько дБ энергия звука, излучаемого в данном направлении больше или меньше энергии, которая бы излучалась источником с таким же уровнем звуковой мощности во всех направлениях одинаково. Значение G отрицательно, если в данном направлении излучаемая энергия меньше энергии равномерно излучающего источника, и положительно, если больше; Рисунок 3.19 Излучение звуковых волн на открытом пространстве S — площадь поверхности, в которую излучается звук ( о S = 1 м 2 ), м 2 Например, если источник звука находится на полу, то звук распространяется в полусферу и 2 r 2 S , где г — расстояние от источника звука до расчетной точки; L — снижение уровня шума на пути его распространения. Если на пути шума нет никаких препятствий и расстояние г не более 50 м, значение L можно принимать нулевым. Таким образом, если источник звука расположен на поверхности, т. е. излучает звук в полусферу, формула может быть представлена в следующем виде: L 8 r lg 20 G p L L 2 lg 10 r lg 20 G р L L (3.5) В помещении (рис. 3.20) уровень шума в расчетной точке складывается из прямых и отраженных от стен, пола и потолка звуковых волн, и его можно определить по следующей формуле: , дБ ), B 4 S Ф lg( 10 р L L (3.6) где Ф — фактор направленности, аналогичный G и равный G 1 , 0 10 ; В — так называемая постоянная помещения, м 2 Рисунок 3.20 Излучение звуковых волн в помещении Постоянная помещения определяется по формуле , ср 1 пов S ср В где ср — средний коэффициент звукопоглащения внутренних поверхностей помещения площадью пов S , для производственных помещений он редко превышает 0,3...0,4, но может быть увеличен специальной обработкой поверхностей. Анализ формул (3.5) и (3.6) показывает, что для защиты от акустических колебаний (шума, инфра- и ультразвука) можно использовать следующие методы: снижение звуковой мощности источника звука (уменьшение р L ); размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии (уменьшение G)\ удаление рабочих мест от источника звука (увеличение г); акустическая обработка помещений (увеличение В): звукоизоляция (увеличение L ): применение глушителей (увеличение L ); применение средств индивидуальной защиты. Снижение звуковой мощности источника звука (уменьшение р L ). Для снижения шума механизмов и машин применяют методы, аналогичные методам, снижающим вибрацию машин, т. к. вибрация является источником механического шума. Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков воздуха и газа и обтеканием им элементов механизмов и машин, — наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно. Для уменьшения интенсивности генерации шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа. Изменение направленности излучения шума (уменьшение G). При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам, поскольку величина направленности может достигать 10...15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места. Удаление рабочих мест от источника звука (увеличение г). Как видно из формулы (3.5) увеличение расстояния от источника звука в 2 раза приводит к уменьшению уровня звука на 6 дБ. Акустическая обработка помещения — это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) звука. Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения (рис. 3.21, а) и штучные (объемные) поглотители различных конструкций (рис. 3.21, б), подвешиваемые к потолку помещения. Рисунок 3.21 Акустическая обработка помещений: а — звукопоглощающая облицовка помещений: 7 — защитный перфорированный слой; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитная стеклоткань; 4 — стена или потолок; 5 — воздушный промежуток; 6 — плита из звукопоглощающего материала; б — звукопоглотители различных конструкций Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука незамкнутые поры. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения , равным отношению звуковой энергии, поглощенной материалом, и энергии, падающей на него. Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения не менее 0,3. Чем это значение выше, тем лучше звукопоглощающий материал. Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения. Эффект снижения шума за счет применения звукопоглощающей облицовки можно оценить по формуле дБ, , ) 1 B / 2 B lg( 10 L где В 1 , и В 2 — постоянные помещения соответственно до и после проведения акустической обработки. Постоянную помещения рассчитывают по формуле , ср α 1 А B в которой i S i α А — эквивалентная площадь звукопоглощения, м 2 , пов S А ср α — средний коэффициент звукопоглощения помещения, а а i , S i , S пов — коэффициент звукопоглощения облицовки, соответствующая ему площадь поверхности и общая площадь поверхностей помещения. Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень шума на 6...8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от его источника) и на 2...3 дБ в зоне превалирования прямого шума (вблизи от источника). Несмотря на такое относительно небольшое снижение уровня шума, применение облицовок целесообразно по следующим причинам: во-первых, спектр шума в помещении меняется за счет большей эффективности (8... 10 дБ) облицовок на высоких частотах: он делается более глухим и менее раздражающим; во-вторых, становится более заметным шум оборудования, а следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи. По этим причинам помещения концертных залов подвергают акустической обработке. Штучные звукопоглотители применяют при недостаточности свободных поверхностей помещения для закрепления звукопоглощающих облицовок. Поглотители различных конструкций, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (тонкими волокнами), подвешивают к потолку равномерно по площади. Эффективность снижения шума штучными поглотителями рассчитывают по указанной выше формуле, принимая n 1 А А , где n и 1 А — соответственно эквивалентная площадь звукопоглощения одного поглотителя и их количество. Для стандартных материалов облицовок и типов штучных звукопоглотителей значения коэффициентов звукопоглощения а и эквивалентной площади звукопоглощения 1 А известны и содержатся в справочных данных по борьбе с шумом. Звукоизоляция. При недостаточности указанных выше мероприятий для снижения уровня шума до допустимых значений или невозможности их осуществления применяют звукоизоляцию. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов (рис. 3.22). Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него. Рисунок 3.22 Средства звукоизоляции: 1 — звукоизолирующее ограждение; 2 — звукоизолирующие кабины и пульты управления; 3 — звукоизолирующие кожухи; 4 — акустические экраны; ИШ — источник шума 'Звукоизолирующая способность (дБ) ограждения выражается величиной , ) прош Р / пр Р lg( 10 L где прош Р и пр Р — соответственно звуковая мощность прямого (падающего на ограждение) и прошедшего через ограждение звука, Вт. Звукоизоляция однослойной перегородки может быть определена по формуле дБ, , 5 47 ) f o m lg( 20 L (3.7) где o m — поверхностная масса перегородки, кг/м 2 ( h o m ; — плотность материала перегородки, кг/м 3 ; h — толщина перегородки, м); f — частота звука, Гц. Как видно из формулы (3.7), звукоизоляция перегородки тем больше, чем она тяжелее (изготовлена из более плотного материала и толще) и чем выше частота звука. Перегородки выполняют из бетона, кирпича, дерева и т. п. Наиболее шумные механизмы и машины закрывают кожухами, изготовленными из конструкционных материалов — стали, сплавов алюминия, пластмасс и др., и облицовывают изнутри звукопоглощающим материалом (рис. 3.23). Рисунок 3.23 Звукоизолирующий кожух: a — схема кожуха; б— конструкция кожуха электродвигателя; 1 — звукопоглощающий материал; 2 — глушитель шума; Экранирование источников шума или рабочих мест осуществляют по схемам, приведенным на рис. 3.24. Рисунок 3.24 Экранирование источников шума: a — схема экрана; б — расположение экранов в вычислительных центрах; в — экранирование источников механическою шума, 1 шумное оборудование; 2 — экран со звукопоглощающей облицовкой; 3 — рабочее место; 4 — дисковая пила Защитные свойства экрана возникают из-за того, что при огибании прямой звуковой волной кромок экрана за ним образуется зона звуковой тени тем большей протяженности, чем меньше длина волны (выше частота звука). Т. к. экран защищает только от прямой звуковой волны, его применение эффективно только в области превалирования прямого шума над отраженным. Поэтому экраны надо устанавливать между источником шума и рабочим местом, если они расположены недалеко друг от друга. Звуковые экраны широко применяют не только на производстве, но и в окружающей среде, например для защиты от шума транспортных потоков зоны пешеходных дорожек, проходящих вдоль магистрали. В качестве экранов, снижающих уровень шума, используются лесозащитные полосы, поглощающие звук. Лесозащитные полосы должны быть сплошными, без промежутков, через которые может проникать шум. Для этого деревья высаживают в несколько рядов (чем шире полоса лесных насаждений, тем лучше) в шахматном порядке, снизу в зоне оголенной части ствола дерева высаживают кустарник. Эффективность снижения шума лесными насаждениями уменьшается зимой, когда деревья сбрасывают листву. Глушители применяют для снижения аэродинамического шума. Глушители шума принято делить на абсорбционные (рис. 3.25), использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом; реактивные (рис. 3.26) типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна '/ 4 длины волны заглушаемого звука; комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные (рис. 3.27). Рисунок 3.25 Глушители абсорбционного типа: а — трубчатый; б — пластинчатый; в — сотовый; г — звукопоглощающая облицовка поворота; 1 — трубопровод; 2 — корпус глушителя; 3 — перфорационная стенка; 4 — стеклоткань; 5 — звукопоглощающий материал Рисунок 3.26 Реактивные глушители: а — камерный; 6 —- резонансный; в — четвертьволновой; г — глушитель шума выпуска мотоциклетного двигателя Рисунок 3.27 Экранные глушители: а — схемы глушителей; 6 — график для определения снижения шума глушителем; 1 — металлический лист; 2 — звукопоглощающий материал Реактивные глушители в отличии от абсорбционных заглушают шум в узких частотных диапазонах и применяются для снижения шума источников с резко выраженными дискретными составляющими. Если таких составляющих несколько, глушитель выполняют в виде комбинации камер и резонаторов, каждый из которых рассчитан на заглушение шума определенного диапазона. Рективные глушители широко используют для снижения шума выпуска выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (рис. 3.26, г). Экранные глушители устанавливают перед устьем канала для выхода воздуха в атмосферу или его забора (например, для вентиляционных или компрессорных установок, выброса сжатого газа и т. д.). Схемы экранных глушителей показаны на рис. 3.27. Эффективность их тем выше, чем ближе они расположены к устью канала. Однако при этом увеличивается гидравлическое сопротивление для сброса и забора воздуха (газов), а следовательно, и время сброса. При расчете и установке таких глушителей ищут оптимальный вариант. Эффективность глушителей может достигать 30...40 дБ. При наличии нескольких источников суммарный уровень звукового давления определяется по следующим формулам. Если источники звука одинаковы, т. е. каждый в отдельности создает на рабочем месте одинаковый уровень звукового давления: , n lg 10 1 L L (3.8) где 1 L — уровень звукового давления, создаваемый одним источником, n — число одинаковых источников звука. Если источники звука различны: ), n 0,1L 10 2 0,1L 10 1 L 1 , 0 10 ( lg 10 L (3.9) где n L ..., , 2 L , 1 L — уровни звукового давления, создаваемые каждым источником. Анализ формул (3.8), (3.9) показывает, что при наличии в помещении одинаковых источников, удаление половины из них снижает уровень звука в помещении на 3 дБ. При наличии же в помещении источников звука, сильно различающихся по своей звуковой мощности, суммарный уровень звукового давления определяет в основном источник с наибольшей звуковой мощностью. Например, при наличии трех источников, создающих в отдельности уровень звукового давления 100, 80, 70 дБ суммарный уровень звукового давления будет равен: дБ. 100 ) 7 10 8 10 10 10 ( lg 10 L Таким образом, для радикального снижения уровня шума на рабочем месте нужно удалить или заглушить наиболее шумный источник. Так, удаление источника шума в 100 дБ уменьшит уровень шума немногим менее чем на 20 дБ. |