жидецкий. Основи охорони праці

• Название: Основи охорони праці
• Анкор: жидецкий.doc
• Дата: 20.12.2017
• Размер: 12.74 Mb.
• Имя файла: жидецкий.doc
• Тип: Документы; #12269
• страница: 18 из 41

2.7.2. НОРМУВАННЯ ВІБРАЦІЇ

Розрізняють гігієнічне та технічне нормування вібрації. При гігієнічному норму­ванні регламентуються відповідні умови щодо захисту від вібрації людини, а при технічному — щодо захисту машин, устаткування, механізмів і т. п. від дії вібрації, яка може призвести до їх пошкодження чи передчасного виходу з ладу. Основними нормативними документами з охорони праці стосовно вібрації є ГОСТ 12.1.012-90 та ДСН 3.3.6.039-99.

Дія вібрації на організм людини залежить від таких її характеристик: інтенсив­ності, спектрального складу, тривалості впливу, напрямку дії. Гігієнічна оцінка віб­рації, що діє на людину у виробничих умовах здійснюється за допомогою таких методів:

• 
  частотного (спектрального) аналізу її параметрів;
  
• 
  інтегральної оцінки по спектру частот параметрів, що нормуються;
  
• 
  дози вібрації;
  

При частотному (спектральному) аналізі параметрами, що нормуються є се­редні квадратичні значення (квадратний корінь із середнього арифметичного квад­рата значення в певному інтервалі часу) віброшвидкості v та віброприскорення а, або їх логарифмічні рівні у дБ в діапазоні октавних смуг із середньогеометрични-ми частотами:

• 
  1.0; 2,0; 4,0; 8,0; 16,0; 31,5; 63,0 Гц —для загальної вібрації;
  
• 
  8.0; 16,0; 31,5; 63,0; 125,0; 250,0; 500,0; 1000,0 Гц — для локальної вібрації.
  Гігієнічні норми в логарифмічних рівнях середніх квадратичних значень віб-
  

рошвидкостей для октавних смуг частот наведені на рис. 2.25.

При використанні методу інтегрованої оцінки по спектру частот параметром, що нормується, є коректоване значення віброшвидкості чи віброприскорення (U), що вимірюється за допомогою спеціальних фільтрів, або обчислюється за формулами, наведеними в ДСН 3.3.6.039-99.


При дії непостійної вібрації (крім імпульсної) параметром, що нормується, є вібраційне наванта­ження (доза вібрації, еквівалентний коректований рівень), одержане ро­бітником протягом зміни та зафік­соване спеціальним приладом або обчислене для кожного напрямку дії вібрації (X, Y, Z) за формулою:

(2.26)

або

(2.27)

де U(t) — коректоване по час­тоті значення параметра вібрації в момент часу t, м/с² або м/с;

t— час дії вібрації, год;

t_зм— тривалість зміни, год.

При дії імпульсної вібрації з пі­ковим рівнем віброприскорення від 120 до 160 дБ, параметром, що нор­мується є кількість вібраційних ім­пульсів за зміну (годину), в залеж­ності від тривалості імпульсу (таб­лиця в ДСН 3.3.6.039-99).

Гігієнічні норми вібрації, що діє на людину у виробничих умовах вста­новлені для тривалості 480 хв. (8 год). При дії вібрації, яка перевищує гранично допустимий рівень, сумарний час її дії протягом робочої зміни повинен бути меншим. У табл. 2.6 наведено допустимий сумарний час дії локальної вібрації в залежності від перевищення її гранично допустимого рівня.

Таблиця 2.6

Допустимий сумарний час дії локальної вібрації в залежності від перевищення її гранично допустимого рівня

Перевищення гранично допустимого рівня вібрації, дБ	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Допустимий сумарний час дії вібрації за зміну, хв.	384	302	240	191	151	120	95	76	60	48	38	ЗО

2.7.3. ЗАХОДИ ТА ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ВІД ВІБРАЦІЇ

Заходи та засоби захисту від вібрації за організаційною ознакою поділяються на колективні та індивідуальні (рис. 2.26). Колективні заходи та засоби віброзахисту можна підрозділити за такими напрямами:

• 
  зниження вібрації в джерелі її виникнення;
  
• 
  зменшення параметрів вібрації на шляху її поширення від джерела;
  
• 
  організаційно-технічні заходи;
  
• 
  лікувально-профілактичні заходи.
  

Зменшення вібрації в джерелі її виникнення досягається шляхом застосування таких кінематичних та технологічних схем, які усувають чи мінімально знижують дію динамічних сил. Так, вібрація ослаблюється при заміні кулачкових та кривошипних механізмів на механізми, що обертаються з рівномірною швидкістю, механічних при­водів — на гідравлічні і т. п. Зменшення вібрації досягається також статичним та динамічним зрівноважуванням механізмів та об'єктів, що обертаються. Слід зазначити, що дія динамічних сил може посилитись внаслідок спрацювання окремих механізмів, появи зазорів та люфтів, поганого зчеплення деталей, що призводить до посилення вібрації. При проектуванні устаткування важливо передбачити недопущення резонанс­них режимів його роботи. Це досягається раціональним вибором маси та жорсткості коливальної системи або частоти змушувальної сили.

Контакту працівника з віброоб'єктом, а відтак і шкідливої дії вібрації можна уникнути шляхом використання дистанційного керування, автоматичного контролю та сигналізації, а також застосування захисного огородження. Якщо цього досягти неможливо, то необхідно при контакті працівника з віброоб'єктом домогтися змен­шення параметрів вібрації на шляху її поширення від джерела змушувальної сили. Це можна досягти за допомогою вібропоглинання, віброгасіння та віброізоляції.

Вібропоглинання (вібродемпфірування) полягає в штучному збільшенні втрат у коливальній системі, при цьому енергія вібрації перетворюється в теплову. На практиці для цього найчастіше використовують конструктивні матеріали з великим внутрішнім тертям (пластмаси, сплави марганцю та міді, магнієві сплави і т. п.) або наносять на поверхні, що вібрують, шар пружно-в'язких матеріалів, які збільшують внутрішнє тертя в коливній системі (покриття поверхонь, що вібрують, гумою та пружно-в'язкими мастиками на основі полімерів, мащення вузлів та з'єднань).

Динамічне віброгасіння полягає у збільшенні реактивного опору коливної системи. Засоби динамічного віброгасіння за принципом дії поділяється на ударні та динамічні віброгасники. Останні за конструктивною ознакою можуть бути пружинними, маятниковими, ексцентриковими та гідравлічними. Вони, зазвичай, являють собою додаткову коливну систему, яка встановлюється на агрегаті, що вібрує, масою М та жорсткістю С (рис. 2.27). Причому маса т та жорсткість с цієї системи піді­брані таким чином, що в кожний момент часу збуджуються коливання, які знахо­дяться в протифазі з коливаннями агрегату. Недоліком динамічних віброгасників є те, що вони налаштовані на певну частоту, яка відповідає їх резонансному режиму коливання.




Рис. 2.27. Схема дії динамічного віброгасника



Рис. 2.28. Схема фундаменту під важкий метало оброблювальний верстат:

/ — амортизатори, 2 — пружини, 3 — фундаментна плита, 4 — станина верстату

Для зниження вібрації застосовують також ударні віброгасники маятникового, пружинного і плаваючого типів. У них здійснюється перехід кінетичної енергії віднос­ного руху елементів, що контактують, в енергію деформації з поширенням напружень із зони контакту по елементах, що взаємодіють. Внаслідок цього енергія розподіляється по об'єму елементів віброгасника, які зазнають взаємних ударів, викликаючи їх коли­вання. Одночасно відбувається розсіювання енергії внаслідок дії сил зовнішнього та внутрішнього тертя. Маятникові ударні віброгасники використовуються для гасіння коливань частотою 0,4—2,0 Гц, пружинні — 2—10 Гц, плаваючі — понад 10 Гц.

Віброгасники камерного типу призначені для перетворення пульсуючого потоку газу чи рідини в рівномірний. Такі віброгасники встановлюються на всмоктувальній та нагнітальній сторонах компресорів, на гідроприводах, водогонах і т. п.

Динамічне віброгасіння досягається також встановленням агрегату на масивно­му фундаменті (рис. 2.28). Маса фундаменту підбирається таким чином, щоб амплі­туда його коливаньне перевищувала допустимих значень.

Віброізоляція полягає у введені в коливну систему додаткового пружного зв'язку, який перешкоджає передачі вібрації від об'єкта, що вібрує, до основи, суміжних конструкцій чи людини (рис. 2.29).

Віброізоляція є єдиним ефективним способом зменшення вібрації, що передаєть­ся на руки від ручного механізованого інструмента. Для цього держак відокремлюється від корпуса інструмента/що вібрує, за допомогою пружного елемента (рис. 2.30).

Пружні елементи, що вводяться в коливну систему (віброізолятори, амортизато­ри) можуть бути пружинні, гумові, гідравлічні, пневматичні та комбіновані (рис. 2.31).

Комплекс лікувально-профілактичних заходів захисту від вібрації передбачає: попередній та періодичні медичні огляди; заборону допуску до вібраційних робіт осіб молодших 18 років та таких, що мають відповідні протипокази у стані здоров'я; лікува­льну гімнастику та масаж рук; спеціальні режими праці та відпочинку. Так, якщо допустимий сумарний час дії локальної вібрації більший за необхідний технологічний час праці за зміну, то він повинен довільно розподілятися у межах робочої зміни з додержанням двох регламентованих перерв (перша — 20 хвилин за 1—2 годину від початку роботи, друга — ЗО хвилин через 2 години після обідньої перерви) та обідньої перерви не менше ніж 40 хвилин.



Засоби індивідуального захисту (3І3) від вібрації за місцем контакту працівника з об'єктом, що вібрує підрозділяються: 3І3 для рук (рукавиці, рукавички, прокладки); 313 для ніг (спеціальне взуття, підметки, коврики, наколінники); 3І3 для тіла (нагрудники, пояси, спеціальні костюми).

2.7.4. ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ

Для вимірювання вібрації, як правило, використовуються прилади, принцип робо­ти яких базується на перетворенні кінематичних параметрів вібрації в електричні, що вимірюються чи фіксуються на папері або плівці. Як первинні вимірювальні засоби (давачі) використовуються ємнісні, індукційні, п'єзоелектричні перетворювачі вібро-переміщення, віброшвидкості, віброприскорення. Для вимірювання параметрів вібрації застосовуються віброметри ВМ-1, ВИП-2, апаратура контрольно-сигнальна вібровимі-рювальна типу ВВК-003, ВВК-005, вимірювачі шуму та вібрації ВШВ-003.

2.8. ШУМ, УЛЬТРАЗВУК ТА ІНФРАЗВУК 2.8.1. ШУМ ТА ЙОГО ВИДИ

У сучасному світі в умовах науково-технічного прогресу шум став одним із суттєвих несприятливих чинників, що впливають на людину. Ріст потужностей сучас­ного устаткування, машин, побутової техніки, швидкий розвиток всіх видів транспорту призвели до того, що людина на виробництві та в побуті постійно знаходиться під впливом шумів досить високої інтенсивності. Шум буває: механічного походження, який виникає внаслідок вібрації при роботі механізмів та устаткування, а також пооди­ноких чи періодичних ударів у з'єднаннях деталей та конструкцій; аеродинамічного походження,-який виникає при подачі газу чи повітря по трубопроводах, вентиляційних системах, або їх стравлюванні в атмосферу; гідродинамічного походження, який вини­кає внаслідок процесів, що проходять у рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турболент-ність потоку); електромагнітного походження, який виникає внаслідок коливання елементів електромеханічних пристроїв під впливом змінних магнітних полів.

Шум у виробничих умовах негативно впливає на працівника: послаблює увагу, посилює розвиток втоми, сповільнює реакцію на небезпеку. Внаслідок цього зни­жується працездатність та підвищується імовірність нещасних випадків. Тому питання боротьби з шумом на сьогоднішній день є актуальним майже для всіх га­лузей виробництва.

2.8.2. ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМУ

Для успішної боротьби з шумом необхідно знати його фізичні характеристики, закономірності виникнення та поширення. Шумом прийнято вважати звуки, які нега­тивно впливають на організм людини, заважають його роботі та відпочинку. Тому шум часто називають несприятливим звуком. Зазвичай шум створюється при хаотичному чергуванні звуків різної частоти та інтенсивності. Звук, як фізичне явище, являє собою коливальний рух, що поширюється хвилеподібно у пружному середовищі (газоподібно­му, рідинному чи твердому). Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю звуку с, м/с; частотою f, Гц; звуковим тиском р, Па; інтенсивністю /, Вт/м².

Швидкість звуку залежить від характеристики середовища, в якому поширю­ється звукова хвиля. В газоподібному середовищі швидкість звуку рівна:

, (2.28)

де х — показник адіабати (х = 1,44);

Р, р — тиск та густина газу (відповідно).

При нормальних атмосферних умовах (Т = 293 К та Р = 1034 гПа) швидкість звуку в повітрі дорівнює с = 344 м/с.

Частота звуку визначається кількістю коливань пружного середовища за одини­цю часу і вимірюється в герцах (1 Гц — це одне коливання за секунду). За частотою звукові (акустичні) коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові, з частотою коливання менше ніж 20 Гц; звукові (сприймаються органом слуху людини) — від 20 до 20 000 Гц; ультразвукові — більше ніж 20 000 Гц. В свою чергу звуковий діапазон прийнято підрозділяти на низькочастотний — до 400 Гц, середньочастотний — 400— 1000 Гц, високочастотний — більше 1000 Гц.

Звук, що поширюється у повітряному середовищі, називається повітряним зву­ком, а в твердих тілах — структурним. Повітряний простір, в якому поширюються звукові хвилі називається звуковим полем. У результаті коливань, що генеруються джерелом звуку, в повітрі виникає звуковий тиск, який накладається на атмосфер­ний. Різницю між атмосферним тиском і значенням повного тиску в даній точці звукового поля прийнято вважати звуковим тиском р. Поширення звукової хвилі супроводжується перенесенням звукової енергії. Середній потік звукової енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення хвилі, називається інтенсивністю або силою звуку в даній точці / і вимірюється в Вт/м². Співвідношення між інтенси­вністю звуку / та звуковим тиском р має наступний вигляд:

(2.29)

де р та с — відповідно густина та швидкість звуку в даному середовищі.

Виділяють два порогових значення звукового тиску та інтенсивності звуку. Міні­мальні значення звукового тиску та інтенсивності звуку, які сприймаються органом слуху людини як звук називаються порогом чутності. При частоті звуку f = 1000 Гц, яка прийнята базовою в акустиці поріг чутності має наступні значення: p₀= 2*10^-5Я/Л4², І₀ = ІО'^Вт/м². Звуковий тиск (р_б= 20 Н/м²) та інтенсивність звуку (/₆ = 1 Вт/м²), при яких починають виникати больові відчуття в органі слуху людини називаються порогом больового відчуття. Великий діапазон значень між порогами чутності та бо­льового відчуття (за звуковим тиском — 10⁶, а за інтенсивністю звуку — 10¹²) викли­кав чималі труднощі при їх практичному використанні. Тому від абсолютних значень параметрів звуку р та /, перейшли до відносних значень — рівнів (L), застосувавши при цьому логарифмічну шкалу:

L = lg (I / I₀) = 21g(p/p₀); (Б), (2.30)

де /, р — відповідно інтенсивність звуку та звуковий тиск у даній точці; /₀, р₀— інтенсивність звуку та звуковий тиск на порозі чутності.

В середині XIX століття німецький фізик Г. Т. Фехнер вивів закон сприйняття, згідно з яким величина відчування органів чуття людини, в тому числі й чутності, пропорційна логарифму величини подразнення. Так що рівень звуку оцінюється за логарифмічною шкалою не випадково.

Одиниця рівня сили звуку — бел (Б), прийнята на честь фізика О. Г. Белла (1847— 1922 рр.), який вважається винахідником телефону. Оскільки орган слуху людини спро­можний розрізняти зміни рівня сили звуку на 0,1 Б, то на практиці, як одиниця рівня сили звуку, в основному, використовується децибел (дБ) — десята частина бела (Б):

L = 10lg (I / I₀) = 201g(p/p₀); (Б),(2.31)

Підставивши у формулу (2.32) замість / значення /₀ та /₆ одержимо, що інтервал від порогу чутності до порогу больового відчуття становить 120 дБ, що значно зручні­ше для практичного використання.

Наближені рівні сили звуку (шуму) від деяких джерел, що його генерують наведені в табл. 2.7.