мвмв. Уметь анализировать условия конкретных рабочих мест и оценивать степень риска появления вредных факторов
 Скачать 7.38 Mb.
|
|
Тема 5. ЗАЩИТА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ВИБРАЦИИ 5.1. Основные понятия и физические характеристики Вибрация – это механические колебания материальных точек и тел. Источниками вибрации в производственных условиях являются работающие машины, электродвигатели, различные устройства. Вредной воздействие вибрации приводит к повреждению тканей организма, вибрация вызывает головную боль, ухудшает зрение и слух, вызывает чувство неудобства и раздражительности, ухудшает работоспособность и повышает утомляемость. Особенно вредной является вибрация с частотой, приближающейся к собственной частоте тела человека. Чувствительность к вибрации - субъективное восприятие человеком наличия воздействующей на него вибрации [3]. Порог чувствительности к вибрации - низший уровень вибрации, при котором человек еще способен ощущать ее воздействие [3]. Комфорт - субъективное ощущение хорошего самочувствия в условиях воздействия внешних факторов, включая вибрацию и удар. Болезнь движения – состояние человека, характеризующееся общим недомоганием, появлением дискомфорта в органах пищеварения, потерей аппетита, тошнотой, холодного пота, головокружением. Укачивание - процесс воздействия низкочастотных колебаний на человека, способный привести к болезни движения [3]. На рисунке 5.1 показаны направление воздействия вибрации на тело оператора. Вибрации могут воздействовать на сидящего оператора не только поступательной вибрации X, Y и Z, но и угловой вибрации r (вращение вокруг осей X, Y и Z соответствуют раскачиванию с бока на бок, наклонами вперед – назад, поворотами из стороны в сторону). 2 Рисунок 5.1. – Направление воздействия вибрации на тело оператора Для стоящего на вибрирующей поверхности имеется два резонансных пика: 5-12 Гц и 17-25 Гц. Для сидящего на вибрирующей поверхности резонансный пик составляет 4-6 Гц. 3 Область резонанса в положении сидя: - для головы – 20-30 Гц; - для органов зрения – 60-90 Гц; - для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости – 3-3,5 Гц. Вибрационная патология стоит на втором месте (после загрязнения воздуха) по профессиональным заболеваниям. Параметрами, характеризующими вибрацию, являются: - частота колебаний, Гц; - амплитуда смещения, м; - скорость колебаний (виброскорость), м/с; - ускорение колебаний (виброускорение), м/с 2 Частотная область вибрации, так как и шума условно разделяются на октавные полосы, в которых f в /f н = 2, где f в – частота верхней границы полосы, f н - частота нижней границы полосы. Полоса характеризуется среднегеометрической частотой H в г с f f f Вибрация характеризуется следующим частотным интервалом: - Граничные частоты шести октавных полос, Гц: 1,4 – 2,8; 2,8 – 5,6; 5,6 – 11,2; 11,2 – 22,4; 22,4 – 45; 45 – 90. - Среднегеометрические частоты, Гц: 2; 4; 8; 16; 31,5 63. По способу передачи на человека выделяют: 1) общую вибрацию, передаваемую на тело через опорные поверхности: для стоящего - через ступни ног, для сидящего - через ягодицы, для лежащего человека - через спину и голову; 2) локальную вибрацию, передающуюся через руки, ступни ног сидящего человека и на предплечья. 4 По источнику возникновения вибраций различают [1]: 1) локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием; 2) локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (например, молотков), приспособлений и обрабатываемых деталей; 3) общую вибрацию 1 категории - транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах подвижного состава железнодорожного транспорта, членов экипажей воздушных судов, самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки и так далее); снегоочистители, самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт; 4) общую вибрацию 2 категории - транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт; 5) общую вибрацию 3 категории - технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К 5 источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические и энергетические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности и другое оборудование. Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы: 1) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий; 2) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию; 3) на рабочих местах в помещениях офисов, конструкторских бюро, лабораторий, учебных помещениях, вычислительных центров и других помещениях для работников умственного труда. 5.2. Нормирование вибрации Нормирование вибрации осуществляется в двух направлениях: - санитарно-гигиеническое нормирование, когда обеспечивается защита человека от вибрации; - техническое нормирование, когда обеспечивается снижение вибрации в системах (машинах). Эти два направления тесно связаны. Нормирование основных физических характеристик проводится в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, равными: а) для общей вибрации – полосы со среднегеометрическими частотами 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц; 6 б) для локальной вибрации - 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Основными нормативными документами при санитарно-гигиеническом нормировании вибрации являются санитарные нормы СанПиН 2.2.4.3359-16 [1]. При нормировании уровня вибрации на рабочем месте учитываются следующие факторы: - вид вибрации; - частота; - фактическое время действия вибрации. Нормируемым показателем вибрации на рабочем месте являются эквивалентное корректированное виброускорение за рабочую смену, м · с -2 [1]. Эквивалентное корректированное виброускорение за рабочую смену определяется по формуле: a=√ ∑ a 𝑖 2 𝑛 𝑖=0 T 𝑖 T 0 , где T 0 - нормативная продолжительность рабочей смены (8 часов); T i - продолжительность i-го интервала воздействия вибрации, ч; a i - эквивалентное (среднеквадратичное) значение виброускорения, измеренное на i-м интервале воздействия вибрации, м · с -2 При расчетах и нормировании вибрации так же используется логарифмический показатель, который носит название «логарифмический уровень значения колебательной скорости» (виброскорости)и записывается в следующем виде: , V V lg 20 L o V дБ где V – значение колебательной скорости в точке измерения в соответствующей полосе, м/с; V о – пороговое значение колебательной скорости, м/с (Vо = 5∙10 -8 ). Нормируемый логарифмический уровень виброскорости с учетом 7 времени фактического действия вибрации (L Vt ) записывается в следующем виде: , t 480 lg 10 L L V Vt где L V – уровень виброскорости при времени действия вибрации в течение 8 ч (480 мин); t – время действия вибрации. Видно, что если осуществить защиту временем, то допустимый уровень виброскорости может быть увеличен. Например, если время работы уменьшить в два раза, то: t = 240 мин, lg 2 = 0,3, а L Vt = L V + 3 дБ, т.е. норму можно увеличить. В области очень низких частот и низких уровней вибрации измеряемой величиной может быть виброскорость, которая затем должна быть преобразована в виброускорение. Предельно допустимые величины эквивалентного корректированного виброускорения за рабочую смену производственной вибрации приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1 Предельно допустимые значения и уровни производственной вибрации Вид вибрации Категория вибрации Направление действия Нормативные эквивалентные корректированные значения и уровни виброускорения м/с 2 дБ Локальная Xл, Yл, Zл 2,0 126 Общая 1 Xo, Yo, Zo 0,40 - 0,56 112 - 115 2 Xo, Yo, Zo 0,2 - 0,28 106 - 109 3а Xo, Yo, Zo 0,071 - 0,1 97 - 100 3б Xo, Yo, Zo 0,028 - 0,04 89 - 92 3в Xo, Yo, Zo 0,0099 - 0,014 80 - 83 Вибрацию измеряют в направлении осей системы координат с центром в точке контакта тела человека с вибрирующей поверхностью. Основные базицентрические системы координат показаны на рисунке 5.1. 8 5.3. Мероприятия по защите от вибрации Выбор способа снижения вибрации базируется на анализе уравнений, описывающих колебательный процесс системы (машины). В первую очередь следует снижать вибрацию вблизи резонансных пиков системы (машины). Снижение вибрации системы (машины) сводится к уменьшению скорости вибрации. Зависимость скорости вибрации от различных параметров системы (машины) имеет строгое математическое выражение, которое имеет сложный вид. После ряда допущений выражение для определения скорости вибрации системы (машины) имеет следующий вид: , f 2 c fm 2 F V где F – сила, действующая на систему (машину), Н; μ – коэффициент сопротивления системы (машины), Н/ (м/с); f – частота вибрации системы (машины), Гц; с – коэффициент жесткости системы, Н/м. На основании анализа представленного выражения разрабатывают и реализуют следующие способы снижения скорости вибрации системы (машины). 1. Снижение виброактивности системы F, которая достигается изменением технологического процесса (снижение ударов при переходе от ковки к штамповке); применением систем (машин) с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, исключены или сведены к минимуму (например, замена прямозубых зубчатых колес на косозубые и шевренные колеса). 2. Увеличение коэффициента сопротивления системы (машины) μ, которое достигается увеличением сил трения между отдельными элементами системы, рассеивающих колебательную энергию в тепловую (нанесение на вибрирующую поверхность слоя упруговязких материалов (мастика, резина, 9 пенопласт)). 3. Увеличение массы системы m за счет установки машины на массивные фундаменты. Этот способ нашел применение при установке тяжелого оборудования (прессов, насосов, вентиляторов). Этот способ применим при средних и высоких частотах вибрации. 4. Увеличение жесткости системы с за счет установки ребер жесткости в системе. Этот способ применим при низких частотах. Организационно-административные мероприятия предусматривают: - рациональный режим труда и отдыха (через каждые 2 ч работы 20 минут перерыв); - своевременный плановый ремонт системы (машины) с обязательным контролем параметров вибрации; - увеличение расстояния от источника вибраций до рабочего места; - при локальной вибрации – массаж рук, гидропроцедуры рук в воде при температуре 35 – 40 o С. Технические мероприятия: - изменений, уравновешивание отдельных узлов механизма и отстройка от резонансных явлений); - виброизоляция, т.е. установка между источником вибрации и рабочим местом упругой связи (это различные пружины, упругие прокладки, гидро- и пневмоцилиндры); - виброгашение, т.е. снижение вибраций за счет увеличения массы оборудования и повышения жесткости оборудования (установка оборудования на отдельный фундамент и введение ребер жесткости); - вибропоглощение, т.е. уменьшение вибраций путем перевода энергии в тепловую энергию (вибродемпфинирование). Достигается этот метод двумя способами: а) за счет использования материалов с высокими коэффициентами внутренних потерь (медь-никель, медь-хром, чугун и др. сплавы); б) путем нанесения на поверхность материалов с высокими 10 коэффициентами внешних потерь, т.е. с высоким коэффициентом трения; - применение защитной сигнализации и блокировок; - установка оборудования в отдельное помещение, применение дистанционного управления; - применение средств индивидуальной защиты (рукавицы, перчатки специальные, обувь, наколенники с упругими накладками). Дополнительная литература 1. СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». 2. ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования 3. ГОСТ 31191.1-2004 Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования 1 Тема 6. ЭРГОНОМИКА Эргономика, как наука, изучает состояние человека в системе человек- машина-окружающая среда. Согласно ГОСТ Р ИСО 26800 – 2013 [1]: Эргономика (или человеческие факторы) – дисциплина, изучающая взаимодействие человека и других элементов системы, а также сфера деятельности по применению теории, принципов, данных и методов для обеспечения благополучия человека и оптимизации общей производительности системы. Цель эргономики, как научной дисциплины, заключается в облегчении выполнения различного вида работ, в повышении безопасности и здоровья человека посредством оптимизации работ, оборудования, среды и других элементов системы при их взаимодействии. При исследовании производственных процессов с точки зрения эргономики рассматривается широкий спектр факторов, влияющих на здоровье работника, его самочувствие и производительность. В первую очередь это когнитивные, физические и организационные факторы. В зависимости от сферы деятельности те или иные эргонимические факторы влияют на работника в большей или меньшей степени. Все приборы и устройства, с которыми человек контактирует долгое время в течение дня, проектируются с ученом принципов эргономики. Эргономические критерии могут быть связаны с: - производительностью работы; - здоровьем; - безопасностью человека; - получению положительных эмоций. Доступность – свойство оборудования (системы, продукции, услуги), наличие которого позволит: 2 - использовать людьми определенной категории; - выполнении заложенных целей; - при определенных условиях использования, в том числе с применением дополнительных устройств или технологий. Внешняя (рабочая) нагрузка – условия внешней среды, которые оказывают влияние на умственную и/или физическую сферу человека. Усталость - отрицательное проявление внешней (рабочей) нагрузки на человека, которое полностью может быть компенсировано с помощью отдыха. Усталость может быть: - физической: - умственной; - местной; - общей. Внутренняя нагрузка, профессиональная утомляемость - реакция человека на внешнюю нагрузку. Внутренняя нагрузка зависит от индивидуальных особенностей человека: физической тренированности, возраста, массы тела, способностей, опыта и т.д. Последствия воздействия внутренней нагрузки на человека, в зависимости от интенсивности и степени могут быть: - отрицательными; - нейтральными; - положительными. Принципы эргономики 1. Человеко-ориентированность Создание новых производств и оборудования должны быть ориентированы на работника, продукции и услуг – на потребителя. 2. Целевая совокупность Обслуживаемое оборудование и продукция должны быть ориентирована на группу лиц, а не на одного человека. 3. Условия задачи 3 Производственное оборудование должно быть выполнено с целью сделать задачи подходящими для человека. Должно быть комфортное распределение задач между человеком и машиной. Неэффективное распределение может привести к неблагоприятным воздействиям на человека. 4. Условия среды Должны быть определены и описаны техническая, организационная, социальная, физическая и правовая среда, в которых будет функционировать система и работать человек. Организация рабочих мест с точки зрения эргономики. Рабочее место должно быть организовано с учетом требований стандартов, санитарных норм и правил, строительным норм и правил, технических условий и методических указаний по безопасности труда. Рабочее место для выполнения работ сидя организуют при легкой работе, не требующей свободного передвижения работающего, а также при работе средней тяжести в случаях, обусловленных особенностями технологического процесса. Выполнение требования эргономики к рабочему месту позволит повысить эффективность рабочего процесса и сократить время на выполнение задания, создать более комфортные условия труда и увеличить положительный эмоциональный фон. Правильное оформление – это метод предупреждения преждевременной усталости. Главная цель выполнения эргономических требований - предупреждение преждевременной усталости. Рабочее место для выполнения работ стоя организуют при физической работе средней тяжести и тяжелой, а также при технологически обусловленной величине рабочей зоны, превышающей ее параметры при работе сидя. Категория работ работника по степени тяжести выбирается на основе общих энергозатрат организма по СанПиН 2.2.4.3359-16 [2] и приведены в таблице 2.2, тема «Оздоровление воздушной среды». 4 Конструкция, взаимное расположение элементов рабочего места (органы управления, средства отображения информации и т.д.) должны соответствовать антропометрическим, физиологическим и психическим требованиям, а также характеру работы. Рабочее место оператора должно удовлетворять общим эргономическим требованиям к взаимному расположению элементов рабочего места: пульта управления, средств отображения информации, органов управления, кресла, вспомогательного оборудования. Организация рабочих мест с позиции эргономики должна учитывать : 1. Размер тела и роста сотрудника. Стандартные рабочие места рассчитаны, как правило, на диапазон роста, охватывающий 95% мужчин и женщин. При необходимости, должны быть доступны рабочие места, специально разработанные с учетом особенностей отдельных сотрудников. 2. Контроль зоны досягаемости В пространстве рабочей зоны различают три зоны досягаемости: – максимальная зона досягаемости; – оптимальная зона досягаемости; – пространство с использованием двух рук. Важно, чтобы все инструменты и принадлежности, необходимые для проведения работ находились в максимально доступной для сотрудника зоне. Легкая доступность инструментов и материалов не требует дополнительных перемещений работника, наклонов, резких движений тела и рук. Расположение в максимально доступной зоне необходимых для работы предметов снижает нагрузку на работника и исключает возможность травм. 3. Оптимальная расстановка приборов, материала и контейнеров. Оптимизировать расстановку необходимо для уменьшения количества излишних движений и увеличения производительности. 4. Расположение рабочих зон Расположение рабочих зон должно быть на уровне локтей, рабочие зоны выше или ниже при длительных операциях могут привести к преждевременной усталости нарушению кровообращения. 5 5. Учет особенностей визуального восприятия Расположение предметов и средств индикации должны располагаться таким образом, что бы избегать излишних поворотов головы при нормальном (естественном) ее положении. Для уменьшения усталости и перенапряжения глаз, необходимо перемещать взгляд на разные предметы, но без потери внимания. 6. Правильное освещение рабочего места. 7. Обеспечение оптимального микроклимата. 8. Правильное оформление рабочего места. 9. Стол, стул, подставка для ног, технологические приборы и устройства располагаются так, что бы максимально соответствовать очередности действия работников в процессе выполнения задания. Правильно организованное снижает нагрузку на работника, уменьшает утомляемость, повышает производительность. В настоящее время стали появляться программные продукты, позволяющие оптимизировать рабочие места с тоски зрения эргономики. Например, фирмой Bosch ( www.bosch.com ) предложен программный продукт FMSsoft для организации эргономичных рабочих мест. Программный пакет, разработанный на базе AutoCAD, дает наилучшее наглядное представление компоновки рабочего места, облегчает правильный выбор оборудования (предлагаются только оборудование, выпускаемое дочерним предприятием Bosch - Bosch Rexroth) и сокращает время составления спецификации рабочего места. Программное обеспечение легко воспринимается, так как используются пиктограммы или пункты в меню. При оптимизации рабочих мест применяются трехмерные модели человека и отдельные компоненты из оборудования для эргономических рабочих мест. Результат может быть представлен сразу в двух- или трехмерном изображении в точном и реальном изображение в соответствующем масштаб. Характерным признаком программного обеспечения FMSsoft является высококачественное представление человеческого образа. Благодаря этому могут быть 6 эргономически спроектированы, протестированы и оптимизированы любые рабочие места в соответствии с индивидуальными физиологическими особенностями работников. Дополнительная литература 1. ГОСТ Р ИСО 26800 – 2013. Эргономика. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И ПОНЯТИЯ 2. СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». |