Источники:
[3] Охрана труда: учеб. Пособие / А.А. Челноков, Л.Ф. Ющенко. – 4-е изд., испр. и доп. – Минск: Высш. шк., 2009. – 463 с.
[4] Охрана труда [текст]: учеб. пособие / Т.С. Сокол; под общ. ред. Н.В. Овчинниковой. Издание 2-е испр. и доп. – Мн.: Дизайн ПРО, 2006. –304 с.: ил.
[7] ГОСТ 12.1.029 ССБТ «Средства и методы защиты от шума. Классификация»
ОТВЕТ:
Шум - это совокупность звуков разной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения. С физиологической точки зрения, шумом является любой нежелательный звук, мешающий восприятию полезных звуков в виде производственных сигналов и речи.
Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды (воздуха), носящее, как правило, беспорядочный случайный характер. При этом источником его является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой.
Вибрация — это механические колебания и волны в твердых телах или более конкретно, это механические, чаще всего синусоидальные, колебания, возникающие в машинах и аппаратах.
По способу воздействия на человека вибрации подразделяются на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.
Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения подразделяется на три категории:
транспортная: воздействует на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении (1-я категория);
транспортно-технологическая: с ограниченным перемещением только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений (2-я категория);
технологическая: воздействует на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации (3-я категория).
Общую вибрацию 3-й категории по месту действия подразделяют на следующие типы:
на постоянных рабочих местах производственных помещений;
рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других вспомогательных производственных помещений, где отсутствуют машины и механизмы, генерирующие вибрацию;
рабочих местах в административных и служебных помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, в конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.
Общей вибрации чаще всего подвергаются транспортные рабочие, операторы мощных штампов, вырубных прессов и т.д.
Источниками шума и вибрации являются различные процессы, оборудование, явления, что создает определенные трудности в борьбе с ними и обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий как инженерно-технического, так и санитарно-гигиенического характера.
В общем случае средства защиты человека от шума делятся на коллективные (рисунок 3) и индивидуальные.
В соответствии с ГОСТ 12.1.029 снижения шума и вибрации в производственных условиях можно добиться следующими методами:
Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на:
средства, снижающие шум в источнике его возникновения;
средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.
Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера воздействия подразделяются на:
средства, снижающие возбуждение шума;
средства, снижающие звукоизлучающую способность источника шума.
Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера шумообразования подразделяются на:
средства, снижающие шум вибрационного (механического) происхождения;
средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;
средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;
средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.
Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на:
средства, снижающие передачу воздушного шума;
средства, снижающие передачу структурного шума.
Средства защиты от шума в зависимости от использования дополнительного источника энергии подразделяются на:
пассивные, в которых не используется дополнительный источник энергии;
активные, в которых используется дополнительный источник энергии.
Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:
акустические;
архитектурно-планировочные;
организационно-технические.
Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:
средства звукоизоляции;
средства звукопоглощения;
средства виброизоляции;
средства демпфирования;
глушители шума.
Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:
звукоизолирующие ограждения зданий и помещений;
звукоизолирующие кожухи;
звукоизолирующие кабины;
акустические экраны, выгородки.
Средства звукопоглощения в зависимости от конструкции подразделяются на:
звукопоглощающие облицовки;
объемные (штучные) поглотители звука.
Средства виброизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:
виброизолирующие опоры;
упругие прокладки;
конструкционные разрывы.
Средства демпфирования в зависимости от характеристики демпфирования подразделяются на:
линейные;
нелинейные.
Средства демпфирования в зависимости от вида демпфирования подразделяются на:
элементы с сухим трением;
элементы с вязким трением;
элементы с внутренним трением.
Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:
абсорбционные;
реактивные (рефлексные);
комбинированные.
Архитектурно-планировочные методы защиты от шума включают в себя:
рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов;
рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов;
рациональное размещение рабочих мест;
рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортныхсредств и транспортных потоков;
создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека.
Организационно-технические методы защиты от шума включают в себя:
применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.);
оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля;
применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;
совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;
использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях.
Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:
противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;
противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;
противошумные шлемы и каски;
противошумные костюмы.
Противошумные наушники по способу крепления на голове подразделяются на:
независимые, имеющие жесткое и мягкое оголовье;
встроенные в головной убор или в другое защитное устройство.
Противошумные вкладыши в зависимости от характера использования подразделяются на:
многократного пользования;
однократного пользования.
Противошумные вкладыши в зависимости от применяемого материала подразделяются на:
твердые;
эластичные;
волокнистые.
Рисунок 2 Классификация средств коллективной защиты работающих от шума
Как показывает практика, наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Как правило, шум машин и механизмов возникает в результате упругих колебаний как всего механизма, так и его частей, отдельных деталей.
Для уменьшения механического шума следует своевременно проводить ремонт оборудования, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей и балансировку вращающихся частей.
Значительное снижение шума (на 10-15 дБ) достигается при замене ударных процессов безударными, подшипников качения подшипниками скольжения, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, прямозубых шестерен косозубыми металлическими или пластмассовыми, металлических деталей деталями из пластмасс и т. д.
Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, совершенствованием аэродинамических свойств механизмов, позволяю
щим снизить интенсивность вихреобразова- ния, применением звукоизоляции и установкой глушителей и т.д.
Электромагнитные шумы снижаются конструктивными изменениями в электрических машинах.
Рисунок 3 Схема прохождения звуковой энергии через препятствие
Действенным методом снижения уровня шума является установка звукоизолирующих и звукопоглощающих преград на пути его распространения.
Под звукоизоляцией понимают создание специальных строительных устройств - преград (в виде стен, перегородок, кожухов, выгородок ит. п.), препятствующих распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении.
Принцип звукоизоляции заключается в том, что большая часть звуковой энергии отражается от преграды и только незначительная часть ее проникает сквозь звукоизолирующую преграду и попадает в окружающую среду.
Из рисунка 3 видно, что вся звуковая энергия 1, направляющаяся на преграду, разделяется на отраженную звуковую энергию 2, которая возвращается в помещение, где она возникла, и на поглощаемую энергию 3, 4, 5, 7. Часть энергии 3 после частичного проникновения через преграду возвращается обратно в помещение и соединяется с отраженной энергией 2. Часть энергии 4 распространяется по конструкции перекрытия или же трансформируется в ней в тепловую энергию 6. Частично энергия 5 рассеянно излучается в помещение. Часть энергии 7 через поры, трещины в перекрытии направляется прямо в помещение в виде основного шума. В результате в помещение попадает суммарная звуковая энергия 8, состоящая из энергий 5 и 7.
Звукоизолирующая способность ограждений во многом определяется их массой, поскольку при падении звуковых волн на конструкцию они приводят ее в колебательное движение. При удвоении массы звукоизолирующая способность ограждающих конструкций возрастает в среднем на 6 дБ при частоте колебаний 100 Гц. С повышением частоты звука звукоизолирующая способность одного и того же материала возрастает примерно на 7,5 дБ на октаву.
Звукопоглощение — это способность материала или конструкции поглощать энергию звуковых волн, которая в узких каналах и порах материала трансформируется в другие виды энергии, в основном в тепловую. Иными словами, уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую вследствие внутреннего трения в звукопоглощающих материалах.
Свойством поглощать звук обладают практически все строительные материалы. Однако звукопоглощающими принято называть такие материалы, у которых на средних частотах коэффициент звукопоглощения а > 0,2.
Звукопоглощающие преграды делятся на четыре класса:
волокнисто-пористые - войлок, вата, акустическая штукатурка, ультратонкое стеклянное и базальтовое волокно и др.;
мембранные — ПВХ и другие пленки, тонкие листы фанеры или металла на обрешетке;
резонансные - специальные конструкции, основанные на акустических свойствах резонатора;
комбинированные — устройства, использующие предыдущие материалы.
Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы, такие, как минеральный войлок, стекловата, поролон и т. п.
В качестве звукопоглощающих материалов чаще всего используют минераловатные плиты типа «Акмигран», «Ак- минит», гипсовые плиты АГП с минераловатным заполнением, ваты из супертонкого базальтового волокна с а в пределах 0,8-0,95 на разных среднегеометрических частотах.
Выбор типа поглотителя, его толщины и конструктивного исполнения определяется в первую очередь интенсивностью и частотной характеристикой шума, технологическими и противопожарными требованиями.
Для звукопоглощения в производственных помещениях используются звукопоглощающие балки, штучные звуко- поглотители в виде различных геометрических форм (кубов, шаров, конусов и др.), перфорированные экраны и т. д.
Для снижения аэродинамического шума, возникающего при работе вентиляторов, дымососов, компрессоров, кондиционеров на воздуховодах, всасывающих трактах, магистралях выброса и перепуска воздуха устанавливают различные глушители, которые могут быть активными и реактивными.
Активные глушители представляют устройства, содержащие в себе материал, поглощающий энергию аэродинамического шума.
Реактивные глушители устроены таким образом, что способны отражать входящую звуковую энергию обратно к источнику ее образования.
Конструкции глушителей (рисунок 4) следует выбирать в зависимости от размеров воздуховода, допустимой скорости газового потока и необходимой степени снижения шума. Так, например, для воздуховодов размером до 500x500 мм строительными нормами рекомендуется использовать трубчатые глушители, при больших размерах - пластинчатые или камерные.
Большое значение для снижения шума и вибрации имеет правильная планировка территории и производственных помещений, а также использование естественных и искусственных преград, препятствующих распространению звука. При проведении планировочных мероприятий учитывают расположение помещений и объектов относительно друг друга. Цехи с большим количеством шумящего оборудования должны быть сконцентрированы в глубине заводской территории или в одном месте, удалены от тихих помещений, ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум.
Рисунок 4 Устройство глушителей активного (а, б, в) и реактивного (г, д, е) типов:
а - пластинчатый; б - трубчатый; в к г - камерные; д - резонансный; е - четвертьволновой; 1 - кожух глушителя; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - каналы для воздуха; 4 - звукопоглощающая облицовка; 5 – внутренняя перегородка
При невозможности или неэкономичности реализации противошумных мероприятий, а также для работы в аварийных условиях работающие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты от шума: противошумными вкладышами (Беруши), наушниками и шлемофонами. Эффективность этих средств зависит от их конструкции, качества используемых материалов, силы прижатия, выполнения правил эксплуатации.
Противошумные вкладыши («Комфорт плюс», МАХ-1, Laser life и др.) вставляют непосредственно в слуховой канал наружного уха. Их изготавливают 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. Например, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7-38 дБ в диапазоне частот 125-8000 Гц. В настоящее время промышленностью выпускаются современные наушники типов Ария, Наутилус, Биг, Тракстон и др.
Шлемофоны рекомендуется применять для защиты от воздействия шума с общим уровнем 120 дБА и выше. Они герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30-40 дБ в диапазоне частот 125-8000 Гц.
Защита от вибрации машин, механизмов и оборудования также проводится несколькими методами: устранением или снижением действующих переменных сил, вызывающих вибрацию в источнике их возникновения; вибропоглощением и виброизоляцией.
Наиболее действенным из них является устранение или снижение вибрации непосредственно в источнике образования. При проектировании оборудования предпочтение отдают таким кинематическим и технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями, исключаются или предельно снижаются. Так, например, вибрация снижается при замене поступательного движения на равномерное вращение, механических приводов гидравлическими, подшипников качения подшипниками скольжения; использовании шестерен со специальными видами зацеплений — глобоидальным, шевронным, двушевронным, кон- хоидальным и т.п. Борьбу с вибрацией можно эффективно проводить с помощью вибропоглощающих и виброизолирующих материалов и специальных устройств. К вибропоглощению относят вибродемпфирование и виброгашение.
Эффект вибродемпфирования - превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. Для этого в конструкциях деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением, например, специальные магниевые сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфиру- ющие покрытия и т.д.
Методы и средства защиты от вибрации классифицируются в зависимости от степени контакта работающих с источником вибрации (рисунок 5).
Рисунок 5 Классификация методов и средств защиты работающих от вибрации
Виброгашение - это снижение уровня вибрации объекта путем введения в колебательную систему дополнительных реактивных сопротивлений. В частности, для предотвращения общей вибрации вибрирующие машины и оборудование устанавливают на самостоятельные виброгасящие фундаменты, массу которых рассчитывают таким образом, чтобы амплитуда их колебаний не превышала ОД-0,2 мм, а вероятность появления резонансных явлений была бы минимальной. Для снижения вибрации трубопроводов используются гасители колебаний типа буферных емкостей для превращения пульсирующих потоков в равномерные.
Для ослабления интенсивности передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко используют методы виброизоляции.
Виброизоляция — это снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи колебаний от их источника. Виброизоляция представляет собой упругие элементы, так называемые амортизаторы вибрации, размещенные между вибрирующей машиной и ее основанием.
Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки должны устанавливаться на амортизаторы или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупорного слоя. Для снижения интенсивности вибрации необходимо, чтобы масса фундамента была в 3-5 раз больше массы агрегата.
В качестве виброизоляторов для машин с вертикальной возмущающей силой используют резиновые, пружинные и комбинированные опоры (рисунок 6). Поскольку резиновые амортизаторы под действием нагрузки деформируются без изменения объема, для их эффективной работы необходимо, чтобы ширина и длина амортизатора не превышали более чем в 2-3 раза его высоту. Листовая резина характеризуется небольшой деформацией, поэтому она не может служить эффективным виброизолятором. Для прокладок можно использовать перфорированную листовую резину с условием, чтобы статическая ее осадка не превышала 10-20% толщины.
Для снижения вибрации воздуховодов, особенно в местах их прохождения через стены или другие строительные конструкции, в узлах крепления или стыковок устанавливают упругие прокладки.
Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между руками и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью.
В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации используют специальную обувь на массивной резиновой подошве, рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготавливаются из упругодемпфирующих материалов.
Важными моментами в системе мероприятий по снижению негативного воздействия шума и вибрации являются правильная организация труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья операторов, специальные лечебно-профилактические мероприятия, такие, как гидромассаж, гидропроцедуры (ванны, различные души), витаминизация и т.д.
Рисунок 6 Принципиальная схема устройства виброизоляционных амортизаторов:
а - ребристая и дырчатая листовая резина; б - пружинный амортизатор, запрессованный в резиновую массу; в - крепление виброизолированной машины; г - комбинированный пружинно-резиновый амортизатор
