Источники вибраций в селитебной зоне и на производстве. Общие и локальные вибрации, зоны их распространения. Источники шума, зоны его распространения и уровни

Вибрация как вредный физический фактор производственной среды. Вибрация – это колебания отдельных точек или целой механической системы, относительно каких-либо первоначальных положений. Она возникает в машинах, механизмах, оборудовании, инструментах от действия внутренних или внешних динамических нагрузок, вызванных неуравновешенными вращающимися деталями и подвижными системами, неточностью взаимодействия отдельных деталей и узлов, ударными процессами технологического характера, неравномерной рабочей нагрузкой машин, движением техники по неровностям дороги и т.п.Проблема вибрации возникла в связи с бурным развитием механизации и автоматизации производственных процессов, увеличением скоростей на стационарных и транспортных установках, широким внедрением пневматического и электрифицированного инструмента, а также оборудования робототехники. Причины производственной вибрации – неуравновешенные силовые воздействия механизмов.Основными источниками вибрации являются:- вращающиеся роторы тепловых и электрических машин;- возвратно-поступательные узлы и механизмы. К ним относятся, например, поршни, кривошипные узлы, ползуны тепловых машин или соленоиды электромагнитных устройств;- ударные механизмы. К ним относятся в основном зубчатые передачи, муфты сцепления (кулачковые, пальцевые), а также подшипники скольжения из-за наличия в них технологических зазоров.Производственная вибрация подразделяется на техническую – вибрация самого оборудования и гигиеническую – вибрация опорных поверхностей рабочих мест, фундаментов оборудования, кабин транспортных машин, ручек управления и инструмента, воздействующих непосредственно на человека. Гигиеническая вибрация действует на человека в виде общей вибрации на весь организм и локальной вибрации, действующей главным образом на руки человека.От источника образования вибрация по конструктивным элементам машины передается на другие узлы и агрегаты, а также на так называемые объекты защиты, т.е. на сиденья, рабочие площадки, органы управления, а у стационарной техники – на пол (основание). При контакте с колеблющимся объектом вибрация передается на тело человека. В зависимости от способов передачи она подразделяются на общую (передается через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека) и локальную (передается через руки человека). Например, тракторист воспринимает общую вибрацию от сиденья, а локальную – от рулевого колеса (рисунок 1). Оператор стационарной машины, находясь рядом с ней, воспринимает общую вибрацию через ноги от пола, а локальную – от органов управления. При работе с ручными вибрирующими инструментами (электродрелью, пневмомолотком, электрорубанком и т.п.) человек воспринимает только локальную вибрацию.В свою очередь, общая вибрация подразделяется на:- транспортную, которая возникает в салоне или кабине машины при работе двигателя;- транспортно-технологическую, которая возникает в кабине управления при работе грузоподъемных машин, выполняющих технологические операции в стационарном положении;- технологическую, которая возникает при работе стационарных машин, станков, насосных агрегатов и другого оборудования.Вибрация характеризуется частотой колебаний (Гц), амплитудой (м/мм), виброскоростью (м/с) и виброускорением (м/с2).Производственные вибрации могут состоять из сложного сочетания колебаний различной частоты и интенсивности. Разложение колебаний на составляющие по отдельным частотам называют спектральным анализом. Спектр вибраций представляют в виде графика или таблицы. Уровни вибраций измеряют не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот. Рис. 1. Схема передачи вибрации По отрицательному воздействию на человека производственная вибрация прочно занимает второе место после электрической опасности, вызывая при большой интенсивности и в определенной области частот сотрясение мозга, разрыв тканей, нарушение сердечной деятельности и нервной системы. Кроме того, локальная вибрация рук может вызывать отрицательные необратимые явления (особенно при охлаждении), мышечные и костные деформации, нарушение кровообращения, чувствительность кожи. В результате может наступить профессиональное трудноизлечимое заболевание – виброболезнь.Вибрация приводит к нарушениям в центральной нервной и сердечно-сосудистой, системах, появлению головных болей, головокружении, повышенной возбудимости, расстройству вестибулярного аппарата, снижению работоспособности. Длительное воздействие вибрации может привести к развитию профессионального заболевания – вибрационной болезни, которая характеризуется комплексом стойких патологических изменений (поражением костно-суставного аппарата, функциональным расстройством внутренних органов, опущением органов малого таза, окостенением сухожилий, мышц и др.). Наиболее опасны вибрации с частотами 2-30 Гц, так как они вызывают резонансные колебания многих органов тела, имеющих в этом интервале собственные частоты (2-8 Гц – руки и ноги; 2-3 живот и кишечник; 2-12 – грудная клетка; 12-27 – голова; 10 Гц – мозг и т.д.).Гигиенические нормы вибрацииИсходными параметрами для определения вибрационной нагрузки на оператора служат виброускорение (или виброскорость), измеренные в октавных полосах частот, и время воздействия вибрации. Кроме непосредственных значений виброускорения (м/с2) и виброскорости (м/с), для оценки вибрации используют и их логарифмические уровни, выраженные в децибелах (ДБ). Санитарные нормы общей вибрации установлены с учетом источника ее образования. В этой связи вибрацию подразделяют на три категории:Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам (в т.ч. при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относятся: тракторы, самоходные сельскохозяйственные машины (машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур), автомобили (в том числе тягачи, скреперы, катки и т.д.), снегоочистители и др. Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью и перемещающихся по специально подготовленной поверхности горных выработок, производственных помещений, промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относятся: экскаваторы, краны промышленные и строительные, напольный производственный транспорт, путевые машины, бетоноукладчики.Категория 3 – технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относятся: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна и т. д.Категория 3, тип «а» – технологическая вибрация на рабочих местах производственных помещений;Категория 3, тип «б» – технологическая вибрация, передающаяся на рабочие места в складах, столовых, бытовых и других производственных помещениях, где нет создающих вибрацию машин;Категория 3, тип «в» – технологическая вибрация на рабочих местах работников умственного труда (диспетчерские, здравпункты и т. п.).2. Средства и методы защиты от вибрацийСогласно ГОСТ 26568-85 «Вибрации. Средства и методы защиты. Классификация», снижение вибрации и защита от нее достигается двумя основными направлениями: средствами снижения вибрации в источнике вибрации, методами защиты от вибрации на путях распространения.Защита работника от воздействия вибрации осуществляется техническими средствами, организационными мероприятиями и применением средств индивидуальной защиты.К техническим мероприятиям относят устранение вибраций в источнике и на пути их распространения. Устранение и уменьшение вибраций в источнике начинают еще на стадии проектирования и изготовления машин, закладывая в их конструкцию решения, обеспечивающие вибробезопасные условия труда: замену ударных процессов на безударные, применение деталей из пластмасс, ременных передач вместо цепных, шестерен с глобоидальным и шевронным зацеплением вместо прямозубых, выбор оптимальных рабочих режимов; тщательную балансировку вращающихся деталей, повышение класса точности их изготовления и чистоты обработки поверхностей и др.При эксплуатации техники уменьшение вибраций достигают своевременной подтяжкой креплений, устранением свободного хода, зазоров, качественным смазыванием трущихся поверхностей, правильной регулировкой рабочих органов, особенно режущих и ударных, и другими методами. Для уменьшения вибраций на пути их распространения применяют вибродемпфирование, виброгашение и виброизоляцию.Вибродемпфирование представляет собой уменьшение амплитуды колебаний деталей машин (в основном кожухов, сидений площадок для ног) вследствие нанесения на них слоя упруговязких материалов (резины, пластиков, мастик и т. п.). Величина демпфирующего слоя обычно в 2-3 раза превышает толщину элемента конструкции, на которую он наносится. Вибродемпфирование может быть осуществлено применением двухслойных материалов: сталь – алюминий, сталь – медь и др.Виброгашение достигают увеличением массы вибрирующего агрегата за счет установки его на жесткие массивные фундаменты (с амплитудой колебания не более 0,1-0,2 мм, а для особо ответственных сооружений - 0,005 мм) или на массивные плиты, а также увеличением жесткости системы путем введения в конструкцию дополнительных ребер жесткости.Виброизоляция ослабляет передачу колебаний от источника на основание, пол, рабочую площадку, сиденье и т. п. за счет устранения между ними жестких связей и установки упругих элементов (виброизоляторов). В качестве виброизоляторов применяют стальные пружины или рессоры, прокладки из резины, а также резинометаллические, пружинно-пластмассовые и пневморезиновые конструкции, использующие упругие свойства воздуха. На мобильных машинах виброизоляторы устанавливают между двигателем и рамой (остовом) машины, между рамой и кабиной, кабиной и сиденьем водителя. Пневматические шины таких машин – также хорошие виброизоляторы. Они уменьшают передачу колебаний от агрофона. Виброизоляторы устанавливают и на стационарную технику, оборудование, станки (рисунок 2) и др. Этим уменьшают передачу вибраций на основание, пол, а с него – и на ноги человека.Рис. 2. Виброизоляция токарного станка:1 - виброизоляторы; 2 - станок; 3 – основание.Повышенные виброзащитные требования предъявляют к сиденьям мобильной техники. Во избежание резонансных явлений конструкция сидений должна иметь собственную частоту колебаний не более 1,5 Гц. Снижение вибраций с частотами до 10 Гц наиболее эффективно осуществляет подвеска, а с частотами от 12 до 100 Гц – мягкая подушка сиденья.На рисунке 3 приведены схемы некоторых виброизоляторов. Рис. 3. Схемы виброизоляторов: а - резинового; б - пружинно-резинового;1 - фундамент; 2 - станина машины; 3 - резина; 4 - пружина. Виброизоляцию в виде упругих материалов, наносимых на ручки, применяют для уменьшения локальной вибрации, передающейся на руки от ручного механизированного инструмента. К организационным мероприятиям борьбы с вибрацией относят - проведение периодических эксплуатационных проверок вибрации в сроки, установленные нормативно-технической документацией, но не реже одного раза в год для общей вибрации и не реже двух раз в год для локальной вибрации;- контроль за наличием вибрационных характеристик в паспортах вновь поступающих машин, а при их отсутствии и, в случае необходимости, организацию входного контроля этих машин; эксплуатация не отвечающих вибрационным характеристикам машин не разрешается;- использование машин в соответствии с их назначением и установленными режимными характеристиками (скорость, частота вращения и т. п.);- своевременное проведение планово-предупредительного ремонта машин и оборудования (с балансировкой движущихся частей), проверкой крепления агрегатов к полу, фундаменту, строительным конструкциям с обязательным послеремонтным контролем вибрационных характеристик;- своевременный ремонт профиля путей, поверхностей для перемещения машин, поддерживающих конструкций;- рациональная планировка технологических процессов и производственных помещений;- исключение контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или рабочей зоны путем установки ограждений, сигнализации, блокировки, предупреждающих надписей и др.;- введение режимов труда, регулирующих продолжительность воздействия вибрации на работающих.Из лечебно-профилактических мероприятий применяют производственную гимнастику, ультрафиолетовое облучение, воздушный обогрев, массаж и теплые ванночки для рук и ног, прием витаминных препаратов (С, В1) и др. Из СИЗ применяют рукавицы, перчатки, спецобувь с виброзашитными, упругодемпфирующими элементами и др.В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации применяют специальные рукавицы и специальную обувь, изготавливаемые с использованием упругодемпфирующих материалов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.002-97 «ССБТ. Средства защиты рук от вибрации. Технические требования и методы испытаний», ГОСТ 12.4.010-75 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия», ГОСТ 12.4.024-76 «ССБТ. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования», которые регламентируют эффективность гашения вибрации, толщину упругодемпфирующего материала, преимущественную область распространения и другие требования к защитным изделиям этого типа.К работе с вибрирующим оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие соответствующую квалификацию и ознакомленные с характером воздействия вибрации на организм. Работающие ежегодно проходят периодические медицинские осмотры. При поступлении на работу в виброопасную профессию следует учитывать, что начало работы с ручными инструментами в возрасте 45 лет и старше является фактором риска развития вибрационной болезни.Для повышения сопротивляемости организма работающих при воздействии вибрации следует проводить витаминопрофилактику (витамины С, В, и никотиновая кислота) два раза в год (в периоды октябрь-ноябрь и февраль-март) по назначению врача. Для работников виброопасных профессий с учетом всей совокупности неблагоприятных производственных факторов режим труда и отдыха устанавливается на основе изучения изменения работоспособности и других неблагоприятных воздействий на организм человека.3. Источники шума, его уровни и зоны распространенияОдной из важных проблем безопасности является в настоящее время защита от шума. Внедрение в промышленность новых технологических процессов (плазменная резка, напыление, штамповка, взрыв и т.д.), рост мощности и быстроходности оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек на производстве и в быту подвергается воздействию высоких уровней шума.Шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения. Источниками шумов и звуков являются колеблющиеся тела. Они вызывают звуковые волны, которые могут распространяться в твердых, жидких и газообразных средах. Перемещаясь в воздухе, звуковые волны вызывают периодическое повышение или понижение его давления, на которые реагируют органы слуха. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением при отсутствии звуковых волн называют звуковым давлением. Ухо человека способно реагировать на изменения давления от 2∙10-5 до 200 Па. Эти величины получили название пороговых: соответственно нижнее и верхнее пороговые давления. Верхний порог слышимости называют также болевым порогом, так как при таких давлениях возникают резкие боли в ушах. Для нормального существования, для того, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум 20-30 дБ (шум листвы). При работе в учреждениях человек испытывает шум 50-70 дБ, на заводах 80-100 дБ, в метро уровень шума достигает 95 дБ, а на оживленных улицах – 80-90 дБ. Количество людей, работающих в условиях повышенного уровня шума в России достигает 5-7 млн человек. Такой уровень шума отрицательно влияет на общее состояние организма, вызывает быстрое утомление, способствует снижению производительности труда (на 10-50%), увеличению числа ошибок, росту производственного травматизма и ведет потере слуха. Неврит слуховых нервов – профессиональное заболевание от воздействия шума – занимает в России третье место после виброболезни и заболеваний дыхательных путей. В России ежегодно заболевает невритом слуховых нервов примерно 1000 человек.Шум вредит не только слуху. Установлено, что шум способен повысить кровяное давление, причинить вред сердечно-сосудистой системе, вызывать язвы и даже способствовать инфекционным заболеваниям. Кроме того, возможны изменения электрической проводимости кожи, электрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, а также общей двигательной активности. Такой комплекс изменений, возникающих при длительном воздействии шума, принято называть «шумовой болезнью». Для шумовой болезни характерны повышение раздражительности, появление тошноты, усталости, иногда возникает чувство беспокойства, бессонница, теряется аппетит.Допустимые нормы шума для рабочих мест установлены санитарными нормами, в них определены допустимые уровни звукового давления (дБ) для девяти октавных полос частот; уровни звука, измеренные сразу во всем диапазоне слышимых частот и выраженные в дБА, а также эквивалентные уровни звука (дБА) для непостоянного шума.Средства и методы нормирования шумаОсновная причина шума – вибрация деталей машин, поэтому мерами снижения шума в источнике служат все способы снижения вибраций. Меры по снижению шума предусматривают, начиная с конструирования и изготовления новых машин, механизмов, технологий, создавая так называемую шумобезопасную технику. Внутри помещения шумные участки отделяют звукоизолирующими стенами, перегородками, акустическими экранами; предусматривают звукопоглощающую облицовку стен, потолка, звукоизолирующие кабины для обслуживающего персонала, дистанционное управление шумными процессами, зоны отдыха для работающих, закрытие шумных механизмов звукоизолирующими кожухами, установку глушителей аэродинамического шума (возникающего при истечении воздуха из вентиляционных систем, компрессоров, при выпуске отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и в других случаях).Под звукопоглощением понимают свойство материалов уменьшать интенсивность отраженных ими звуковых волн. Поглощение звука происходит при переходе энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала. Обычные строительные материалы: кирпич, бетон, стекло – плохие звукопоглотители. Наиболее эффективно поглощают звук пористо-волокнистые, рыхлые материалы с малой плотностью.Звукопоглощение в производственных помещениях обеспечивают облицовкой поверхности стен, потолка звукопоглощающими (рыхлыми, пористыми, ячеистыми и т.п.) материалами в виде плит, холстов, блоков и др. Звукопоглощающая облицовка уменьшает в помещении только уровень отраженного от стен шума, а не от самого источника. Но при этом отраженный шум может быть уменьшен на 6-8 дБ. Звукопоглощающие материалы обеспечивают более эффективное поглощение звука средних и высоких частот. Для лучшего поглощения низкочастотного шума между звукопоглощающей облицовкой и стеной создают воздушную прослойку.Шумные участки изолируют от зоны пребывания людей ограждениями, перегородками, кожухами. Они позволяют снизить уровень шума на 30-50 дБ. Сущность звукоизоляции состоит в отражении и поглощении материалами преграды значительной доли звуковой энергии, в результате чего за преграду поступает ее меньшая часть.Эффективность звукоизолирующих перегородок, ограждений, кожухов повышают, выполняя их многослойными, двухслойными с воздушным промежутком, заполненным звукопоглощающим материалом, облицовывают этими материалами поверхности ограждений, обращенных к источнику шума.Для защиты работающих от прямого звука применяют акустические экраны. Их устанавливают между источником шума и рабочим местом. Действие экранов основано на образовании за ними «звуковой тени», т. е. участка со сниженным шумом. Экраны не защищают от отраженного звука. Они более эффективны для средне- и высокочастотных шумов. Низкочастотный шум за счет дифракции легко огибает экраны. Экраны выполняют в виде жестких щитов простой или сложной формы, частично или полностью огибающих рабочую зону или источник шума. Со стороны, обращенной к источнику шума, их покрывают звукопоглощающей облицовкой.Из средств индивидуальной защиты от шума применяют разовые вкладыши из материала ФПП, конусные заглушки из мягкой резины многократного использования, вставляемые в слуховой канал, понижающие шум на 5-20 дБ. Для защиты от шумов высоких уровней (110-120 дБ) применяют наушники, снижающие шум на 5-35 дБ, а также противошумовые каски и шлемы, закрывающие часть головы и ушные раковины, снижающие шум, в зависимости от частоты, на 17-40 дБ.

Список использованной литературы
Федеральный закон Российской Федерации от 30.12.2001г. № 197-ФЗ (ред. от 25.02.2022) «Трудовой кодекс Российской Федерации».ГОСТ 12.0.230-2007 ССБТ. Системы управления охраной труда. Общие требования (ред. от 31.10.2013).ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения.ГОСТ 26568-85 Вибрации. Средства и методы защиты. Классификация.ГОСТ 31319-2006 Межгосударственный стандарт. Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах.ГОСТ 12.1.012-2004 Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021г. №2 «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».Беляков Г. И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда: Учебник для вузов. - МО: Издательство «Юрайт», 2016 г. - с: ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература). Основы безопасности жизнедеятельности : для технических специальностей : учебное пособие / Г.В. Пачурин [и др.]. – Ростов н/Д : Феникс, 2016. – 397 с. : ил. – (Высшее образование).