Файл: В. А. Власов Доктор технических наук, профессор тгасу.pdf

81
Рисунок 13. Пример построения диаграммы эффективности звукоизолирующей
перегородки из алюминия
На основе построенных диаграмм сделать вывод об эффективности перегородок, сравнивая с нормативными значениями (см.табл.2). Проанализировать зависимость эффективности от частоты.
К
ОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое шум?
2. Какие частоты слышит человек? Как воспринимает ультра и инфразвук?
3. Перечислите параметры, характеризующие шум.
4. Какие шумы выделяют по характеру спектра?
5. Что такое звуковое давление и в чем измеряется?
6. Дайте определение производственного шума.
7. Источники производственного шума.
2. Каково физиологическое воздействие шума на организм человека?
3. Что происходит при воздействии шума 120 дБ?
4. Где и как измеряется уровень производственного шума?
5. Что определяется документами ГОСТ 12.1.003-86 и санитарными нормами
СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой, застройки»?
6. Коллективные способы защиты от шума.
7. СИЗ от шума.
8. Перечислите основные источники шумового воздействия характерные для вашей специальности, укажите меры борьбы с ними.
Литература
1. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда./П.П.Кукин, В.Л.Лапин, Н.Л.Пономарев и др. – М.: Высш. шк., 2003.
2. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Прокопенко Л.В. Человек и шум. — Москва:
ГЭОТАР-МЕД, 2001. — 384 с.
3. Капцов В.А., Панкова В.Б., Чиркин А.В. О роли средств индивидуальной защиты органа слуха от вредного воздействия производственного шума:

82
[рус.] // Безопасность в техносфере. — 2016. — Т. 5, № 2 (октябрь). — С. 25-
34.
4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/Белов С.В. Ильяницкая
А.В., А.Ф. Козьяков и др.; под общей ред. С.В. Белова. 4-е изд., испр. и доп.-
Высш. шк., 2004.- 606 с. Зотов, Б.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. Учебник для высших учебных заведений/ Зотов В.И.,
В.И.Курдюмов - М.: Колос.-2000.- 424 c.
5. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. В 4 т.: т.2: Угрозы для здоровья, ред. кол.: Починок А.П. (гл. ред.) и др.- (пер с англ.).М.:
Министерство труда и социального развития. 2001, 925 с.
6. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях.
7. ГОСТ 12.1.003-86 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
8. ГОСТ 12.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума.
9. ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений
10. СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»,
11. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

83
ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ И СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ОТ НЕЁ
Ц
ЕЛЬ
Исследовать параметры вибрации, дать оценку вредным свойствам вибрации как производственного фактора. Определить эффективность средств и способов защиты от вибрации.
О
СНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются
вибрацией. Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия.
Основным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».Вдокументе содержится классификация вибраций по различным параметрам, методы гигиенической оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.
Действие вибрации на человека
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается силой воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.
Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни, которая включена в список профессиональных заболеваний.
Обусловлена длительным (не менее 3-5 лет) воздействием вибрации в условиях производства. При продолжении работы заболевание нарастает, после прекращения отмечается медленное (3-10 лет), иногда неполное выздоровление. 1/4 выявленных профессиональных заболеваний связано с воздействием вибрации и шума. Наиболее высокая заболеваемость вибрационной болезнью регистрируется в тяжелом, энергетическом, транспортном машиностроении, угольной промышленности и цветной металлургии.
Наиболее характерные клинические синдромы: ангиодистонический, ангиоспастический (синдром Рейно), вегетосенсорной полиневропатии.
Условно выделяют 3 степени болезни: начальные проявления (I степень), умеренно выраженные (II степень) и выраженные (III степень) проявления.
Характерные жалобы: боли, парестезии, зябкость конечностей, приступы побеления или синюшности пальцев рук при охлаждении, снижение силы в руках. При нарастании заболевания присоединяются головная боль, утомляемость, нарушение сна. При воздействии общей вибрации преобладают жалобы на боль и парестезии в ногах, пояснице, головную боль, головокружения.

84
Объективные признаки заболевания: гипотермия, гипергидроз и отечность кистей, цианоз или бледность пальцев, приступы «белых» пальцев, возникающие при охлаждении, реже во время работы (см. рис. 1). Сосудистые нарушения проявляются в гипотермии кистей и стоп, спазме или атонии капилляров ногтевого ложа, снижении артериального притока крови к кисти. Обязательным является повышение порогов вибрационной, болевой, температурной, реже тактильной чувствительности. Нарушение чувствительности имеет полиневритический характер. По мере нарастания заболевания выявляется сегментарная гипалгезия, гипапгезия на ногах. Отмечается болезненность мышц конечностей, уплотнение или дряблость отдельных участков.
На рентгенограммах кистей часто выявляются кистевидные просветления, мелкие островки уплотнения или остеопороз. При длительном (15-25 лет) воздействии общей вибрации часто выявляются дегенеративно-дистрофические изменения поясничного отдела позвоночника, осложненные формы поясничного остеохондроза.
Рис. 14. Сосудистые нарушения
Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0.7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между
20–30 Гц, при горизонтальных – 1.5–2 Гц.
Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения.
Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3–3.5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4–6 Гц.
Частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и
толчкообразной вибраций.
При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения – для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения – для полукружных каналов внутреннего уха.

85
У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость.
Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно – потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями.
Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.
Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.
Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью.
Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот – спазм сосудов.
Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены.
Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8–10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия
(клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30 –
125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12 – 15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам.
К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и

86 смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации.
Основные параметры вибрации и приборы для их измерения
Основными параметрами вибрации приведены в табл. 22.
Табл. 22. Основные параметры вибрации
Параметр
Обозначение
Единица измерения амплитуда колебаний
x
m м амплитуда колебательной скорости
(виброскорость)
V
m м/c амплитуда колебательного ускорения
(виброускорения)
a
m м/c
2
период колебаний
Т
с частота колебаний
f
Гц
В силу специфических свойств органов чувств определяющим при оценке воздействия вибрации являются действующие значения вышеперечисленных параметров. Так действующее значение виброскорости — среднеквадратическое мгновенных значений скорости V(t) за время усреднения t
y
, которое выбирают с учетом характера изменения виброскорости во времени: y
2 0
y
t
V dt
V
t


(1)
В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота вдвое больше нижней:
2 1
2
f
f

(2)
Анализ и построение спектров параметров вибрации могут производиться также в третьоктавных полосах частот:
3 2
1 2
f
f

(3)
Поскольку абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в очень широких пределах, в практике используют понятие логарифмического уровня колебаний.
Бел (Б) — безразмерная единица измерения отношения двух физических величин по логарифмической шкале. Согласно ГОСТ 8.417-2002 бел определяется

87 как десятичный логарифм безразмерного отношения физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную.
В виброакустике в качестве исходного используются опорные значения параметров, принятые за начало отсчета. Как правило, уровни виброакустических величин измеряются уровни в дБ (1 децибел = 10 бел). Например, уровень виброскорости будет определяться по формуле:
2 2
0 0
lg lg
V
V
L
V
V














(4) где V – усредненное значение виброскорости в соответствующей полосе частот; V
0
– опорное значение виброскорости, равное 5×10
-8
м/с, международная стандартная величина.
Уровень виброускорения определяется выражением: a
0 20lg
a
L
a







(5) где a
0
– опорное значение виброускорения, равное 1×10
-6
м/с
2
Для измерения вибрации применяют приборы, принцип работы которых основан на преобразовании кинематических параметров вибрации в электрические.
В настоящее время наибольшее распространение получили емкостные, оптические, индукционные и пьезоэлектрические первичные измерительные преобразователи
(датчики). Приборы для измерения параметров вибрации называются виброметрами. На рис. 2 представлены современные отечественные и зарубежные виброметры известных производителей.
Рис. 15 — Современные отечественные и зарубежные виброметры
Нормирование вибраций
Вибрации, воздействующие на человека, можно классифицировать по ряду признаков:
1. По способу передачи вибрации на человеческий организм:

общая.
Общая вибрация по источнику возникновения бывает: транспортной,
транспортно-технологической и технологической.