Самостійна робота № 8
Тема: Методика дослідження виробничих шумів та вібрації
Огляд теми:
Дана тема належить до більш розширеного самостійного опрацювання слухачами лекційного та лабораторно – практичного курсу з даної дисципліни, а саме:
– тема лекції – «Розгляд факторів виробничої санітарії»;
– тема лабораторної роботи – «Виробничі шуми та вібрація».
При розгляді теми слід вивчати міжгалузевий нормативний акт, що має загально державну дію, а саме; «Гігієнічну класифікацію праці»
Завдання:
Самостійне опрацювання слухачами Лекційного курсу з даної теми повинно враховувати всебічне та детальне уявлення щодо дії на організм людини параметрів виробничих шумів та вібрацій, а також використання заходів та засобів нормалізації виробничих шумів та вібрацій, яке досягається шляхом Ознайомлення зі змістом відповідної теми лекції.
Самостійне опрацювання слухачами лабораторно – Практичного курсу з даної теми повинно бути виконано в формі Розширеного конспектування змісту та питань, що входять до «Гігієнічної класифікації праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу».
Зміст:
1. Загальна характеристика. Шум – це будь-який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини, знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору – це хвильові коливання пружного середовища, що поширюються з певної швидкістю в газоподібній, рідкій або твердій фазі.
Для успішної боротьби з шумом необхідно знати його фізичну природу, основні закономірності його виникнення і поширення.
Звук обумовлюється механічними коливаннями в пружних середовищах і тілах, частоти яких лежать в діапазоні 16…20 000 Гц, які спроможне сприймати людське вухо. Механічні коливання з такими частотами називаються звуковими, або акустичними. Нечутні механічні коливання з частотами нижче звукового діапазону (16 Гц) називають інфразвуковими, а з частотами вище звукового діапазону (20 000 Гц) – ультразвуковими.
Звук, коли його джерело здійснює гармонічні коливання, називається Тоном. Величина тону визначається амплітудою коливань, а висота тону – частотою коливань. Шумові коливання складаються із величезної кількості гармонічних коливань з різними частотами.
Звукове поле – це простір, в якому поширюються звукові хвилі.
В звукових хвилях рух частинок поширюється вздовж напрямку поширення хвилі. Таким чином виникає ряд згущень і розріджень.
Звуковий тиск – це різниця між миттєвим значенням повного тиску і середнім тиском, який спостерігається в збурюючому середовищі.
Швидкість звуку Сr в газовому середовищі визначається з виразу, м/с:
Де К – показник адіабати; pCT тиск повітря, Па; , ρ – густина повітря, кг/м3.
Швидкість звуку залежить також від властивостей середовища. В повітрі при температурі 20°С і нормальному атмосферному тиску (760 мм. рт. ст.) швидкість звуку дорівнює 344 м/с, у воді – приблизно 433 м/с.
Рух звукової хвилі супроводжується переносом енергії, яка характеризується інтенсивністю звуку.
Інтенсивність звуку I – це середній потік енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці площі поверхні, нормальної до напрямку розповсюдження хвилі.
Інтенсивність звуку I у вільному звуковому полі пов’язана із звуковим тиском залежністю, Вт/м:
Де р – середньоквадратичне значення звукового тиску, Па;
ΡС – питомий акустичний опір середовища (для повітря ρС = 444 Н·с,/м3, для води – 1,4…106 Н·с/м3).
Інтенсивність звуку змінюється в межах 10…10-12 Вт/м2, звуковий тиск – в межах 2·102…2·10-5 Па.
Також встановлено, що вухо людини реагує пропорційно логарифму відносної зміни інтенсивності або звукового тиску. Враховуючи це, були введені логарифмічні величини рівня інтенсивності і звукового тиску, які виражаються в децибелах (дБ).
Рівень інтенсивності звуку LI визначається за формулою,
LI = 10·lg(I/Io),
Де Io = 10-12 Вт/’м2 – порогова величина інтенсивності.
Порогова величина інтенсивності наближено відповідає інтенсивності звуку, який тільки чути (Пороговий звук) в частотній області найбільшої чуттєвості вуха людини (1000 Гц).
Рівень звукового тиску, L визначають за формулою, дБ:
L = 20·lg (р/р0),
Де р0 = 2·10-5 Па – пороговий звуковий тиск, який відповідає пороговій інтенсивності звуку.
Користуватись рівнем звукового тиску зручно тому що весь великий діапазон звуків, які чутно, вкладається менше ніж в 130 дБ. Це дозволяє при оцінці різних шумів користуватись цілими числами, оскільки зміни рівня, менше ніж на 1дБ, практично не помітні на слух.
При рівні звукового тиску близько 130 дБ нормальне звукове сприйняття поступається місцем відчуттю фізичного болю у вусі і може призвести до розриву барабанної перетинки.
Логарифмічна шкала дозволяє визначати лише фізичну характеристику шуму. Для фізіологічної оцінки шуму використовують криві рівної гучності по частотному діапазону. Це криві отримані експериментальним шляхом за результатами дослідження властивостей органів слуху людини оцінювати звуки різної частоти по суб’єкту відчуття гучності. Рівні гучності вимірюються в фонах і на частоті 1000 Гц дорівнюють рівням звукового тиску.
Слухове поле, що сприймається вухом людини, наведено на мал. 1
Мал. 1. Зона слухового сприймання звуків
За часовими характеристиками шуми поділяють на Постійні і непостійні. Постійними вважають шуми, у яких рівень звуку протягом робочого дня змінюється не більше ніж на 5 дБА. Непостійні шуми поділяються на переривчасті, з коливанням у часі, та імпульсні. При переривчастому шумі рівень звуку може різко падати до фонового рівня, а довжина інтервалів, коли рівень залишається постійним і перевищує фоновий рівень, досягає 1 с та більше. При шумі з коливаннями у часі рівень звуку безперервно змінюється у часі. До Імпульсних відносять шуми у вигляді окремих звукових сигналів тривалістю менше 1 с кожний, що сприймаються людським вухом як окремі удари.
Вібрація це механічні коливання пружних тіл або коливальні рухи механічних систем. Для людини вібрація є видом механічного впливу, який має негативні наслідки для організму.
Причиною появи вібрації є неврівноважені сили та ударні процеси в діючих механізмах. Вважають, що 80% аварій в машинах і механізмах здійснюється внаслідок вібрації. Крім того, коливання конструкцій часто є джерелом небажаного шуму.
Дія вібрації визначається інтенсивністю коливань, їх спектральним складом, тривалістю впливу та напрямком дії. Показниками інтенсивності є середньоквадратичні або амплітудні значення віброприскорення (а), вібро-швидкості (v), віброзміщення (х). Параметри x, v, a – взаємозалежні, і для синусоїдальних вібрацій величина кожного з них може бути обчислена за значеннями іншого зі співвідношення:
A = v(2πf) = x(2πf)2
Де 2πf – кругова частота вібрації, с-1.
Для оцінки рівнів вібрації використовується логарифмічна шкала децибел. Логарифмічні рівні віброшвидкості (Lv) в дБ визначають за формулою:
,
Де v – середньоквадратичне значення віброшвидкості, м/с, (
),
Де vi – миттєві значення віброшвидкості за період осереднення Т);
V0 – опорне значення віброшвидкості, що дорівнює 5 х 10-8 м/с (для локальної та загальної вібрацій).
Логарифмічні рівні віброприскорення (La) в дБ визначають за формулою:
,
Де a – середнє квадратичне значення віброприскорення, м/с2;
Aо – опорне значення віброприскорення, що дорівнює 3 х 10-4 м/с2.
За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та локальну (місцеву) вібрацію. Загальна вібрація та, що викликає коливання всього організму, а місцева (локальна) – втягує в коливальні рухи лише окремі частини тіла (руки, ноги).
Локальна вібрація, що діє на руки людини, утворюється багатьма ручними машинами та механізованим інструментом, при керуванні засобами транспорту та машинами, при будівельних та монтажних роботах.
Загальну вібрацію за джерелом виникнення поділяють на такі категорії:
Категорія 1 – транспортна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів під час руху по місцевості, агрофонах і дорогах (в тому числі при їх будівництві).
Категорія 2 – транспортно-технологічна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях машин з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тільки по спеціально підготовленим поверхням виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок.
До джерел транспортної вібрації відносять, наприклад, трактори сільськогосподарські та промислові, самохідні сільськогосподарські машини; автомобілі вантажні (в тому числі тягачі, скрепери, грейдери, котки та ін.); снігоприбирачі, самохідний гірничошахтний рейковий транспорт.
До джерел транспортно-технологічної вібрації відносять, наприклад, екскаватори (в тому числі роторні), крани промислові та будівельні, машини для завантаження мартенівських печей (завалочні), гірничі комбайни, самохідні бурильні каретки, шляхові машини, бетоноукладачі, транспорт виробничих приміщень.
Категорія 3 – технологічна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях стаціонарних машин чи передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації.
До джерел технологічної вібрації відносяться, наприклад, верстати та метало-деревообробне, пресувально-ковальське обладнання, ливарні машини, електричні машини, окремі стаціонарні електричні установки, насосні агрегати та вентилятори, обладнання для буріння свердловин, бурові верстати, машини для тваринництва, очищення та сортування зерна (у тому числі сушарні), обладнання промисловості будматеріалів (крім бетоноукладачів), установки хімічної та нафтохімічної промисловості і т. ін.
Загальну технологічну вібрацію за місцем дії поділяють на такі типи:
А) на постійних робочих місцях виробничих приміщень підприємств;
Б) на робочих місцях складів, їдалень, побутових, чергових та інших виробничих приміщень, де немає джерел вібрації;
В) на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро, лабораторій, учбових пунктів, обчислювальних центрів, медпунктів, конторських приміщень, робочих кімнат та інших приміщень для працівників розумової праці.
За джерелом виникнення локальну вібрацію поділяють на таку, що передається від:
– ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керування машинами та устаткуванням;
– ручних інструментів без двигунів (наприклад, рихтувальні молотки) та деталей, які оброблюються.
За напрямком дії загальну та локальну вібрації характеризують з урахуванням осей ортогональної системи координат X, Y, Z (мал. 2).
Мал. 2. Напрями осей при дії загальної (а) та локальної(б) вібрації
За часовими характеристиками загальні та локальні вібрації поділяють на:
Ви прочитали: "Методика дослідження виробничих шумів та вібраціі – №1"Читати далі