Учебное пособие Москва 2007 Содержание Лекция № Актуальность борьбы с шумом на производстве, основные параметры, классификация и нормирование источников шума 1 Актуальность борьбы с шумом на производстве

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

Частотные характеристики вибрации:

f_общ=1……...80 Гц.

f_лок=5, ……1400 Гц.

Для общей вибрации F_сг=1,2,4,16,31.5,63 Гц.

Для локальной вибрации F_сг=8,16,31.5,63,126,250,500,1000 Гц.

Для оценки станков и механизмов общая вибрация выражается в треть октавных полосах частот:

1/3f_c_г=0.8,1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0,10.0,12.5,16.0,20.0,

25.0,31.5,40.0,50.0,63.0 Гц.

Общая вибрация имеет достаточно узкий частотный диапазон. Локальная вибрация имеет более широкий диапазон частот.

3.1.3 Классификация вибрации на производстве

По способу воздействия на человека вибрация подразделяется на общую и локальную.

Общая вибрация передается на всю опорную поверхность (на тело сидящего или стоящего человека, на стопы и ягодицы).

Локальная вибрация передается через руки человека при контакте с ручными инструментами, органами управления машин и обрабатываемыми деталями.

По источнику возникновения общая вибрация подразделяется на:

1. транспортную – воздействующую на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении по дорогам;

2. транспортно-технологическую – воздействует на операторов машин с ограниченным перемещением, только по специально подготовленным путям производственных помещений (краны, экскаваторы, горные комбайны, бурильные установки);

3. технологическую – воздействует на операторов стационарных машин, станков и передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации (металлорежущие, деревообрабатывающие станки и др.). В свою очередь технологическая вибрация подразделяется на вибрацию:

3а – на постоянных рабочих местах с вибрацией в производственных помещениях;

3б – на рабочих местах складских, столовых, бытовых, и др. производственных помещений;

3в – на рабочих местах заводоуправлений, КБ, лабораторий, здравпунктов.

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

постоянную – величина виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (менее чем на 6 дБ) за время наблюдения больше 1 минуты;
непостоянную – величина виброускорения изменяется более чем в 2 раза (более чем на 6 дБ) за время наблюдения более 1 минуты;

Непостоянная вибрация подразделяется на:

колеблющуюся, для которой уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;
прерывистую, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, но этот контакт имеет длительность более 1 сек;
импульсную, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 сек.

По направлению действия вибрацию различают на:

действующую по трем осям, трехмерная вибрация;
действующую по двум осям, двумерная вибрация;
действующую по одной оси, одномерная вибрация.

По характеру спектра вибрации подразделяют на:

узкополосную (в одной октаве);
широкополосную (во всех октавных полосах частот).

. По частотным характеристикам вибрация подразделяется на:

низкочастотную 1-16 Гц;
среднечастотную 31.5-63;
высокочастотную более 63 Гц.

3.2 Нормирование (допустимые уровни), измерения и физиологическое действие вибрации на организм человека

3.2.1 Нормирование (допустимые уровни) вибрации

По ГОСТ 12.1.012-90 нормируемыми параметрами являются:

среднеквадратичное значение ускорения и скорости;
логарифмические уровни виброускорений и виброскоростей в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в диапазоне от 1 до 63 Гц для общей вибрации, т.е. F_сг=1,2,4,16,31.5,63 Гц и в треть октавных полосах со среднегеометрическими частотами:
1/3F_c_г=0.8,1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63 Гц.

В октавных полосах проводятся замеры для целей гигиены, в треть октавных полосах - для оценки характеристик машин и механизмов.

Локальная вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами F_c_г=8,16,31.5,63,125,250,500,1000 Гц.

В старых ГОСТах нормируемыми параметром была скорость и уровень виброскорости.

Суммарное время работы в контакте с машинами, вызывающими вибрацию, не должно превышать 2/3 рабочей смены (8час-480 мин). Режим работы: перерыв через каждые 2 часа по 20 мин. до обеда и через каждые 2 часа по 30 мин после обеда. При работе с виброинструментом его масса не должна превышать 10 кг. Запрещается проведение сверхурочных работ с вибрирующим оборудованием.

3.2.2. Измерения параметров вибрации.

Измерения параметров вибрации выполняется по двум ГОСТам:

ГОСТ12.1.042-84 «Вибрация локальная, методы измерения»

ГОСТ12.1.043-84 «Вибрация, методы измерения на рабочих местах производственных помещений»

Для измерения общей и локальной вибрации в комплект виброизмерительной аппаратуры входит (рис. 3.1): датчик, усилитель, частотные фильтры, измерительный прибор.

Рис 3.1

Датчик крепится на специальной измерительной поверхности. В датчике приемника вибрации используется пьезоэффект. Под действием механических колебаний происходит деформация пьезоматериала и возникает электрический ток, который усиливается Усилителем. Далее сигнал анализируется набором частотных октавных фильтров и регистрируется измерительным прибором.

Особое внимание необходимо уделять креплению датчика на вибрирующей поверхности (на резьбе или специальными шпильками).

Требуемая масса датчиков для измерения общей вибрации не более 50 гр. Для измерения вибрации также как и при шуме, все машины должны быть включены и работать в установившемся режиме. Места установки датчиков располагаются там, где есть контакт вибрирующей поверхности с телом человека (на сидении, у ног оператора, у рук). Ежегодно виброизмерительная аппаратура, также как и при шуме, должна проверяться в метрологических организациях с получением паспорта проверки и тарировочных поправок.

В качестве виброизмерительной аппаратуры используются следующие приборы:

ИШВ - 1; ИШВ - 2; ВШВ – 003-М2; ОКТАВА, а также приборы фирм Германии РФТ, Дании “Брюль и Кьер”.

3.2.3 Физиологическое действие вибрации.

Вибрация относится к вредным факторам, обладающим высокой биологической активностью. Воздействие вибрации на человека может приводить к снижению производительности труда и качества работы, а также к возникновению заболеваний (среди профессиональных заболеваний вибрационная патология стоит на втором месте после пылевой) Физиологическое действие вибрации значительно сложнее, чем действие шума, но она также воспринимается всем организмом, вызывая общебиологическое действие: головная боль, раздражение, быстрая утомляемость, онемение пальцев рук, боли в кистях и предплечье, возникают судороги, повышается чувствительность к охлаждению, появляется бессонница, головокружение и возможны обмороки за счет спазма сосудов. При вибрационной болезни возникают патологические изменения спинного мозга, сердечно- сосудистой системы, костных тканей, и суставов, изменяется капиллярное кровообращение. Негативные ощущения от вибрации возникают при ускорении, которое составляет 5% от ускорения силы тяжести, т. е. при 0,5 м/с². Особенно вредны вибрации с частотами, близкими к частотам колебаний отдельных органов человека в пределах 6…..30 Гц.

Резонансные частоты отдельных частей тела в Гц:

Глаза – 22….27;

Горло – 6…..12;

Грудная клетка - 2…12;

Ноги, руки - 2….8;

Голова - 8…..27;

Лицо и челюсти -4…..27;

Поясничная часть позвоночника -4…..14;

Живот - 4…..12.

Различают три стадии вибрационной болезни:

1-я стадия вибрационной болезни:

изменение кожной чувствительности;
нерезковыраженные сосудистые изменения;
боль и слабость в кистях рук.

В этих случаях необходим перевод на два месяца на другую работу.

2-я стадия:

стойкие нарушения кожной чувствительности;
сведение пальцев , судороги|;
спазмы с побледнением пальцев.

За этим следует снижение мышечной силы и сосудистые изменения в области рук и ног (часто приводит к варикозу). Обязательна смена профессии.

3-я стадия:

значительное изменение центральной нервной и сосудисто-сердечной систем, расстройство коронарной системы, атрофия плечевого пояса, рук и ног. Инвалидность 2-й, 3-й группы

Наиболее распространены заболевания, вызванные локальной вибрацией. При работе с ручными машинами, вибрация которых наиболее интенсивна в среднечастотной области спектра, возникают в основном заболевания сопровождающиеся спазмом периферических сосудов. Локальная вибрация может вызывать ухудшение кровообращения кистей рук, пальцев, предплечья и сосудов сердца. Это, в свою очередь, понижает чувствительность кожи, вызывает отложение солей, окостенение сухожилий мышц в кистях рук и пальцах. Следствием этого является деформация и снижение подвижности суставов. Так же как и при общей, нарушается деятельность сердца и центральной нервной системы. Особенно чувствителен организм к вертикальным вибрациям, когда колебания передаются от ног к голове.

Воздействие вибрации зависит от частоты :

при высоких частотах вибрации поражаются периферические нервные окончания и сосуды, появляется тремор рук;
при малых частотах вибрации возникают радикулиты и гастриты.

Степень воздействия вибрации на организм работающих зависит не только от частоты, но и от амплитуды. Так, на частоте 60-70 Гц вибрация с амплитудой до 0,01мм практически не мешает работать и не ведет к каким-либо патологическим изменениям в организме, колебания с амплитудой от 0,01 до 0,02 мм отвлекают от работы и раздражают, при амплитуде более 0,3 мм создаются невозможные условия для работы.

3.3 Методы и средства защиты от производственной вибрации

Уменьшение вредного влияния вибрации достигается за счет:

1. Уменьшения вибрации в источнике ее образования;

2. Уменьшение вибрации по пути ее распространения;

3. Применения организационно-технических мероприятий;

4. Лечебно-профилактических мероприятий;

5. Использования СИЗ.

Уменьшение вибрации в источнике ее образования достигается конструктивными и технологическими способами путем:

- выбора рациональных схем и рабочих циклов вибрирующего оборудования и виброинструмента;

- повышения точности изготовления деталей и уменьшения допусков на их сборку;

- применения конструкционных материалов с большим внутренним трением;

- уравновешивания отдельных элементов машин, особенно вращающихся;

- замены ударных процессов на безударные;

- применения методов отстройки от резонансных явлений.

Организационно-технические мероприятия включают:

- проведение периодических эксплуатационных проверок вибрирующего оборудования и инструмента в сроки, установленные нормативно-технической документацией, но не реже 1 раза в год - для общей вибрации и не реже 2 раз в год - для локальной вибрации,

- своевременный плановый ремонт вибромашин с обязательным послеремонтным контролем их вибрационных характеристик,

- контроль за соблюдением правил и условий эксплуатации машин в соответствии с их назначением,

- принятие мер, исключающих контакт работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места путем установки блокировки, сигнализации, ограждения и т.д.

Уменьшение вибрации по пути ее распространения достигается за счет виброизоляции и вибропоглощения. Определяющим является виброизоляция.

3.3.1 Виброизоляция

Виброизоляция осуществляется за счет применения резиновых, пробковых и пружинных амортизаторов, а также за счет применения гибких вставок, отделяющих виброагрегат от присоединенных трубопроводов и других металлических деталей и применения упругих прокладок, разделяющих вибрирующие узлы машины.

Типы амортизаторов выбираются в зависимости от диапазона частот вибрации.

Пробковые амортизаторы (достаточно легкие) используются на частотах более 20 Гц.

Резиновые амортизаторы рекомендуются на частотах более 12 Гц.

Металлорезиновые амортизаторы, представляющие собой сочетание стальных пружин с резиной используются, на частотах 6 Гц.

Пружинные стальные амортизаторы - в зависимости от параметров пружины могут использоваться на любых частотах.

Предотвращение неблагоприятного действия вибрации возможно путем установки машин и станков на отдельные фундаменты, основания которых должны быть ниже фундамента стен. Масса фундамента должна быть в два-три раза больше массы станка. Между фундаментом станка и фундаментом стен должна быть воздушная прослойка или песок для предотвращения передачи вибрации на стены производственных помещений.

3.3.2 Вибропоглощение

Вибропоглощение заключается в уменьшении вибрации за счет превращения энергии механических колебаний вибрирующей системы в тепловую энергию. Вибропоглощающие свойства материалов оцениваются коэффициентом , который называется коэффициентом потерь. Чем выше , тем больше эффект вибропоглощения.
Вибропоглощение осуществляется путем нанесения вибропоглощающих материалов на готовые машины, механизмы, транспортные средства. Отдельные элементы или механические устройства целиком могут быть изготовлены из вибропоглощающих материалов и конструкций. Существуют два способа вибропоглощения:

1. Вибропоглощение осуществляется путем изготовления вибрирующих объектов из материалов с высоким коэффициентом потерь (т.е. с большим ), например, сплавов на основе медь-никель, титан-никель, а также из пластмасс, резины, текстолита и дерева. Для перечисленных материалов  изменяется от 0.05 до 0.1, в то время как у стали  равно 0,001.

2. Нанесением на вибрирующие объекты материалов с высоким коэффициентом потерь (т.е. покрытий). Действие покрытия также основано на ослаблении вибрации путем перевода колебательной энергии в тепловую при деформации покрытия.

Вибропоглощающие покрытия могут быть жесткими и мягкими.

Действие жестких вибропоглощающих покрытий проявляется в области низких и средних частот, а действие мягких – в области высоких частот. К жестким покрытиям относятся твердые пластмассы, рубероид, фольга. Коэффициент потерь слоистых вибродемфирующих покрытий изменяется от 0.1 до 0.4.

К мягким вибропоглощающим покрытиям относятся мягкие пластмассы, материалы типа резины, пластик и разные пенопластмассы. Действие мягких покрытий обусловлено их деформациями по толщине. Коэффициент потерь таких покрытий изменяется от 0.05 до 0.5.

Для вибрирующих объектов сложной формы, где невозможно использовать вибропоглощающие покрытия (листовые) применяют мастики. Наиболее распространены мастичные покрытия типа “Антивибрит”, ВД 17-58…..ВД 17-63. Коэффициент потерь их от 0.3 до 0.45. Эти покрытия применяют для снижения вибрации вентиляционных систем, компрессоров, насосов и трубопроводов.

3.3.3 Средства индивидуальной защиты от вибрации (СИЗ).

1-я группа – средства, защищающие от локальной вибрации:

-для рук: изолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши, прокладки;

-для ног - специальная обувь на микропоре, специальные подметки и наколенники;

-для тела оператора – используются специальные пояса, нагрудники и виброзащитные костюмы.

Снижение вредного действия низкочастотной вибрации достигается применением резиновых или пластмассовых покрытий, или пружин на участках контакта рук с пневматическими инструментами.

2-я группа - средства, защищающие человека от общей вибрации:

амортизирующие площадки;
подрессоренные сидения;
специальная обувь с виброзащитной подошвой.

Амортизирующая площадка представляет собой плавающую на пружинах платформу, существенно снижающую общую вибрацию. Подрессоренные сидения устанавливаются, как правило, на пружинных системах с гидроамортизаторами. Так как вибрирующие инструменты являются источниками шума, то для защиты органов слуха используют СИЗ (Беруши, наушники, шлемы).

3.3.4 Лечебно-профилактические мероприятия.

Комплекс лечебно-профилактических мероприятий по предупреждению вибрационной патологии включает:

Предварительные медицинские осмотры (м/о).
Периодичные медицинские осмотры.
Комплекс физиотерапевтических процедур.
Комплекс гимнастических упражнений.
Диспансеризацию рабочих виброопасных производств.
Витаминопрофилактику.
Психологическую разгрузку. При предварительных м/о расширено количество противопоказаний, при которых нельзя допускать рабочих на работу с вибромеханизмами.

Противопоказания:

возраст моложе 18 лет;
заболевания сердечно-сосудистой системы (т.е. стенокардия, гипертония);
заболевания желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки, язвенные колиты);
хронические заболевания опорно-двигательного аппарата;
все злокачественные заболевания;
заболевания органов слуха,
близорукость высокой степени.

Периодичные медицинские осмотры проводятся обязательно – 1 раз в год. При предварительных и периодических м/о участвуют основные врачи (невропатолог, отолоринголог, терапевт, хирург и офтальмолог).

Для рабочих обязателен комплекс лечебно-профилактических мероприятий, включающих физиотерапевтические процедуры, витаминную профилактику, психологическую разгрузку, комплекс гимнастических упражнений, проведение минимум двух курсов в год ультрафиолетового облучения (фераль-март, октябрь-ноябрь).

При воздействии локальной вибрации проводятся тепловые гидропроцедуры для рук, в течение 8-10 минут (температура 37-38^оС). Это предупреждает спазмы мелких кровеносных сосудов рук и их атрофию. Необходима нормализация микроклимата для профилактики охлаждения, особенно поясничного отдела позвоночника. Следует организовывать горячее питание в обед и возможность принятия горячих напитков в регламентированные перерывы.

Нужно создать условия для пассивного отдыха головы, рук и ног лежа на топчане, для отдыха и вытяжки позвоночника.

Желательно обучить рабочих приемам самомассажа шеи, необходимо делать гимнастику для укрепления мускулатуры и поддержания гибкости позвоночного столба.

Особенно опасна вибрация для женщин и по СанПиН 2.2.0.555-96 женщинам запрещается работать на тяжелых самоходных транспортных внедорожных машинах (бульдозеры, тракторы, автосамосвалы и землеройные машины).

Лекция №4 Защита от ультразвука и инфразвука на производстве

4.1 Общая характеристика УЗ, классификация, особенности распространения, нормирование и измерение ультразвука.

4.2 Физиологическое действие ультразвука, методы и средства защиты от ультразвука. Медицинские профилактические мероприятия.

4.3 Общая характеристика ИЗ, классификация, особенности распространения, нормирование и измерение инфразвука.

4.4 Физиологическое действие инфразвука, методы и средства защиты от инфразвука.

4.1.1 Общая характеристика ультразвука

В соответствии с ГОСТ 12.1.00-89 под ультразвуком понимаются упругие колебания, распространяющиеся в газообразных, жидких и твердых средах в диапазоне частот от 1,12*10 ⁴Гц до 10⁹Гц. Практически это не слышимые звуки, занимающие достаточно широкий диапазон частот. УЗ находит широкое применение в различных технологических процессах: обработке любых материалов, резке, сварке, очистке и др. УЗ наряду с лазером называют инструментом ХХ и соответственно ХХ1века.

ГОСТ 12.1.00-89 устанавливает классификацию, основные параметры, допустимый уровень ультразвука на рабочих местах, требования к ультразвуковым характеристикам оборудования, методам контроля и защиты от воздействия ультразвука.

Впервые ультразвук был применен в 1916 году французом Ланжевеном и русским инженером Шиловским для гидролокации, т.е. для обнаружения подводных лодок. В 1927г. он был применен русским инженером Соколовым для дефектоскопии.

Еще раньше в 1793г. итальянский ученый Спалацинни занимался изучением возможности некоторых млекопитающих и птиц видеть в темноте, в частности поведением летучих мышей, их способностью свободно перемещаться в винном погребе в полной темноте. Он завязывал им глаза, но они продолжали ловить комаров 180 шт. за 15мин. или 1 комар за 6 сек. После того как он залепил им уши, летучие мыши оказались беспомощными, постоянно натыкались на все препятствия, развешенные в винном погребе. Но прошло более 100 лет, прежде чем выяснили, какими излучениями пользовались летучие мыши.

4.1.2 Особенности распространения ультразвука.

Ультразвуковые колебания подчиняются тем же закономерностям, что и звуковые волны, но их высокая частота или малая длина волны (от 0,3 см до 0,3к) обуславливает определенные особенности распространения ультразвука. Ультразвук также как и шум поглощается, отражается и проходит через различные среды.

Малая длина волны позволяет фокусировать ультразвук или получать направленный пучок ультразвука, при этом интенсивность ультразвука может быть на много порядков выше, чем интенсивность звуковых колебаний (звук выстрела из орудия-1Вт/см², а ультразвук сфокусированный-10⁵ Вт/см²).

Ультразвук, распространяясь в различных телах может давать отчетливую акустическую тень, когда размеры неоднородностей по пути распространения сравнимы или больше длины волны. Способность УЗ без существенного поглощения проникать в мягкие ткани организма и отражаться от неоднородностей широко используется для исследования и диагностики внутренних органов. Опухоли в мягких тканях ультразвуком обнаруживаются лучше, чем рентгеном, например, опухоли мозга. Возможна ранняя диагностика у беременных: мальчик или девочка.

Высокочастотный ультразвук интенсивно поглощается в воздухе, и поэтому воздушный УЗ имеет место только до частот 100 кГц. Ультразвук прекрасно распространяется в воде и твердых телах до 10⁹ кГц. В воздухе происходят потери энергии колебаний пропорционально квадрату частоты, поэтому высокие частоты ультразвука в воздухе не распространяются.

В жидких средах ослабление ультразвука значительно меньше и при распространении ультразвука наблюдается явление кавитации, заключающееся в росте в ультразвуковом поле пузырьков из имеющихся субмикроскопических зародышей газа или пара в жидкостях до размеров в доли мм, которые начинают пульсировать с частотой УЗ и захлопываются в положительной фазе давления. Таким образом, образованные в жидкости пузырьки, заполненные парами жидкости или растворенными в ней газами захлопываются при прохождении последующей ультразвуковой волны и создают значительные местные ударные нагрузки.

При захлопывании пузырьков газа возникают локальные давления порядка тысяч атмосфер, образуются сферические ударные волны. Интенсивность ультразвука, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости, частоты звука, температуры и др. В воде на частоте 20 кГц она составляет 0,3 Вт/см², при нескольких Вт/см²может возникнуть фонтанирование жидкости и ее распыление с образованием мелкодисперсного тумана.

Явление кавитации используется для очистки деталей от всех видов загрязнений (окалины, полировочных паст, масел, используется для защиты судов от обрастания ракушками, в теплообменных аппаратах от накипи и т. д.) Кроме того возможны вредные явления, например, под действием ультразвука происходит эрозия излучателей, гребных винтов и т.п.

Воздействие УЗ на расплавленный металл позволяет получить более мелкокристаллическую и однородную структуру.

4.1.3 Классификация источников ультразвука

Источниками ультразвука является производственное оборудование, в котором генерируется ультразвук в технологических процессах (дефектоскопия, пайка, сварка, резка, гальваника, очистка деталей), а также оборудование, в котором УЗ возникает как сопутствующий фактор (турбины, реактивные двигатели, винты), медицинское ультразвуковое оборудование (УЗ-диагностика, дробление камней, физиотерапия). В научных исследованиях ультразвук применяется для определения свойств веществ и при исследовании явлений в акустооптике.

УЗ подразделяется на:

контактный (распространяется по твердым телам и жидкостям);
воздушный (до 100 кГц).

По спектру:

- низкочастотный (от 1,12*10⁴ до 10⁵Гц); 20-24кГц-сварка, холодная пайка, очистка,

среднечастотный (от 10⁵ до 10⁷Гц); 3-5МГц-медицинская диагностика, дефектоскопия,
высокочастотный (от 10⁷ до 10⁹Гц); исследование свойств веществ.

Бывает также постоянный и непостоянный ультразвук.

Ультразвуковая аппаратура включает в себя генератор высокой частоты и ультразвуковой преобразователь.

Генератор электрических колебаний высокой частоты воздействует на преобразователь, который вырабатывает ультразвуковые колебания.

Используется два типа преобразователей:

1.Пьезоэлектрический – появление под воздействием высокочастотного электрического напряжения механических колебаний и излучение ультразвука (дефектоскопия, диагностика) Основными пьезоэлектрическими материалами являются: пьзокварц, ниобат лития, титанат бария и др.

2.Магнитострикционный - сжатие твердого тела (никеля, специальных сплавов, феррита) под действием магнитного поля (пайка, сварка, резка, очистка) с генерацией ультразвука. Такие преобразователи эффективно работают на частотах f до 100 кГц

4.1.4 Нормирование (допустимые уровни) ультразвука на рабочих местах

Нормируемым параметром ультразвука, создаваемого колебаниями в воздушной среде на рабочих местах, является уровень звукового давления в дБ, т.е. L = 20 lg р/р_о, измеряемый в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами для воздушного ультразвука 12,5 (80); 16 (90); 20 (100); 25 (105); 31,5;40;50;63;80;100 кГц (110дБ).

Нормируемым параметром ультразвука, передаваемым контактным путем, является пиковое значение виброскорости или ее логарифмический уровень.

L_v= 20 lg V/V_o_,гдеV_o= 5*10^-8 м/сек

Основным нормируемым параметром для контактного ультразвука в частотном диапазоне 16 – 31,5*10³ кГц является уровень виброскорости в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами:

16 - 63 кГц ; V=5*10^-3м/с; L=100дБ;

125 - 500 кГц ; V=1,9* 10^-3м/с; L =105 дБ;

10⁶ - 31,5*10⁶ Гц ; V =1,6 *10^-2м/с; Д=110 дБ.

Если действуют и воздушный и контактный ультразвук, то допустимые нормы снижаются на 5 дБ, ниже указанных в СанПин 2.2.4/2.1.8-582- 96

Там же приведены таблицы перевода м/сек в дБ; дБ в  м/сек; Например: 110дБ 1,6*10^-2 м/сек (для рук)

4.1.5 Измерения ультразвука на рабочих местах

Аппаратура для измерения ультразвука аналогична аппаратуре, применямой при измерении шума: состоит из измерительного микрофона, усилителя электросигнала, третьоктавных фильтров и измерительного прибора с соответствующими частотными характеристиками. Если измеряется контактный ультразвук, то вместо микрофона устанавливается датчик на контактную поверхность, который достаточно прочно крепится к этой поверхности. Измерение необходимо выполнять не менее трех раз в каждой трехоктавной полосе для рабочего места, а затем вычислять среднее значение.

Микрофон устанавливают на высоте работающего и измеряющий не должен находиться ближе 0,5 м от его. Микрофон должен быть направлен на источники ультразвука. При измерении контактного ультразвука датчик устанавливают в зоне максимальных амплитуд колебаний. Кроме пьезоэлектрических датчиков для измерения ультразвука иногда применяют лазерные интерференционные измерители малых перемещений.

4.2 Физиологическое действие ультразвука, методы и средства защиты от ультразвука. Медицинские профилактические мероприятия

4.2.1 Физиологическое действие ультразвука.

Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуковым низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека.

Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечнососудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.

Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер.

Воздействие ультразвука на организм работающих происходит через воздух и вследствие непосредственного контакта рук работающего со средами, в которых возбуждаются ультразвуковые колебания.

Воздействию подвергаются руки рабочего в период загрузки-выгрузки деталей, при удерживании деталей во время обработки, при пайке, лужении, сварке и очистке деталей. Как правило, такой контакт является нарушением требований охраны труда. Везде должны быть установлены блокировки, не допускающие контакта рук рабочего с перечисленными выше деталями.

Ультразвуковые колебания, проникая глубоко в организм человека могут вызывать серьезные нарушения в различных органах, приводя к изменениям в центральной и периферической нервной системе, сердечно-сосудистой системе, слуховом и вестибулярном аппарате.

С 1989 года воздействие контактного ультразвука относится к профзаболеваниям и приводит к парезам кистей и предплечий. Парез- состояние, при котором сила сокращения мышц ослаблена, вследствие нарушения функций двигательных отделов нервной системы.

При воздействии ультразвука наблюдается общебиологическое действие (головные боли, шум в ушах, быстрая утомляемость, нарушения сна и аппетита, изменение состава крови). При низкой интенсивности ультразвука в организме происходит улучшение обменных процессов - нагрев тканей и их микромассаж. При средней интенсивности ультразвука наблюдается реакция угнетения нервной системы, возможно механическое разрушение клеток и особо чувствительных тканей, а также наблюдается бактерицидное действие ультразвука ( при облучении ультразвуком, например, молоко не скисает). Кроме того часто наблюдается ускорение развития и роста сельхозкультур, и как следствие – повышение их урожайности.

Ультразвук высокой интенсивности приводит к полному разрушению тканей. Наблюдается невроз-отмирание тканей, возможно дробление камней внутри человеческого организма.

4.2.2 Методы и средства защиты от ультразвука Коллективные методы защиты от шума.

Основной мерой защиты от ультразвука является уменьшение его интенсивности в источнике его возникновения.

Это осуществляется различными конструкционными мероприятиями (точность изготовления деталей, смазка) и переводом генератора на более высокие частоты, для которых допустимые уровни выше.

Коллективные меры защиты применяются для защиты от ультразвука по пути его распространения.

Для защиты от воздушного ультразвука, как и при шуме, применяют звукоизоляцию и звукопоглощение, но только в узком частотном диапазоне.

Звукоизоляция обеспечивается герметичными кожухами из листовой стали или алюминия, толщиной 1-2 мм или из стеклотекстолита, гетинакса толщиной более 5 мм. Внутренние стенки кожуха покрываются слоем пористой резины, при этом суммарный уровень поглощения ультразвукового излучения кожухом снижается на 25-30 дБ.

Необходимо устройство экранов, также как и при шуме, с-образной и п-образной формы между работающим оборудованием и персоналом. Чаще всего экраны изготавливают из прозрачных материалов, в частности, из оргстекла.

Существенно снижает интенсивность ультразвука размещение ультразвуковых установок в звукоизолирующих кабинах или в специальных помещениях.

При контактном действии ультразвука защита обеспечивается средствами виброизоляции, вибропоглощения (т.е. различными типами амортизаторов, покрытий, резиновыми перчатками и резиновыми ковриками).

Для исключения контакта работающих с источниками ультразвука применяется дистанционное управление оборудованием, автоблокировка ( автоматическое отключение оборудования при загрузке-выгрузке деталей в случае очистки или нанесения покрытия), специальные приспособления для удержания деталей. Для защиты рук от возможного неблагоприятного воздействия контактного ультразвука применяют две пары перчаток: резиновые - наружные и хлопчатобумажные - внутренние.

Ультразвуковые станки для сварки, резки и пайки, содержащие ультразвуковые преобразователи с концентраторами, обязательно должны иметь экраны из оргстекла достаточно толстого, или другого материала, обеспечивающего снижение уровней ультразвукового давления до допустимого. Если по производственным причинам невозможно снизить интенсивность ультразвука до допустимых значений применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).

В качестве СИЗ от вредного воздействия ультразвука, распространяющегося в воздушной среде применяют ушные вкладыши и противошумные наушники, рассчитанные на более высокие частоты.

4.2.3 Медико-профилактические мероприятия при защите от ультразвука на рабочих местах

Медико-профилактические мероприятия включают в себя предварительные и периодические медосмотры. На работу с ультразвуковыми установками принимаются лица, не моложе 18 лет и не имеющие заболеваний органов слуха (также, как и при шуме).

Периодичность медосмотров: при уровне ультразвука 80-99 дБ - 1 раз в 2 года; если уровень более 100 дБ - 1 раз в год.

Режим труда и отдыха при работе с ультразвуковым оборудованием следующий: работа 50% рабочего времени и через каждые 1,5 часа перерыв 15 мин.

Комплекс физиотерапевтических процедур, включает в себя массаж, ультрафиолетовое облучение, в особенности для рук. Зона с параметрами ультразвука, превышающими предельно-допустимые обозначается знаком "Осторожно. Прочие опасности"

4.3 Общие сведения, особенности распространения, классификация источников инфразвука (ИЗ), нормирование (допустимые нормы ИЗ на рабочих местах), и измерения инфразвука.

4.3.1 Общие сведения об инфразвуке

В соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8. 567-96 «Санитарные нормы. Гигиенические нормативы инфразвука на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» под инфразвуком понимают колебания упругих сред воздуха, твердых тел и жидкостей в диапазоне частот от 10^-2 до 20 Гц.

Инфразвуковых колебаний в природе гораздо больше, чем слышимых. Вся окружающая нас природная среда является источником инфразвука. Все живое движется и под действием этого движения создаются инфразвуковые колебания разной частоты и интенсивности. Биение сердца, колебания легких, вибрация голосовых связок, любое наше движение рождает инфразвук.

Естественные источники создают постоянный инфразвуковой фон малой интенсивности на частотах 0,01….1 Гц., т. е. природа как бы разговаривает тихим шёпотом. И только при природных катаклизмах: землетрясениях, извержениях вулканов, горных обвалах, ураганах природа возвышает голос и начинает говорить на инфразвуковых басах. Это чувствуют некоторые звери: собаки, кошки и др.

Человек инфразвук не слышит, однако он его ощущает, так как он оказывает вредное, разрушительное действие на организм человека. Высокий уровень инфразвука вызывает нарушение вестибулярного аппарата, предопределяя головокружение, головную боль, возникновение чувство страха, общего недомогания. Все машины и механизмы, работающие при частотах вращения менее 20 об/с, излучают инфразвук. Инфразвук возникает при работе вентиляторов, компрессорных установок, различных двигателей.

Инфразвук

Слыш.звук

Ультразвук

11,2кГц

, Гц

10^-2

10^-4

20

20 10³

10⁹

Впервые инфразвук был обнаружен в 1932г. академиком Шулейкиным при запуске шаров-зондов для определения направления и скорости ветра на ледоколе «Таймыр» при исследовании Северного морского пути. Перед приближением шторма, когда он был ещё за сотни километров оболочка шара-зонда начинает колебаться с частотой 6 Гц. Она не издает слышимых звуков, но при прикосновении к ней возникает резкая боль в барабанной перепонке. Когда рабочий случайно прикоснулся к оболочке шара, он закричал от боли. Тщательно изучив это явление, Шулейкин пришел к выводу, что инфразвук рождают волны на море при штормах в результате срыва потока воздуха с гребней волн, такие звуки называют «шумы моря».

Примеры генерации инфразвука:

В Лондонском театре ставилась пьеса, по ходу которой действие должно было почти мгновенно после кратковременного затемнения сцены перенестись из современности в средневековье. Этот внезапный скачок сопровождался особыми на низких тонах звуками, вызывающими у зрителей чувство таинственности и тревоги. Английский физик Роберт Вуд предложил усовершенствовать театральный орган. Он пристроил к органу длинную, большого диаметра трубу, которая и должна была издавать самый низкий, какой только может уловить человек звук. Но труба «молчала», хотя была источником довольно интенсивного инфразвука. Присутствующие в зале почувствовали беспричинную тревогу, страх, зазвенели многочисленные подвески в канделябрах зрительного зала, задрожали стекла в окнах, все здание начало дрожать, как будто начиналось землетрясение. Паника охватила не только театралов, но и жителей соседних домов и тех, кто находился вблизи театра.

4.3.2 Особенности распространения инфразвука

Инфразвук практически не ослабляется ни атмосферой, ни водой, ни любыми твердыми телами. Коэффициент ослабления звука пропорционален квадрату частоты:

К осл_. = к²,

Для инфразвука на частоте =0,1 Гц, к=1

Косл. =10^-2

Для ультразвука на частоте =100кГц, к=1,

Косл=10 ¹⁰, т.е. разность между ослаблением ИЗ и УЗ составляет 10¹².

Длины волн инфразвуковых колебаний составляют

для  =0,1 Гц = с/f =340/0,1=3,4 км.

а для  =20 Гц = с/f =340/20=17м.

Если бы можно было изготовить свисток, работающий в широком диапазоне частот, то он был бы слышен на расстояниях:

3000 Гц …………..0,5 км.

300 Гц …………….5 км.

30 Гц ……………..50 км.

3 Гц ……………500 км.

Blog

Частотные характеристики вибрации:

3.1.3 Классификация вибрации на производстве

3.2.1 Нормирование (допустимые уровни) вибрации

В октавных полосах проводятся замеры для целей гигиены, в треть октавных полосах - для оценки характеристик машин и механизмов.

3.3 Методы и средства защиты от производственной вибрации