Средства индивидуальной защиты от шума

В случаях, когда техническими мероприятиями не удается снизить шум до допустимых пределов, используют индивидуальные средства. К ним относятся наушники, вкладыши из ультратонкого волокна, противошумные каски, действие которых основано на изоляции и поглощении звука.

Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами:

· снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра;

· не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину;

· не снижать восприятия речи;

· не заглушать звуковые сигналы опасности;

· отвечать необходимым гигиеническим требованиям.

Наиболее широко применяют противошумные наушники. Они удобны в эксплуатации, хорошо ослабляют шум в высокочастотной части спектра и могут быть рекомендованы для использования в различных шумных производствах:

Среднегеометрические частоты, Гц 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Снижение уровня звукового давления, дБ 7 11 14 22 35 47 38

Для защиты от шума применяют вкладыши из синтетических волокон. Наиболее широко распространенные противошумные вкладыши «Беруши» особенно эффективно снижают уровень высокочастотных шумов и не препятствуют восприятию речи. Для уменьшения вредного воздействия высокоинтенсивных шумов, используют противошумные каски, герметично закрывающие как ушную раковину, так и большую часть головы, благодаря чему достигается снижение восприятия звуковых колебаний вследствие костной проводимости. При уровне шума свыше 120 дБ наушники и вкладыши не дают необходимого ослабления шума. Для защиты от критических шумов применяют специальную противошумную одежду.

8.4 Защита от ультразвука и инфразвука.

В промышленности строительных материалов ультразвук используют для определения концентрации, вязкости, плотности, наличия примесей, степени полимеризации жидких и газообразных веществ. При использовании ультразвуковых установок необходимо учитывать вредное воздействие ультразвука на организм человека. Высокие уровни ультразвуковых колебании ведут к изменениям в центральной нервной системе, и через нее отрицательно влияют на многие функции организма человека. Объективно это проявляется в изменении состава крови, нарушении работы сердца, изменении кровяного давления; субъективно воздействие ультразвука проявляется в виде повышенной утомляемости, головных болей, ухудшении слуха. Допустимые уровни ультразвука при 8-часовом рабочем дне регламентируются СанПиН 2.2.4./2.1.8.582-96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения».

Нормируемыми параметрами воздушного ультразвука являются ПДУ уровня звукового давления в 1/3 октавных полосах частот.

Нормируемыми параметрами контактного ультразвука являются уровни виброскорости (Lv=20 log V/Vo дБ) в октавах, кГц

16,0-63,0 125,0-500,0 1000-31500

100дБ 105 дБ 110дБ

Ультразвук действует на человека через воздух или при непосредственном контакте человека через твердую (жидкую) среду.

Защита от вредного действия ультразвука может быть обеспечена следующими способами:

применением звукоизолирующих кожухов, изготовляемых из листовой стали и обклеиваемых листовой резиной;

применением многослойных кожухов из стали, пластмассы, резины.

(эффективность защиты кожухами достигает 60 80 дБ);

· устройством экранов, кабин, располагаемых между ультразвуковой установкой и рабочим;

· применением дистанционного управления и систем автоблокировки, отключающих генераторы ультразвука при нарушении звукоизоляции;

· выключением установки при ее загрузке или обслуживании;

· применением рабочими резиновых перчаток.

Инфразвуковые колебания с частотой ниже 16 гц возникают при работе низкочастотных механизмов: бетоносмесителей, краскотерок, ударных виброплощадок и т.д. Колебания высокой интенсивности ведут к функциональным расстройствам в организме человека, которые проявляются в виде снижения внимания, некоторого нарушения координации движения, повышенной утомляемости, чувства тошноты.

Нормирование инфразвука производится в соответствии со СН 2.2.4./2.1.8.583-96 в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2,4,8,16 Гц, где уровни звукового давления не должны превышать 100 дБ, в полосе 32 Гц – не более 102 дБ.

ПДУ инфразвука дифференцированы для различных видов работ. Устанавливается не только предельный спектр, но и общий уровень звукового давления в дБ лин, который может быть 100 дБ лин для тяжелых работ; 95 дБ лин для интеллектуальной работы.

Снижение уровня инфразвуковых колебаний можно достигнуть:

путем увеличения частоты вращения низкочастотных механизмов;

повышением жесткости конструкций большой длины;

изъятием элементов, генерирующих инфразвук (резиновые защитные фартуки виброплощадок).

Существенно уменьшить уровень инфразвуковых колебаний возможно только в источнике его возникновения, поэтому такие методы защиты от шума, как звукоизоляция и звукопоглощение, для снижения воздействия инфразвука малоэффективны.

9 Производственная вибрация

9.1 Гигиенические характеристики и нормы вибрации

Развитие механизации в строительстве и промышленности строительных материалов вызвало широкое использование вибрационной техники, мощных строительных машин и механизмов. В результате возрастает число людей, подвергающихся неблагоприятному воздействию высоких уровней вибрации. Воздействие вибрации не только отрицательно сказывается на здоровье, ухудшает самочувствие, снижает производительность труда, но и иногда приводит к профессиональному заболеванию – виброболезни.

Основными источниками вибрации являются машины для приготовления, распределения и виброуплотнения бетонной смеси: бетоносмесители, дозаторные установки, виброплощадки, а также строительные машины, компрессоры, бульдозеры и др.

Вибрация, с точки зрения безопасности жизнедеятельности, это периодическое отклонение человеческого тела (или отдельных его частей) от положения равновесия под воздействием внешних механических колебаний.

Вибрация характеризуется следующими параметрами:

амплитуда (А, м) – наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия;

период колебаний (Т, с кол ^-1) – время одного полного колебания;

частота (f, Гц=кол с^-1) – количество полных колебаний в единицу времени

• циклическая (круговая) частота (ω, рад с^-1) – количество циклов колебаний в единицу времени, когда полный цикл принимается равным 2 π рад

виброскорость (v, м с^-1) – путь, проходимый колеблющейся точкой в единицу времени

виброускорение (а, м с^-2) – изменение значения виброскорости в единицу времени

уровень виброскорости (Lv, дБ) – параметр, позволяющий оценить величину вибрационной нагрузки и чувствительность человеческого организма к вибрационному воздействию

где v_ф –среднее квадратическое значение виброскорости в данный момент времени;

v_o = 5 10^-8 м с^-1 – пороговое (минимально доступное для человеческого организма) значение виброскорости;

уровень виброускорения (Lω дБ) – величина, аналогичная по смыслу уровню виброскорости

где а_ф – среднеквадратическое значение виброускорения;

а_о – 1*10-6 м с-2 – пороговое значение виброускорения.

По способу возбуждения колебания могут быть свободными или вынужденными. Свободные (или собственные) колебания – это такие колебания, которые совершает механическая система, обладающая упругостью и массой, после выведения из состояния равновесия. Характер свободных колебаний (частота, продолжительность) зависит только от свойств самой системы – массы, упругости, сил затухания.

Повышение уровня вибрации оказывает вредное воздействие на здоровье и работоспособность человека. Колебания с частотой 3-30Гц приводят к возникновению в организме человека неприятных и вредных резонансных колебаний различных частей тела и отдельных органов, собственные частоты колебаний которых находятся в интервале частот 3-6, 6-12, 25-30 Гц. Например, в положении стоя резонансные колебания головы относительно плеч возникают при частоте колебаний 25-30 Гц. Большинство внутренних органов входит в резонансные колебания в диапазоне частот 6-9 Гц. Длительное воздействие вибраций может вызвать стойкие изменения физиологических функций человека.

В зависимости от ряда характерных признаков существует следующая классификация производственных вибраций.

При оценке воздействия вибрации необходимо различать общие вибрации, вызывающие сотрясения всего организма, и локальные воздействия на руки человека. Действие локальных вибраций не ограничивается органами, находящимися в соприкосновении с вибрирующими деталями машин, они оказывают влияние на центральную нервную систему и через неё рефлекторно воздействуют на другие органы человека. Под влиянием вибрации наибольшие изменения происходят в нервной и сердечно- сосудистой системах. Объективно неблагоприятное действие вибраций выражается в виде утомления, головной боли, болей в суставах кистей рук и пальцев, повышенной раздражительности. Общая вибрация передается через опорные объекты на все тело стоящего или сидящего человека. Локальная вибрация воздействует только на верхние или нижние конечности и смещения центра тяжести человеческого тела не вызывает.

Общая вибрация вызывает в организме более выраженные и стойкие изменения, чем аналогичная локальная. При длительной работе на вибрационном оборудовании у рабочего может развиться вибрационная болезнь, характеризующаяся нарушением функций различных органов центральной нервной системы.

Эффективное лечение виброболезни возможно только на ранних стадиях, причём восстановление нарушенных функций происходит медленно. В тяжелых случаях в организме происходят необратимые органические изменения, приводящие к инвалидности.

По источнику возникновения общую вибрацию подразделяют на категории:

категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных транспортных средств, при их движении по местности и дорогам (автомобили, тракторы и дорожно-строительные машины);

категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах у машин с ограниченной подвижностью и перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и промышленных площадок (внутрицеховой транспорт, погрузчики, промышленные и строительные краны, экскаваторы и т.п.);

категория 3 – технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах у стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие собственных источников вибрации.

Ручной механизированный инструмент с электро- и пневмоприводом передаёт интенсивные вибрации на руки рабочего. При работе машин и механизмов низкочастотные вибрации вызываются инерционными силами, силами трения, периодическими рабочими нагрузками.

Высокочастотные вибрации возникают в результате ударов из-за наличия зазоров в соединениях механизмов, ударов в зубчатых и цепных передачах, соударений в подшипниках качения.

Вибрация действует вдоль осей ортогональной системы координат, при этом расположение осей:

1) для общей вибрации:

ось Zо совпадает с продольной осью человеческого тела (позвоночника) и направлена снизу вверх;

ось Yо перпендикулярна оси Zо и направлена от правого плеча к левому;

ось Хо направлена перпендикулярно осям Yo и Zo от грудной клетки;

2) для локальной вибрации:

ось Zл совпадает с осью предплечья и направлена от локтя к кисти;

ось Yл перпендикулярна плоскости, образуемой осями Хл, которая совпадает с осью охватываемого рукой вибрирующего объекта, и Zл и направлена от тыльной стороны кисти к ладони.

На современном уровне развития техники не всегда удается снизить вибрации до абсолютно безвредного уровня. Поэтому при нормировании исходят из того, что работа возможна не в наилучших, а в приемлемых условиях, т.е. когда вредное воздействие вибрации не проявляется или проявляется незначительно, не приводя к профессиональным заболеваниям.

В настоящее время классификацию, технические нормы вибрации, требования к вибрационным характеристикам производственного оборудования, включая транспортные средства определяют ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность», СН 2.2.4./2.1.8.566-96 «Допустимые уровни вибрации на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий».

В практике нормирования и измерения вибрации определение параметров вибрации производят не для каждого значения частоты, а для некоторой полосы частот. Интервал частот, в котором верхняя граничная частота вдвое больше нижней граничной частоты называется октавой, т.е. для любой октавной полосы, на которые разбивается весь частотный диапазон, должно выполняться условие .

Применяемые в РФ октавные полосы соответствуют международным стандартам и составляют следующий ряд:

1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

При измерениях определяют уровни вибрации в октавных полосах и сопоставляют с допускаемыми уровнями по действующим нормам.

Гигиеническими характеристиками вибрации, определяющими её воздействие на человека, являются среднеквадратичные значения виброскорости или её логарифмические уровни.

Общая вибрация нормируется по следующим октавным полосам частот:

1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц

Локальная вибрация нормируется по октавным полосам частот:

8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

9.2 Виброизоляция. Виброгасящие основания

Методы уменьшения вредных вибраций от работающего оборудования можно разделить на две основные группы:

1) методы, основанные на уменьшении интенсивности возбуждающих сил в источнике их возникновения;

2) методы ослабления вибрации на путях их распространения через опорные связи от источника к другим машинам и строительным конструкциям.

Если не удаётся уменьшить вибрацию в источнике или вибрация является необходимым технологическим компонентом, то ослабление вибрации достигается применением виброизоляции, виброгасящих оснований, вибропоглощения, динамических гасителей вибрации.

Технологические мероприятия по борьбе с вредными вибрациями состоят в выборе таких технологических процессов, в которых используются машины, возбуждающие минимальные динамические нагрузки, например, переход от машин, использующих вибрационный метод уплотнения бетонной смеси к безвибрацонной технологии приготовления железобетонных изделий, когда формование осуществляется прессованием или нагнетанием под давлением бетонной смеси в форму.

В инженерной практике часто приходится разрабатывать мероприятия по уменьшению вибрации на путях её распространения от источника вибрации. Эффективным способом борьбы с вредной вибрацией является пассивная виброизоляция в сочетании с применением виброгасящих оснований. С её помощью достигается уменьшение передачи динамической силы от машины к основанию, а также уменьшение вибраций, передаваемых от основания к рабочим местам посредством размещения между ними упругих элементов (виброизоляторов или амортизаторов).

Установка машин на упругие опоры практически не ослабляет вибрации самой машины, но уменьшает передачу вибраций на поддерживающую конструкцию и, следовательно, уменьшает вибрацию рабочих мест.

Виброизоляция называется активной, если для её уменьшения используется дополнительный источник энергии. Пассивную виброизоляцию применяют в том случае, если требуется защитить рабочее место от колебаний основания или защитить основание от колебаний неуравновешенных машин.

Виброизоляторы выполняют из стальных пружин, резины и других материалов. Применяют также комбинированные резинометаллические и пружинно-пластмассовые виброизоляторы, пневморезиновые амортизаторы, в которых используют упругие свойства сжатого воздуха.

Пружинные стальные амортизаторы широко применяют в различных строительных машинах и механизмах. Они обладают высокой виброизолирующей способностью (коэффициент передачи ) и долговечностью. Однако в силу небольшого внутреннего трения стальные пружины плохо рассеивают энергию колебаний, поэтому затухание колебаний машины, установленной на стальных пружинах, происходит за 15-20 периодов. Применение пружинных виброизоляторов для машин, имеющих несколько механизмов и работающих в повторно-кратковременном режиме (например, краны, экскаваторы), не всегда возможно из-за суммирования колебаний от различных механизмов. Пружинные амортизаторы используют для виброизоляции виброплощадок, бетоносмесителей, бетоноукладчиков, вентиляторов, двигателей внутреннего сгорания и других механизмов. Стальные пружины в сочетании с гидроамортизаторами применяют для подрессоривания рабочих мест в кабинах экскаваторов, скреперов, бульдозеров и т.д.

В отличие от пружинных резиновые виброизоляторы обладают большим внутренним трением и их целесообразно применять, когда необходимо уменьшить время затухания собственных колебаний и амплитуды колебаний на резонансных режимах. Виброизолирующая способность резиновых амортизаторов меньше (), чем у пружинных.

В последнее время для виброизоляции широко применят виброизоляторы, использующие упругие свойства сжатого воздуха. Пневмоамортизаторы просты по конструкции и обладают высокими виброизолирующими свойствами. Амортизаторы такого типа используют в автомобильном транспорте.

Уменьшить колебания, передаваемые на рабочие места и строительные конструкции, от динамически не неуравновешенных машин (виброплощадок, дробилок, мельниц, вентиляторов, силовых установок и др.) возможно путем их установки на массивные виброгасящие основания. Конструктивно виброгасящие основания выполняют в виде железобетонной плиты, по периметру которой устраивают акустический шов, заполняемый легкими упругими материалами и предназначенный для устранения непосредственной передачи колебаний от фундамента к строительным конструкциям. Фундаменты под виброактивные машины должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости, а интенсивность вибрации рабочих мест, размещенных на них, не должна превышать значений, установленных ГОСТ 12.1.012-90*.

Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполненных из стального листа, применяют метод вибропоглощения (вибродемпфирования).

Метод вибропоглощения заключается в нанесении на вибрирующую поверхность упруго-вязких материалов (резины, пластиков, вибропоглощающих мастик), обладающих большим внутренним трением. Ослабление вибрации достигается за счёт поглощения энергии колебаний в упругом материале. В результате энергия колебаний преобразуется в тепло и существенно уменьшаются амплитуды колебаний, особенно на резонансных режимах.

В зависимости от динамического модуля упругости вибропоглощающие покрытия подразделяют на жесткие () и мягкие (). Жесткие покрытия эффективны для снижения колебаний низких и средних частот, мягкие применяются для уменьшения интенсивности высокочастотных вибраций. В качестве мягких покрытий применяют листовые материалы из пластмасс (винипор, пенопласт и др.), которые приклеивают к тонким металлическим поверхностям кожухов, ограждений, вентиляторных воздухопроводов. Для покрытия вибропоглощающими материалами поверхностей сложной конфигурации используют специальные мастики, состоящие из синтетических смол и наполнителей. Высокой эффективностью обладают композиционные поглощающие материалы «Полиакрил», «Випонит», состоящие из слоёв твердой пластмассы или металла с прослойками из полимерных материалов. Оптимальная толщина вибропоглощающего покрытия составляет 2-3 толщины покрываемой конструкции.

9.3 Средства индивидуальной защиты от вибрации

В том случае, если техническими способами (виброизоляцией, виброгашением) не удаётся снизить вибрацию ручных машин и рабочих мест до гигиенических норм, применяют виброзащитные рукавицы и виброзащитную обувь. Требования, предъявляемые к упругим вставкам (прокладкам) виброзащитных рукавиц, эффективность виброзащиты, толщина упругих вставок, а также сила нажатия на ручную машину установлены в ГОСТ 12.4.002-97 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования». Виброзащитные свойства применяемых упругих материалов нормируются в октавных полосах 8-2000 Гц и должны быть в пределах 1-5 дБ при толщине вставки 5 мм и 1-6 дБ при толщине вставки 10 мм. Сила нажатия при оценке виброзащитных свойств рукавиц изменяется от 50 до 200 Н. Виброзащитные рукавицы не должны препятствовать выполнению рабочих операций, а используемые упругодемпфирующие материалы защищают тканью (фланелью, байкой) для предотвращения раздражения кожи и впитывания влаги. Виброзащитную обувь изготовляют из кожи (или искусственных заменителей) и снабжают стелькой из упругодемпфирующего материала для защиты от вибрации на частотах выше 11 Гц. Эффективность виброзащитной обуви нормируется на частотах 16, 31,5, 63 Гц и должна составлять 7-10 дБ. Требования к изготовленной виброзащитной обуви, а также методы определения её эффективности указаны в ГОСТ 12.4.024-76* «Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования».