Для ограждений из силикатного стекла

R = 18 + 8, 5 lgh,                                                                                     (2.80)

где h – толщина, мм.

    При решении задач охраны труда возникает необходимость в определении величины звукоизоляции с целью доведения условий труда до нормативного уровня. Поскольку основной шумовой характеристикой машин являются уровни звуковой мощности L_p, а на рабочих местах нормируют уровни звука или октавные уровни звукового давления L, то величину L выражают через L_p. Для этого используют формулу

    L = L_p + Зσ _max + Δ L.                                                                               (2.81)

где σ _max – максимальные средние квадратические отклонения величины L_p;    Δ L - величина, связывающая уровень звуковой мощности с уровнем шума L в расчетной точке.

    Отклонение σ _max при ориентировочном методе определения шумовых характеристик машины равно 4 и только в октавной полосе со среднегеометрической частотой 125 Гц – 5.

    Величина Δ L в первом приближении определяется по выражению

                                                                                     (2.82)

где Q – постоянная помещения, учитывающая звукопоглощающие свойства помещения, в котором находится источник шума, м²; S – площадь воображаемой или реальной замкнутой поверхности вокруг источника шума, проходящей через расчетную точку, м². Если источник шума закреплен на полу в центре помещения, то S = 2π r², где r –расстояние от геометрического центра источника шума до расчетной точки.

    Постоянная помещения Q рассчитывается по формуле

                                                                                                 (2.83)

где α – средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей помещения общей площадью S_п, для поверхностей из кирпича, бетона, коэффициент α = 0, 01- 0, 05, т.е. очень мал.

    Может быть использована приближенная формула

    L = Lρ – 20 lg r – 10 lg Ω,                                                                       (2.84)

где Ω – угол излучения звука. Если источники звука находятся на полу, то Ω = 2π = 6, 28.

    Из последней формулы следует, что чем больше расстояние r между источником звука и рабочим местом, тем меньше будет уровень звука L на рабочем месте. На этом основана защита расстоянием.

    Один из возможных способов звукоизоляции машины изображен на рис.2.29. Величина требуемой звукоизоляции R_тр оболочки (кожуха) машины в этом случае

                                            (2.85)

где L_н – нормативные требования к уровню шума на рабочем месте.

Рис. 2.29. Схема звукоизоляции источника шума:

1 – машина; 2 – кожух; 3 – рабочее место

 

Если применяется звукоизоляция рабочего места, например поста управления компрессорными установками на холодильниках (рис. 2.30), то величина требуемой звукоизоляции определяется по формуле

                                                (2.86)

где α _к – средний коэффициент звукопоглощения внутренней облицовки звукоизолированного поста управления (кабины и т.д.).

                

Рис. 2.30. Схема звукоизоляции              Рис. 2.31. Схема снижения шума

       рабочего места:                              путем установки звукоизолирующей

1 – источник шума;, 2 – оболочка;                                   стены:

   3 – рабочее место.                       1 – машина; 2 – стена; 3 – рабочее место.

 

Снижение шума может быть достигнуто также установкой звукоизолирующей стены (рис. 2.31) Требуемую звукоизоляцию стены находят по выражению

                                  (2.87)

где Q₁, Q₂ – постоянные помещений, в которых соответственно находятся источник шума и рабочее место. 

       В тех случаях, когда требуемое снижение шума невелико, как мера защиты может применяться звукопоглощение – облицовка всех (или части) внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими материалами (рис.2.32) или размещение в помещении штучных (или объемных) звукопоглотителей (рис. 2.33.). В качестве звукопоглощающих материалов применяют пористые волокнистые маты или плиты толщиной 50-100 мм, покрытые защитными оболочками. Из выпускаемых промышленностью звукопоглощающих материалов наиболее полно изучены и широко применяются звукопоглощающие плиты «Силакпор» (а = 0, 23-0, 71), теплозвукоизоляционные маты марок АТМ-10с, ТМ-10, АТМ-1, полиуретановый поропласт марки ППУ-ЭТ, акустические гипсовые плиты марки АГП (α = 0, 16-0, 34), акустические минераловатные плиты марки ПА (α = 0, 05-0, 83).

Рис. 2.32. Схема акустической облицовки:

1 – стена или потолок; 2 – воздушный промежуток; 3 – крепление облицовки;

4 – перфорированное покрытие; 5 – звукопоглощающий материал;

6 – защитная пленка (оболочка).

 

 

Рис. 2.33. Штучные (объемные) звукопоглотители

 

Для пыле- и гидрозащиты звукопоглощающих материалов применяют защитные пленки, а для придания этим материалам механической прочности и

красивого внешнего вида – перфорированные тонкие металлические или неметаллические листы, например алюминиевые.

    Монтаж звукопоглощающей облицовки внутри цеха показан на рис. 2.34.

Уменьшение шума Δ L_з за счет звукопоглощения (в зоне отраженного звука) ориентировочно можно оценить по формуле

                                                                               (2.88)

 

Рис. 2.34. Общий вид цеха со звукопоглощающей облицовкой:

1 – акустические балки; 2 – звукопоглощающие щиты, расположенные

в шахматном порядке

 

где А₁ = аS_п - эквивалентная площадь звукопоглощения в помещения до применения специальных средств звукопоглощения (облицовки, штучных поглотителей), м²; Δ А – добавочная эквивалентная площадь звукопоглощения, образуемая облицовкой и штучными поглотителями, м². Она определяется как

Δ А = α _облS_обл + А_штп,                                                                              (2.89)

где α _обл – коэффициент звукопоглощения облицовки; S_обл – площадь облицовки, м²; А_шт – эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м²; п - число штучных поглотителей.

    Выбирая величины S_обл и п, обеспечивают требуемое снижение шума. Следует однако, иметь в виду, что общее возможное уменьшение шума за счет средств звукопоглощения не превышает 6-8 дБ. Для достижения максимального эффекта площадь звукопоглощающих облицовок должна составлять не менее 60 % общей площади S_п ограждающих помещение поверхностей.

    Из формулы (2.88) следует

    .                                                                              (2.90)

    Если не использовать штучные (объемные) звукопоглотители, то с учетом формул (2.90) и (2.89) получаем

                                                                              (2.91)                                                  

    Таким образом, чем выше звукопоглощающие свойства материала (больше коэффициент α _обл), тем меньше требуемая площадь звукопоглощающей облицовки S_обл.

       Организационно–технические мероприятия по защите от шума включают: применение малошумных технологических процессов и оборудования, внедрение дистанционного управления шумными машинами, рационализацию режимов труда и отдыха, применение средств индивидуальной защиты, периодический контроль уровней шума. Зоны с уровнем звука более 80 дБА должны обозначаться знаками безопасности. Контроль уровней шума на рабочих местах следует проводить не реже 1 раза в год.

    Для снижения неблагоприятных эффектов, связанных с повышенным шумом может использоваться и защита временем. Соответствующий расчет основан на использовании значений допустимой дозы шума.

    Доза шума D^ш определяют по формуле

    D^ш = Р² · Т,                                                                                              (2.92)

где Р – звуковое давление, Па; Т – время действия шума.

    Если известна допустимая доза шума  за рабочую смену (для производственных рабочих мест = 0, 32 Па²· ч) и фактическое значение звукового давления Р_ф, то получаем допустимое значение времени работы

    .                                                                                   (2.93)

    Фактическое значение звукового давления находят по выражению

                                                                                     (2.94)

где Р_пор – пороговое значение звукового давления, равное 2· 10^-5 Па; L_Аф – фактический уровень звука на рабочем месте, дБА.

Для защиты от повышенного шума могут использоваться СИЗ органов слуха. Они применяются в тех случаях, когда по техническим или экономическим причинам нельзя уменьшить шум до допустимых уровней. К указанным средствам защиты относятся: противошумные вкладыши, наушники, перекрывающие наружный слуховой проход, противошумные шлемы, каски и костюмы. Надежным средством защиты органов слуха от шума являются наушники. При их использовании достигается снижение шума при частоте 4000 Гц примерно на 40-45 дБ, а при частоте 1000 Гц – на 22-27 дБ. Наушники наиболее эффективны при высоких частотах.

Противошумные вкладыши вставляются в слуховой канал и служат для защиты органов слуха от воздействия повышенных (на 5-20 дБ) уровней шума. Вкладыши могут представлять собой втулки из мелкопористой резины (многократного использования) или смесь волокон органической бактерицидной ваты (однократного использования). Из них наиболее эффективными считаются вкладыши «беруши», изготавливаемые из ультратонких перхлорвиниловых волокон, снижающие воспринимаемую громкость звука в 4-6 раз. Вкладыши пригодны для длительного использования, например, в течение всей смены.

Противошумные шлемы и каски применяются во всех случаях, когда вкладыши и наушники не обеспечивают необходимую защиту от шума. Шум повышенного уровня (более 120 дБ) действует непосредственно на мозг человека, вызывает вибрацию костей черепной коробки, поэтому применение шлема обязательно. Они эффективны и при других уровнях шума и обеспечивают его снижение на 35-45 дБ.

В тех случаях, когда общий уровень шума не превышает 100 дБ, достаточно применять вкладыши, при шуме выше этого уровня рекомендуется пользоваться вкладышами и наушниками одновременно. Ослабление звука на высоких частотах может достигать 50 дБ и более.

 

Защита от вибрации

 

Источником вибрации являются многие виды производственного оборудования – станки экскаваторы, краны, погрузчики и др. Повышенная вибрация характерна и для многих судов. Все это вызывает необходимость в проведении соответствующих виброзащитных мероприятий.

Методы защиты от вибрации делятся на две группы: методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения, и методы, снижающие параметры вибрации на пути ее распространения от источника возбуждения. В основе первой группы методов лежит снижение силового возбуждения вибрации (уравновешивание, изменение частоты источника вибрации, изменение конструкции виброопасных машин и т.д.), снижение кинематического возбуждения вибрации (уменьшение неравномерностей опорных элементов машин), снижение параметрического возбуждения вибрации и самовозбуждения.

Вторая группа методов включает снижение передачи вибрации за счет использования дополнительных устройств в конструкциях виброопасных машин (виброизоляция, виброгашение), применения демпфирующих покрытий, изменения конструктивных элементов машин и строительных конструкций, применения антифазной синхронизации двух или более источников возбуждения вибрации.

Средства виброизоляции по своей структуре делятся на простые и составные, а последние, в зависимости от порядка включения простых средств виброизоляции, на средства с последовательным, параллельным и комбинированным включением.

Средства виброгашения по принципу действия делятся на ударные и динамические виброгасители.

Главные направления борьбы с вибрацией можно определить на основе анализа уравнения вынужденных колебаний тел. Рассмотрение этого уравнения дает следующее выражение для определения амплитуды виброскости │ v_m│:

                                                                          (2.95)

где F_m – амплитуда вынуждающей силы, Н; μ – коэффициент сопротивления, Н· с/м; m – масса колеблющейся системы, кг; ω – угловая частота вынуждающей силы, рад/с; q – коэффициент жесткости системы Н/м.

    Из выражения (2.95) непосредственно следует, что чем меньше будет вынуждающая сила F_m и больше масса колеблющейся системы m и коэффициент жесткости q, тем меньше окажется вибрационная активность, оцениваемая по амплитуде виброскорости.

    На практике для борьбы с вибрацией применяют тщательную балансировку вращающихся масс, отстройку от режима резонанса, вибродемпфирование (вибропоглощение), осуществляемое как за счет применения конструкционных материалов с высокими значениями коэффициента μ, обеспечивающими затухание вибрации (композиционные материалы: сталь – медь, сталь – алюминий, медь – никель, никель – титан, пластмассы), так и за счет нанесения специальных покрытий (Антивибрит-2 и др.). Вибродемпфирующие покрытия должны быть в 2-3 раза толще той конструкции, на которую они наносятся.

Для уменьшения передачи вибрации на сопряженные с ее источником объекты (фундаменты, площадки с рабочими местами) применяют упругие вставки-виброизоляторы. Эффективность виброизоляции оценивают по коэффициенту передачи К, он показывает, какая доля динамических сил, под воздействием которых возникает вибрация, передается фундаменту. Если пренебречь трением, коэффициент К можно рассчитать по формуле:

,                                                                                       (2.96)

где f – частота возбуждения вибрации в источнике, Гц.; f_о- частота собственных колебаний системы, Гц.

Зная коэффициент К, определяют эффективность Δ L виброизоляции (в дБ):

Δ L = 20 lg l/K.                                                                                        (2.97)

Частоту f определяют на основании технических характеристик источника вибрации. Частоту f_о рассчитывают по формуле

,                                                                            (2.98)

где х_ст = mg / q – статистическая осадка системы на виброизоляторах под давлением своей массы, м; g – ускорение свободного падения, м/с².

    Анализ выражений (2.96) – (2.98) позволяет получить следующую формулу для расчета необходимой осадки виброизолятора, обеспечивающей снижений уровня вибрации на величину Δ L_необх:

                                                                       (2.99)

    Δ L_необх = L_ф – L_н,                                                                                   (2.100)

где L_ф, L_н - фактический и нормативный уровни вибрации соответственно.     

Виброизоляторы могут быть пружинными, резиновыми и комбинированными. Одна из разновидностей пружинного виброизолятора приведена на рис. 2.35.

Для обеспечения эффективности виброизоляции требуется чтобы фундаменты для виброопасного оборудования были достаточно массивными.

В тех случаях, когда не удается обеспечить вибробезопасность путем применения технических методов и средств, используют СИЗ. При наличии общей вибрации эффективны вибродемпфирующие коврики из легкопористой резины и амортизирующие площадки на пружинных или резинометаллических амортизаторах, специальная обувь, подошва которой выполняется из разных гасящих вибрацию материалов – резины, пластмасс, войлока. В обувь могут вкладываться виброзащитные прокладки.

 

Рис. 2.35. Пружинный виброизолятор

 

В качестве СИЗ при действии вибрации, передающейся на руки работающих, применяют антивибрационные рукавицы, перчатки или полуперчатки. Эти изделия могут быть либо полностью изготовлены из виброзащитного материала методом литья, формования или другим способом, либо в них могут быть применены виброзащитные прокладки или пластины (поролон и др.). В стандартах на рассматриваемые изделия указывается их эффективность по защите от вибрации в децибелах.

Эффективными и профилактическими мероприятиями являются уменьшение времени непрерывного воздействия вибрации, рационализация режима труда и отдыха, применение комплекса физиопрофилактических процедур – водные процедуры, массаж, ультрафиолетовое облучение и лечебная гимнастика. Рекомендуется, чтобы суммарное время контакта с машинами, вызывающими вибрацию на уровне норм, не превышало 2/3 рабочей смены, продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации (включая микропаузы) не должна превышать для ручных машин 15-20 мин.

Неблагоприятное действие вибрации усиливается при пониженных температурах, поэтому работы с вибрирующим оборудованием должны проводиться в отапливаемых помещениях с температурой не ниже 16 ^оС, влажностью 40-50 % и скоростью движения воздуха до 0, 3 м/с. При работах в условиях пониженных температур должны предусматриваться помещения для обогрева с температурой воздуха 21-22 ^оС.

Работающие должны иметь два перерыва: через 1-2 ч после начала смены продолжительностью 20 мин и через 2 часа после обеденного перерыва 30 мин. Не реже 1 раза в год все лица, занятые на работах в условиях действия вибрации, должны проходить медосмотры.

В число организационных мероприятий по защите от вибрации входят: проведение ее периодических эксплуатационных проверок в сроки, установленные нормативно-технической документацией для данного вида оборудования, но не реже 1 раза в год при общей вибрации и не реже 2 раз в год при локальной; проведение своевременного планового и предупредительного ремонта машин с обязательным послеремонтным контролем вибрационных характеристик; контроль за наличием данных о вибрационных характеристиках в паспортах вновь поступающих машин, если они отсутствуют, то необходимо организовать входной контроль вибрационных характеристик этих машин.

При расчетах допустимого времени работы в условиях повышенной вибрации можно использовать установленные значения дозы вибрации D_в

                                                                                       (2.101)

где - эквивалентное корректированное значение виброускорения (или виброскорости), м/с²; Т – время воздействия вибрации, ч.

    Допустимая доза вибрации определяется как

                                                                                   (2.102) 

При известном фактическом значении , допустимое время работы в условиях повышенной вибрации будет

                                                                        (2.103)

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: