3.2. Санитарно-гигиенические требования

К ВОЗДУХУ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Важнейшее значение для обеспечения необходимых

условий нормальной жизнедеятельности человека, здорового и

высокопроизводительного труда имеют создание и поддержание

нормативных метеорологических условий (микроклимата), и чи-

стоты воздуха рабочей зоны производственных помещений.. На

производстве при работе различного вида оборудования, ведении

технологического процесса и выполнении физической работы на

организм человека могут действовать такие вредные производствен-

ные факторы, как газы, пары, аэрозоли, избыточная теплота, по-

вышенная или пониженная температура воздушной среды, нали-

чие или отсутствие влаги. Создание в рабочей зоне здоровых усло-

вий труда, устранение или снижение до нормальных значений

воздействия вредных производственных факторов являются за-

логом безопасной работы, способствуют хорошему самочувствию

и настроению работающих.

Параметры микроклимата производственных помещений .и их

влияние на организм человека. Организм человека постоянно

находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей его

средой. Для того чтобы физиологические процессы в организме

человека протекали нормально, выделяемая организмом теплота

должна отводится в окружающую человека среду. Так, если на-

ходящегося в покое человека теплоизолировать, то через 1 ч

температура его тела повысится на 1,5°С.

Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду

происходит в результате теплопроводности через одежду, конвек-

ции у тела, излучения на окружающие поверхности, испарения

влаги с поверхности кожи. Часть-теплоты расходуется на нагрев

выдыхаемого воздуха.

На процесс теплообмена между человеком и окружающей сре-

дой оказывают влияние метеорологические условия среды (микро-

климат) и характер труда.

Параметры, обусловливающие тепловой баланс системы «че-

ловек — рабочая зона» и одновременно характеризующие рабо-

чую зону, носят название параметров микроклимата. К ним

относятся температура воздуха t, CC; относительная влажность ф,

%; скорость движения воздуха на рабочем месте w, м/с;, баромет-

рическое давление р, Па; интенсивность теплового излучения Е,Вт.

На Земле параметры микроклимата могут меняться в следую-

щих пределах: р = (0,9 ... 1,06) 106Па; /= —89,2 ... +60 °С; <р =

= 10 ... 100 %; w = 0 ... 100 м/с.

Температура воздуха при отсутствии выделения теплоты от

материалов и оборудования в отапливаемых помещениях летом н

зимой находится примерно на уровне 18 ... 25 °С. В некоторых

цехах металлургической, машиностроительной промышленности

и др. наблюдается-вы деление большого количества теплоты и тем-

пература воздуха в рабочей зоне может достигать 30 ... 35 °С и

выше. При этом теплоотдача конвекцией и излучением в основном

прекращается. Организм человека в таких условиях отдает теплоту

за счет испарения с поверхности кожи, теряя вместе с влагой соли

и водорастворимые витамины, играющие важную роль в жизне-

деятельности организма. Вот почему в горячих цехах рабочим дают

подсоленную воду.

Высокая температура воздуха может способствовать развитию

быстрой утомляемости работающих, перегреву организма, тепло-

вому удару (повышение температуры тела, покраснение кожи,

учащение дыхания, в тяжелых случаях — появление судорог и

потеря сознания) или профессиональному заболеванию (наруше-

ние водно-солевого баланса или появление профессиональной

катаракты)'.

Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее

охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания

или обморожения. К низким относятся температуры ниже —

—6 °С, а к пониженным (субнормальным) от +10 до —6 °С.

Низкие температуры воздуха бывают на рабочих местах в под-

вальных и неотапливаемых складских помещениях, где зимой

они лишь на несколько градусов выше наружной темпе-

ратуры.

Влажность воздуха в рабочей зоне выражают относительной ф

влажностью, выраженной в процентах, которая определяется как

отношение абсолютной Л влажности к максимальной М, т, е. <р =

= AIM 100 %. Физиологически оптимальной является относитель-

ная влажность в пределах 40—60 %, в ряде производств имеется

повышенная влажность свыше 80 %. Повышенная влажность

воздуха в сочетании с низкими температурами провоцирует пере-

охлаждение, а с высокими — перегрев организма. Избыточная

влажность затрудняет испарение влаги с поверхности кожи.

Эго может привести к ухудшению состояния и снижению работо-

способности человека.

Пониженная влажность (менее 18 %) вызывает ощущение су-

хости слизистых оболочек верхних дыхательных путей и также

ухудшает самочувствие человека и снижает его работоспособность.

Скорость движения воздуха эффективно способствует тепло-

обмену, оказывает воздействие на самочувствие человека, влияет

па распределение вредных веществ в помещении. Организм че-

ловека начинает ощущать воздушные потоки при скорости около

0,2 м/с. В холодное время года скорость движения воздуха не

должна превышать 0,2 ... 0,5, а летом 0,2 ... 1,0 м/с. В горячих

цехах скорость обдува рабочих допускается увеличивать до 3,5 м/с

(воздушное душирование).

Таким образом, для хорошего самочувствия человека необ-

ходимо определенное сочетание параметров микроклимата.

Нормирование параметров микроклимата. Согласно

ГОСТ 12.1.005—88 устанавливается комплекс оптимальных и

140

допустимых метеорологических условий для рабочей зоны поме-

щения, включающий значения температуры, относительной влаж-

ности и скорости движения воздуха, при выборе которых необ-

ходимо учитывать: время года — холодный и переходный периоды

с температурой наружного воздуха ниже 10 °С и теплый период

с температурой .10 СС и выше; категорию работ в зависимости от

тяжести выполнения работы: 1а категория — легкие физические

работы, при которых энергозатраты человека не превышают

139 Вт, например работы, производимые сидя, сборочные работы

в точном машиностроении; 16 категория — легкие физические ра-

боты, при которых энергозатраты составляют 121 ... 174 Вт, на-

пример работа мастера; Па категория — физические работы

средней тяжести, при которых энергозатраты составляют 175 ...

232 Вт, например работа маляра; Пб категория—физические

работы средней тяжести с энергозатратами 233 ... 290 Вт, например

работа, связанная с переноской тяжестей до 10 кг, работа в механо-

сборочных, термических цехах; III категория — тяжелые физичес-

кие работы с энергозатратами более 290 Вт, к которым относятся ра-

боты, связанные с систематическим физическим напряжением и

переносом значительных (более 10 кг) тяжестей, это — кузнечные

цехи с ручной ковкой, литейные с набивкой и заливкой опок и т. п.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых

поверхностей технологического оборудования, осветительных при-

боров, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах

не должна превышаь 35 Вт/м3 при облучении 50 % поверхности

тела и более, 70 Вт/м2 — при величине облучаемой поверхности

от 25 до 50% и 100 Вт/м2 —при облучении не более 25 % поверх-

ности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых

источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др.)

не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно

подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным являет-

ся использование средств индивидуальной защиты лица и глаз.

Оптимальные параметры воздуха рабочей зоны (табл. 3.1)

соответствуют наилучшим условиям сохранения нормального

функционального и теплового состояния организма без напря-

жения реакций терморегуляции. Они обеспечивают ощущение

теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня

работоспособности.

Допустимые нормы параметров микроклимата при длитель-

ном и систематическом воздействии могут вызвать преходящие и

быстро нормализующиеся изменения функционального и тепло-

вого состояния организма и напряжения реакцией терморегуля-

ции, не выходящие за пределы физиологических приспособитель-

ных возможностей. При этом не возникает повреждений или нару-„

шений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные

теплоощущенця, ухудшение самочувствия и снижение работоспо-

собности.

141

3.3, ОСВЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Правильно спроектированное и рационально выполнен-

ное освещение производственных помещений на предприятиях ма-

шиностроительной промышленности, оказывает положительное пси-

хофизиологическое воздействие на -работающих, способствует

повышению качества продукции и производительности труда, обе-

спечению его безопасности, снижает утомление и травматизм на

производства, сохраняет высокую работоспособность' в процессе

труда.

Основные светотехнические характеристики. Свет видимое \

излучение) представляет собой электромагнитное излучение с дли- }

нон волны 0,38 ... 0,76 мкм.

Освещение характеризуется следующими основными показаЛ

телями:

световой поток Ф— часть лучистого потока, воспринимаемая

зрением человека~как свет; характеризует мощность светового

излучения; измеряется в люменах (лм);

освщенность Е — это отношение светового потока Ф, равно-

мернопадающего на освещаемую поверхность, к ее площади 5

(м2), т. е. ? — Ф/S; за единицу освещенности принят люкс (лк);

коэффициент естественной освещенности (КЕО) — это отно-

.шеиие 'освещенности Евн в данной точке помещения к одновремен-

ной наружной горизонтальной освещенности Еп, создаваемой

рассеянным светом всего небосвода; значение КЕО (%) опреде-

ляется по формуле КЕО—е= 100?вн/?НЕф;

коэффициент пульсации освещенности Кп — это критерий глу-

бины колебаяшГосвеИаностй в результате изменения во времени

светового потока; рассчитывается по формуле (%) ku = 100 X

х (Емах - Емин)/2Еср. где Ешх, ?mln,, Яср - максимальнее,

минимальное и среднее значение освещенности за период ко-

лебаний; для газоразрядных ламп &п = 25 ... 65 %; для обычных

ламп накаливания kn да 7 %, а для галогенных ламп накалива-

ния kn = 1 %;

сила света J — это отношение светового потока Ф к телес-

ному углу о), в пределах которого световой поток равномерно

распределяется; рассчитывается по формуле J = Ф/<о; измеряется

в канделах (кд);

яркость В, поверхности под углом а к нормали — это отноше-

ние силы света Ja, излучаемой поверхностью в этом направлении,

155

к площади S проекции светящейся поверхности на плоскость,

перпендикулярную к этому направлению; определяется по фор-

муле (кд/м2) Ва = JJ(S cos a);

коэффициент отражения р — это способность поверхности

отражать падающий на нее световой поток; определяется как

отношение отраженного светового потока Фотр к падающему све-

товому потоку Фгад, т. е. р = Ф0тР/ФпаД; коэффициент отражения

характеризует фон — поверхность, на которой рассматривается

объект различения; в зависимости от коэффициента отражения

фон может быть светлым при р > 0,4; средним при р = 0,2 ... 0,4

и темным при р < 0,2;

контраст объекта с фоном /( — характеризуется соотношением

яркости В0 объекта различения и яркости В$ фона; определяется ,

по формуле К = —^Б—-; контраст считается большим, если К. >

"Ф

> 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним — при К =

— 0,2 ... 0,5 и малым при К < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Критерием слепящего действия, создаваемого осветительной

установкой, является показатель ослепленности Р0, значение ко-

торого определяется по формуле Р0 = (VJV^ — 1) 1000, где Vt

и V'a — видимость объекта различения соответственно при экра-

нировании и. наличии ярких источников света в поле зрения;

экранирование источников света осуществляется с помощью

щитков, козырьков и т. п.

Виды и системы освещения. Для создания светового комфорта

на машиностроительных предприятиях используют: еспжгтеннре

освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеян-

ным светом небосвода, меняющееся в зависимости от географиче-

ской широты, времени года и суток, степени облачности, прозрач-

ности атмосферы; искусственное^освещение, создаваемое электри-

ческими источниками Света, и совмещенное освещение, при котором

недостаточное по нормам естественное освещение дополняют

искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют^ HjL

„новое (од н о-'ТГдвустор 6 ннёёуг когда" св^ГТфоТ^икаетвпом еще кие

через световые проемы в кровле и перекрытиях; комбинирован;

jioe — сочетание верхнего и бокового освещения.

По конструктивному исполнению H^cKyccTBejjij^e_j^??ni?^H6

может быть двух видов — о_би^е^_^.о.м^инированное, когда к об-

ще м у ос'веще н ию "п ом ещё н и ядоб а в л я етс я местное, установленное

непосредственно на рабочих местах (рис. 3.7), где выполняются

точные зрительные работы (шлифование, точение, сверление).

Общее освещение можно применять в литейных, сборочных

цехах, складских и административных зданиях. Общее освещение

может быть равномерным (световой поток распределяется равно-

мерно без учета расположения рабочих мест) и локализованным

(с учетом расположения рабочих мест). Применение одного мест-

ного освещения внутри производственных помещений не допуска-

Рис. 3.7. Местное освещение фрезерного станка

ется, поскольку образуются резкие тени,

зрение быстро утомляется и создается

опасность травматизма.

По ^зушщнон а л ь ному н а з н а че и и ю и с-

кусственное освещение подр а з дел шот, на

следующие виды: рабочее, аварийное, эва-

куационное, дежурное и охранное.

^Рабочее освещение предназначено для

нормального в^тшл^^шд^гт^оизв^дсхйен-

1!ого процесса, "прохода людей и дви-

жения транспорта -и является обязательным для всех поме-

щений.

АваршЫоё. освещение обеспелийаел1. минимальную освещенность

на рабочем месте и предусматривается для продол же_ни,я_работы

при внезапном отключении рабочего освещения. Оно необходимо

для обслуживания оборудования, способного вызвать пожар,

взрыв Г "отрав ЛёНке "людей и т. п.

' "освещение устраивается в местах, опасных для

^

прохода людей, на лестничных клетках, в коридорах; служит

для обеспечения энакуаиии людей из пр_ои_зводстве^шогд_помеще:

пил при авариях и~" отключении рабочего .освещения.

Шжцрное освещение — это освещение в нерабочее время.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территории,

охраняемой в ночное время.

Нормирование производственного освещения. Естественное и

искусственное освещение в помещениях регламентируется нор-

мами СНиП П-4 — 79 в зависимости от характеристики зрительной

работы, наименьшего размера объекта различения, разряда зри-

тельной работы, системы освещения, фона, контраста объекта

с фоном.

Для естественного освещения нормируемым параметром явля-

ется КЕОН (ен), определяемый по табл. 3.3; с учетом характера

зрительной работы, системы освещения, района расположения

здания на территории СССР еа следует рассчитывать по формуле

elt = етс, где т — коэффициент светового климата, определяе-

мый в зависимости от района расположения здания на терри-

тории СССР; с — коэффициент солнечности; определяется по

СНиП 1 1-4— 79 в зависимости от ориентации здания относительно

сторон света.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верх-

него освещения. При боковом освещении нормируется минималь-

ное значение KEOmtn в пределах рабочей зоны, которое должно

быть обеспечено в точках, наиболее удаленных от окна; в помеще-

ниях с верхним и комбинированным освещением нормируется

среднее значение КЕОср в пределах рабочей зоны (рис. 3.8).

157

Для искусственного освещения нормируемыми параметрами

являются минимальная освещенность, показатель ослепленности

и глубина пульсации освещенности.

Нормы предусматривают преимущественное использование

газоразрядных ламп. Если эти лампы использовать нельзя, то

применяют лампы накаливания и нормы освещенности в этом слу-

В лампах накаливания видимое излучение получается в ре-

зультате нагрева электрическим током вольфрамовой нити до

температуры плавления вольфрама.

Для источников света, используемых в производственных

зданиях, важное значение имеют такие показатели, как свето-

вая отдача ^ = Ф/Р — величина, определяемая отношением из-

лучаемого светового потока Ф к потребляемой мощности Р, из-

меряемой в лм/Вт; световая отдача характеризует энергетиче-

скую экономичность источника света; срок службы лампы — важ-

ная эксплуатационная характеристика; спектральный состав

света (цветность излучения) имеет решающее значение при вы-

боре источника света в помещениях, где необходима правильная '

цветопередача при искусственном освещении.

К достоинствам ламп накаливания относятся удобство в экс-

плуатации, простота в изготовлении, отсутствие дополнительных |

пусковых устройств для включения в сеть, надежность работы

при колебании напряжения в сети и различных состояниях окру-

жающей среды. Их недостатками являются сравнительно неболь-

шой срок службы (до 2500 ч); относительно невысокая световая

отдача (7 ... 22 лм/Вт), наличие в спектре излучаемого света

желто-красного излучения.

На производстве лампы накаливания все больше вытесняются

газоразрядными. К 1977 г, в СССР около 75 % светового по-

тока осветительных установок производственных зданий созда-

валась газоразрядными лампами. Газоразрядные лампы обладают

большой световой отдачей (50...100 лм/Вт); спектр излучения

имеют близкий к естественному, а средняя продолжительность

их горения составляет 10 тыс. ч. К недостаткам газоразрядных

ламп необходимо отнести: пульсацию светового потока с частотой

вдвое большей частоты питающего лампы переменного тока, что

может приводить к появлению стробоскопического эффекта, за-

ключающегося в искажении зрительного восприятия при крат-

ности или совпадении частоты пульсации источника света (вместо

одного предмета видны изображения нескольких, искажается

направление и скорость движения); длительный период раз- /

горания; наличие специальных пускорегулирующих аппаратов,

облегчающих зажигание ламп и стабилизацию их работы; колеба-

ния высокой частоты, создающие помехи радиоприему и точным

электрическим измерениям; зависимость работоспособности от

температуры окружающей среды (рабочий диапазон температур

Ю...ЗО°С); повышенная чувствительность к снижению напря-

жения питающей сети; снижение к концу срока службы светового

потока на 50 % и более.

Наибольшее распространение среди газоразрядных ламп полу-

чили люминесцентные, низкого давления мощностью 8 ... 150 Вт,

имеющие цилиндрическую форму, разные по цветности излучения

в зависимости от состава люминофора.

Воздействие вибрации на организм человека, ее нормирование.

По характеру воздействия на человека вибрации делятся на

общие и локальные. Общие (низкочастотные) вибрации прило-

жены к опорным поверхностям, тела человека в положении стоя

или сидя, когда вибрация вызывает сотрясение всего организма.

Локальная высокочастотная вибрация обычно воздействует на

отдельные части тела: руки, ноги человека. Общей вибрации

подвергаются транспортные рабочие, операторы мощных штампов,

кузнечно-прессового оборудования, грузоподъемных кранов и т. п.

Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц (качка) хотя и неприятна,

но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибра-

ции является морская болезнь, которая наблюдается из-за на-

рушения нормальной деятельности органов равновесия (вести-

булярного аппарата). Наиболее опасными для человека частотами

колебаний являются 6 ... 9 Гц вследствие того, что они совпадают

с собственной частотой внутренних органов (может наступить

явление резонанса). Колебания рабочих мест с этими частотами

весьма опасны, так как могут вызвать механические повреждения

или даже разрыв органов. При систематическом воздействии

на человека общей вибрации с частотой более 1 Гц могут воз-

никнуть стойкие нарушения опорно-двигательного аппарата,

центральной и периферической нервной системы, системы пище-

варения и др. Они проявляются в виде головных болей, голово-

кружения, плохого сна, пониженной работоспособности, нару-

шения сердечной деятельности, возможно появление радикулита.

Локальной вибрации подвергаются главным образом лица,

работающие с ручным механизированным инструментом. Такая

вибрация вызывает спазмы сосудов, начиная с пальцев, распро-

страняется на всю кисть, предплечье и охватывает сосуды сердца,

при этом нарушается снабжение конечностей кровью. Одновре-

менно локальная вибрация воздействует на нервные окончания,

мышечные и костные ткани, что приводит к снижению чувстви-

тельности кожи, окостенению сухожилий мышц, отложению солей

в суставах пальцев и кистей, вызывающих боли, деформации и

уменьшение подвижности суставов. Наиболее активно отрицатель-

ные явления, возникающие под воздействием вибраций, протекают

в условиях работы при пониженной температуре.

Комплекс болезненных изменений в организме, вызываемых

воздействием вибрации, называют вибрационной болезнью. Это

заболевание эффективно лечится только на ранней стадии. Тяже-

лые формы виброболезни приводят к инвалидности.

Взаимодействие организма человека с изменяющимися усло-

виями внешней среды всегда приводит к перестройке его энерге-

тического и материального баланса, сопровождающейся трансфор-

мацией внутренней энергии в организме и изменением происходя-

щих в нем обменных процессов, формирующих в конечном счете

ответную реакцию всего организма на действие внешнего раздра-

жителя. Вибрация, являясь физически воздействующим фактором,

IG7

приводит частицы тела в колебательное движение, вызывая из-

менение их состояния в виде смещения центра тяжести, деформации

и возникновения в них внутренних напряжений, что сопрово-

ждается затратой механической энергии, получаемой от источ-

ника колебаний в зоне контакта тела с вибрирующими поверх-

ностями.

Количество получаемой энергии определяется длительностью

воздействия вибраций и величиной мгновенной мощности воз-

действующего колебательного процесса или же площадью кон-

такта и интенсивностью вибраций, поскольку интенсивность ко-

лебательного процесса численно равна его мощности, отнесенной

к единице площади, перпендикулярной направлению распростра-

нения колебаний. В условиях разных частот и амплитуд колеба-

ний изменение порогов восприятия при действии вибраций про-

исходит по закону пропорциональности воздействующей колеба-

тельной энергии. Это значит, что адекватным физическим крите-

рием для гигиенической оценки вибрации при прочих равных ус-

ловиях является колебательная скорость, а не смещение или

ускорение.

Различают гигиеническое и техническое нормирование про-

изводственных вибраций. В первом случае производят ограни-

чение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта

с руками работающих, исходя из физиологических требований,

исключающих возникновение вибрационной болезни. Во втором

случае осуществляют ограничения параметров вибрации с учетом

не только указанных требований, но и технически достижимого

на сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации.

Нормируемой величиной как для локальной, так и для общей

вибраций по ГОСТ 12.1.012—78* (СТ СЭВ 1932—79 и СТ СЭВ

2602—80) является уровень виброскорости в октавных полосах

частот (табл. 3.4).

Гигиенические нормы вибрации установлены для длитель-

ности рабочей смены 8 ч.

Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника

ее возникновения и делится на вибрации: транспортную, которая

возникает в результате движения машин по местности и дорогам

(в том числе при строительстве); транспортно-технологическую,

которая возникает при движении подъемных кранов, экскавато-

ров; технологическую, которая возникает при работе стационар-

ных машин, станков, вентиляторов, компрессорных и насосных

установок или передается на рабочие места, не имеющие источ-

ников вибраций.

При определении основных направлений

борьбы с вибрацией можно ограничиться

анализом вынужденных колебаний простой

системы, представленной на рис. 3.11. Ко-

лебания плиты 2 массой ш происходят под

действием переменной во времени силы

F (т), которая возникает в источнике виб-

раций 3, и передаются на основание А че-

рез упругий элемент 4 с жесткостью q и

демпфирующий элемент 1 с коэффициентом

А трения (Л. Человек (защищаемый объект)

может находиться в контакте с плитой 2

(например, работа оператора на вибро-

площадке) или располагаться на осно-

вании А (например, работа оператора около двигателя, станка,

подъемно-транспортных машин). Основные методы уменьшения

вибрации следующие:

снижение вибраций воздействием на источник возбуждения

посредством снижения или ликвидации возмущающих сил;

отстройка от резонансных режимов в системе рациональным

выбором приведенной массы т или жесткости q колеблющейся

системы;

вибродемпфирование уменьшением вибраций за счет увеличе-

ния силы трения демпфирующего устройства, т. е. перевод энер-

гии колебаний в теплоту;

виброгашение — динамическое гашение колебаний — введе-

нием в колебательную систему дополнительных масс или увели-

чение жесткости системы;

виброизоляция — введением в систему дополнительной упру-

гой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному эле-

менту конструкции или рабочему месту;

использование средств индивидуальной защиты.

Дадим краткую характеристику этим методам. Для снижения

вибрации в источнике ее возникновения необходимо прежде в'сего

уменьшить силу, вызывающую колебания. Для этого при проекти-

ровании машин и устройств механического типа предпочтение

должно отдаваться таким кинематическим и технологическим

схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами,

резкими ускорениями и т. п., были бы исключены или предельно

снижены. Так, замена кулачковых и кривошипных механизмов

равномерно вращающимися, а также механизмами с гидроприво-

дами в значительной мере способствует снижению вибраций.

Этому же способствует замена ковки и штамповки прессованием,

ударной правки вальцовкой, пневматической клепки и чеканки

гидравлической клепкой и сваркой. Для снижения уровня вибра-

ций редукторов целесообразно применять зубчатые колеса со спе-

170

пиальными видами зацеплений — глобоидным, шевронным, дву-

шевронным, конхоидалъным вместо прямозубых. Большое значе-

ние имеет повышение класса точности обработки и уменьшение

шероховатости поверхности шестерен, выбор режимов работы*

замена подшипников качения подшипниками скольжения (когда

это возможно). Для устранения неуравновешенности вращающихся

масс применяется статическая и динамическая балансировка в со-

ответствии с ГОСТ 22061—76*.

При кинематическом возбуждении вибраций применяются

следующие методы их снижения путем воздействия на источник

возбуждения: изменение конструктивных элементов машин и

строительных конструкций; уменьшение неровностей профиля

пути самоходных и транспортных машин; повышение нивелирую-

щей способности опорных элементов самоходных и транспортных

машин.

Отстройка от режима резонанса заключается в изменении

частоты собственных колебаний машины, установки и т. п. с целью

исключения резонанса с частотой возмущающей силы. Резонанс-

ные режимы при работе технологического оборудования устра-

няют двумя путями: либо изменением характеристик системы,

как правило, жесткости (например, введением в конструкцию

машины ребер жесткости), либо установлением нового режима

работы системы.

Вибродемпфирование — это процесс уменьшения уровня вибра-

ций защищаемого объекта путем превращения энергии механиче-

ских колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энер-

гию. Увеличение потерь энергии в системе осуществляется за счет

использования в качестве конструкционных материалов с боль-

шим внутренним трением: резины, пластмасс, дерева, капрона,

сплавов с добавками никеля, меди, магния; нанесения на вибри-

рующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладаю-

щих большими потерями на внутреннее трение, — мягких по-

крытий

Виброгашение чаще всего осуществляют путем установки

агрегатов на фундамент (при о> > о>„). Массу фундамента подби-

рают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фунда-

мента в любом случае не превышала 0,1 ... 0,2 мм, а в особо

ответственных случаях 0,005 мм (рис. 3.12). Этот способ нашел

широкое применение при установке тяжелого оборудования (мо-

лоты, прессы, вентиляторы, насосы и т. п.).

Одним из способов увеличения сопротивления колебательных

систем является установка динамических виброгасителей,

Основные характеристики звукового поля. Звук, восприни-

маемый человеком, — это упругие колебания, возникающие при

нарушении равновесия в окружающей среде. Звуковое поле —

это 'область пространства, в котором распространяются звуковые

волны. Шум представляет собой совокупность звуков с различ-

ными частотами и фазами, беспорядочно изменяющихся во вре-

мени и вызывающих неприятные субъективные ощущения у че-

ловека.

В машиностроении источниками шума могут быть: машины и

механизмы (механический шум), электромагнитные устройства

(электромагнитный шум); процессы истечения жидкостей и газов

(гидроаэродинамический шум).

Характеристиками звукового поля являются: звуковое дав-

ление р (Па); интенсивность звука / — это поток энергии, пе-

реносимый звуковой волной в единицу времени, отнесенный к еди-

нице площади поверхности, нормальной к направлению распро-

странения волны (Вт/м2); акустическое сопротивление среды рс,

где р — плотность среды (кг/м8); с — скорость распространении

звука в среде (м/с).

Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависи-

мостью

Орган слуха человека способен воспринимать звуковое давле-

ние в диапазоне 2- 10"й ... 2- 102 Па и интенсивность звука —

в диапазоне Ю-12 ... 102 Вт/ма при частоте 1000 Гц.

. Если макси-

мум уровня звукового давления находится в области частот до

300 Гц, то шум называют низкочастотным, если в диапазоне

300 ... 800 Гц — среднечастотным, а при частоте больше 800 Гц —-

в ысокочастотньш.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003—83* шум классифицируется

по спектральным и временным характеристикам.

Спектры шума подразделяются на широкополосные и тональ-

ные. Широкополосные характеризуются спектром шума шириной

более одной октавы, тональные имеют в своем составе выраженные

дискретные тона с превышением уровня звукового давления

(в третьоктавноЙ полосе частот) над соседними не менее чем на

10 дБ.

Для оценки и сравнения шумов, изменяющихся по времени,

применяют уровни звука. Уровень звука — это суммарный уро-

вень звукового давления, определенного во всем частотном диа-

пазоне. Измеряют уровень звука шумомером в децибеллах А

[дБ (А) I по шкале, имеющей корректирующий контур А по низ-

кочастотной составляющей.

По временным характеристикам шумы подразделяются: на

постоянные и непостоянные, а последние, в свою очередь, делятся

на колеблющиеся прерывистые и импульсные. Шум относится

к постоянному, если уровень звука, характеризующий его, изме-

няется за восьмичасовой рабочий день (рабочую смену) не более

чем на 5 дБ (А); для непостоянных шумов характерно изменение

уровня звука в течение рабочего дня более чем на 5 дБ (А).

Воздействие шума на человека. Шум на производстве небла-

гоприятно действует на организм человека: повышает расход

энергии при одинаковой физической нагрузке, значительно ослаб-

ляет внимание работающих, увеличивает число ошибок в ра-

боте, замедляет скорость психических реакций, в результате

чего снижается производительность труда и ухудшается качество

работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на

предупредительные сигналы внутрицехового транспорта (авто-

погрузчики, мостовые краны и т. п.), что способствует возникно-

вению несчастных случаев на производстве.

Шум оказывает вредное влияние на физическое состояние

человека: угнетает центральную нервную систему; вызывает из-

менение скорости дыхания и пульса; способствует нарушению об-

мена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний,

гипертонической болезни; может приводить к профессиональным

заболеваниям.

Шум с уровнем звукового давления 30 ... 35 дБ является

привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня

звукового давления до 40 ... 70 дБ создает значительную нагрузку

на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, сниже-

ние производительности умственного труда, а при длительном

действии может явиться причиной невроза, язвенной и гиперто-

нической болезни.

Длительное воздействие шума свыше 75 дБ может привести

к резкой потере слуха — тугоухости или профессиональной глу-

хоте. Однако более ранние нарушения наблюдаются в нервной

и сердечно-сосудистой системе, других внутренних органах.

Зоны с уровнем звука свыше 85 дБ должны быть обозначены

знаками безопасности. Станочников, постоянно находящихся

в этих зонах, администрация цеха обязана снабжать средствами

индивидуальной защиты органов сдуха. Запрещается даже крат-

ковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звуко-

вого давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

Гигиеническое нормирование шума. Нормируемые параметры

шума на работающих местах определены ГОСТ 12.1.003—83*.

Они являются обязательными для всех промышленных предприя-

тий. Для нормирования постоянных шумов применяют допустимые

уровни звукового давления в восьми октавных полосах частот

(табл. 3.5) в зависимости от вида производственной деятельности.

Для ориентировочной оценки допускается в качестве характери-

стики постоянного широкополосного шума на рабочих местах

принимать уровень звука [дБ (А)], определяемый по шкале А

шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по закону

чувствительности органов слуха и приближением результатов

объективных измерений к субъективному восприятию.

Непостоянные шумы на рабочих местах нормируются по

эквивалентным по энергии уровням звука ЕдБ(А)], определен-

ным по ГОСТ 12.1.050—86.

Допустимые значения эквивалентных уровней звука непо-

стоянных широкополосных шумов приведены в табл. 3.5. Для

тонального или импульсного шума допустимый уровень звука

должен быть на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 3.5.

Шумовые характеристики машин. К шумовым характеристи-

кам машин в соответствии с ГОСТ 12.1.023—80* относятся спектр

уровней звуковой мощности в восьми октавных полосах частот

и две характеристики направленности: фактор и показатель на-

правленности. Уровень звуковой мощности определяется по

формуле LP = 10 lg (Р/Р0), где Р и Р0 — соответственно измерен-

ное и пороговое значение звуковой мощности, Я0 = 10~12 Вт.

Звуковая мощность — это общее количество звуковой энергии,

излучаемой источниками шума в окружающее пространство в еди-

ницу времени. При равномерном излучении энергии в окружаю-

щее пространство интенсивность звука на расстоянии от источ-

ника шума определяется по формуле /ср =

= Pj(^nR2}. Однако большинство источни-

ков шума (рис. 3.15) излучают звуковую

энергию неравномерно по всем направле-

ниям, т. е. обладают определенной направ-

ленностью, которая характеризуется фак-

Акустическая обработка помещений. Интенсивность шума

в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного

звука, поэтому для уменьшения последнего применяют звуко-

поглощающие облицовки поверхностей помещения (рис. 3.16, а)

и штучные (объемные) поглотители различных конструкций

{рис. 3.16, б), подвешиваемые к потолку помещений. Процесс

поглощения звука происходит путем перехода энергии колеблю-

щихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пори-

стом материале. Для большей эффективности звукопоглощения

пористый материал должен иметь открытые со стороны падения

глощающий материал; 3 — защитная

>)й промежуток; 6 •=*• плита из звуко-

звука и незамкнутые поры. Звукопоглощающие материалы имеют

коэффициент звукопоглощения а ;> 0,2. У бетона, кирпича ве-

личина а не превышает 0,01 ... 0,05. Звукопоглощающие свойства

пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой

звука, наличием воздушной прослойки. Эффект снижения шума

за счет применения звукопоглощающей облицовки оценивают

по формуле AL == 10 lg (BZ/B^}, где BI и Ва — постоянные поме-

щения до и после проведения акустической обработки. Величину В

определяют по СНиП 11-12—77 в зависимости от вида помещения.

Уменьшение шума на пути его распространения применяют,

когда перечисленные выше методы не обеспечивают требуемого

снижения шума. Снижение шума достигается за счет уменьшения

интенсивности прямого шума /пр путем установки звукоизоли-

рующих перегородок, кожухов, экранов (рис. 3.17) и т, п. Сущ-

ность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая

на него энергия звуковой волны отражается в значительно боль-

шей степени, чем проходит за ограждение. Звукоизолирующая

способность (дБ) перегородки выражается величиной AZ.BI1 =>

: W lg (/пр//прош), где /прощ — интенсивность шума за перего-

родкой. В качестве звукоизолирующих материалов для перего-

родок применяют бетон, кирпич, дерево и т. п. Эффективность

звукоизоляции (дБ) однородной перегородки может быть опреде-

лена по формуле

Наиболее шумные машины и механизмы закрывают кожухами,

которые обычно изготовляют из конструкционных материалов —

стали, сплавов алюминия, пластмасс и др. и облицовывают "из-

нутри звукопоглощающим материалом толщиной 30 ... 50 мм

(рис. 3.18).

При распространении шума по трубопроводам, воздуховодам,

каналам для его уменьшения широко применяют глушители раз-

личных конструкций, выбор которых определяется спектром шума,

необходимым глушением и условиями эксплуатации конкретной

установки. Глушители принято делить на абсорбционные

(рис. 3.19) с использованием звукопоглощающего материала;

реактивные (рис. 3.20) типа расширительных камер, узких от-

ростков, длина которых равна 1/4 длины волны заглушаемого

звука, и комбинированные (рис. 3.21). Реактивные глушители

используют для снижения шума с резко выраженными дискрет-

Если в рабочей зоне не удается

уменьшить шум до допустимых ве-

личин общетехническими средст-

вами, то администрация обязана

обеспечить работающих в этой зоне

средствами индивидуальной за-

щиты и обозначить ее знаками бе-

зопасности. К средствам индиви-

дуальной противошумовой защиты

относятся вкладыши (снижение

шума на 5 ... 20 дБ); наушники

(эффективность на высоких частотах до 45 дБ); шлемы, применяе-

мые при высоких уровнях шума (более 120 дБ).

Защита от шума может обеспечиваться и такими организа-

ционными мероприятиями, как сокращение времени пребывания

в условиях повышенного шума, правильный выбор режима труда

и отдыха, лечебно-профилактические и другие мероприятия.

Контроль уровней шума на рабочих местах регламентирован

ГОСТ 12.1.050—86. В настоящее время для измерения шума и

вибраций используют акустические комплекты «ШУМ-Ш» и

Защита от инфра- и ультразвука. При работе различных ме-

ханизмов и машин, кроме звука, на человека действует инфра-

и ультразвук. На машиностроительных предприятиях источником

инфразвука являются поршневые компрессоры, вентиляторы, дви-

гатели внутреннего сгорания, машины и механизмы, работающие

с числом рабочих циклов менее 20 в секунду. При действии ин-

фразвука с уровнями 100 ... 120 дБ возникают головные боли,

осязаемое движение барабанных перепонок, а при больших зна-

чениях уровней — чувство вибрации внутренних органов (на

частотах 5 ... 10 Гц), снижение внимания и работоспособности,

может появиться чувство страха, сонливость, затруднение речи,

нарушение функции вестибулярного аппарата. Одна из особенно-

стей инфразвука состоит в том, что он распространяется на боль-

шие расстояния и почти не ослабляется препятствиями.

Нормирование инфразвука производится по санитарным нор-

мам СН 2274—80, которые задают на рабочих местах допустимые

уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометри-

ческими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц (не более 105 дБ), а в полосе

с частотой 31,5 Гц— 102 дБ.

Традиционные методы борьбы с шумом с помощью звукоизо-

ляции и звукопоглощения малоэффективны при инфразвуке.

К основным мероприятиям по снижению инфразвука относятся:

повышение быстроходности машин, жесткости конструкций про-

тяженных изделий, устранение низкочастотных вибраций, при-

менение резонансных и камерных глушителей.

Ультразвук находит широкое применение в различных об-

ластях производства. В машиностроении его используют для ин-

тенсификации технологических процессов при очистке, сварке,

механической обработке деталей и на ряде других операций.

Частотный диапазон ультразвука 20 кГц ... 1000 МГц, Ультра-

звук характеризуется большими значениями интенсивности (до

сотен ватт на квадратный метр). Ультразвук отличается от обыч-

ных звуков тем, что обладает значительно более короткими дли-

нами воли, которые легче фокусировать и соответственно получать

более узкое и направленное излучение, т. е. сосредотачивать всю

энергию ультразвука в нужном направлении и концентрировать

в небольшом объеме.

Биологическое воздействие ультразвуковых колебаний на ор-

ганизм человека через воздушную среду и контактным способом

различно. Биологический эффект зависит от интенсивности, дли-

тельности воздействия и размеров поверхности тела, подвергае-

мой действию ультразвука. У работающих на ультразвуковых

установках могут наблюдаться функциональные нарушения сер-

дечной деятельности, измерения свойств и состава крови, артери-

ального давления. Появляются жалобы на утомление, головные

боли, потерю слуховой чувствительности. Контактное воздей-

ствие высокочастотного ультразвука на руки приводит к наруше-

нию капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению

болевой чувствительности, заболеванию нервной системы.

В соответствии с ГОСТ 12.1.001—83* допустимые уровни

звуковых давлений на среднегеометрической частоте третьок-

тавной полосы, равной 12,5 кГц, не должны превышать 80 дБ;

на частоте 16 кГц — 90 дБ; 20 кГц — 100 дБ; 25 кГц — 105 дБ;

а в диапазоне частот 31,5 ... 100,0 кГц— ПО дБ.

Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и дру-

гих частей тела оператора с рабочими органами приборов и уста-

новок не должны превышать 110 дБ.

Защита от вредного воздействия ультразвука на человека

обеспечивается: уменьшением уровня звуковой мощности в источ-

шке; использованием генераторов более высоких рабочих частот,

Для которых допустимые уровни звукового давления выше; при-

менением конструктивных и планировочных решений (звукоизо-

лирующие кожухи, экраны, звукопоглощающие устройства) —

Для уменьшения эффекта отражения; организационно-профилак-

тическими мероприятиями; средствами индивидуальной защита

(наушники, резиновые перчатки).

При возможности контактного облучения необходимо пол-

ностью исключить непосредственное соприкосновение работаю-

щих с инструментом, изделиями, жидкой средой.

Контроль уровней ультразвука проводят в соответствий

с ГОСТ 12.4.077—79.