Воздействия повышенного уровня шума и ультразвука

Для снижения шума могут быть применены следующие методы: разработка шумобезопасной техники; уменьшение шума в источнике; изменение направленности излучения шума; рациональная планировка предприятий и цехов; акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения; проведение организационно-технических мероприятий; применение средств индивидуальной защиты.

Огромное значение по ограничению воздействия шума на работающих придается вопросу разработки новых образцов шумобезопасных машин. С этой целью ГОСТ 12.1.003—83 предусматривает установление в стандартах и (или) технических условиях на машины предельных значений их шумовых характеристик (в обоснованных случаях технически достижимых характеристик) с указанием их в паспорте машины, руководстве (инструкции) по эксплуатации или другой сопроводительной документации. Аналогичные требования предъявляются к предельно допустимым значениям ультразвуковой характеристики машин.

Уменьшение шума в источнике – наиболее рациональное средство борьбы с шумом.

Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всей машины в целом, так и отдельных ее частей. Причины возникновения этих колебаний — механические, аэро-, гидродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями машины, а также условиями ее эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэро-, гидродинамического и электромагнитного происхождений.

Снижение механического шума, возникающего вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленении деталей, сборочных единиц или конструкций в целом, достигается, в первую очередь, улучшением конструкции оборудования: заменой возвратно-поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерно вращательным; применением вместо прямозубых шестерен косозубых и шевронных, а также повышением класса точности обработки их поверхности; заменой по возможности зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчато-ременными (снижение шума на 10—14 дБ); заменой подшипников качения на подшипники скольжения (снижение шума на 10—15 дБ); использованием металлов с большим внутренним трением; заменой, где это возможно, металлических деталей деталями из пластмасс.

Эффективно (особенно для высоких тонов) применение демпфирования, при котором колеблющаяся поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.). Основными требованиями, предъявляемыми к демпфирующим материалам, должны быть высокая эффективность, малая масса, способность прочно удерживаться на металле и предохранять его от коррозии.

Аэродинамические шумы возникают при истечении сжатого воздуха или газа из отверстий, пульсации давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горении жидкого или распыленного топлива в форсунках; гидродинамические – при гидравлических ударах, турбулентности потока, кавитации. Причиной аэро- и гидродинамических шумов являются, соответственно, стационарные или нестационарные процессы в газах или жидкостях. Снижение аэро- и гидродинамических шумов достигается прежде всего уменьшением скорости обтекания и улучшением аэро- и гидродинамики тел, что приводит к уменьшению вихреобразования в струях, а также путем звукоизоляции источника и установки глушителей.

Электромагнитные шумы возникают вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил – колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др. Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивных изменений в электрических машинах.

Изменением направленности излучения шума достигают его снижения на 10—15 дБ, что следует учитывать при проектировании установок с направленным излучением. Например, труба для сброса сжатого воздуха компрессорной установки должна располагаться таким образом, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную от рабочего места сторону.

Ослаблению производственного шума способствует рациональная планировка предприятий и цехов. Шумные цехи размещают с подветренной стороны по отношению к жилому поселку и менее шумным цехам и на достаточном удалении от них. Разрывы между шумными цехами и другими зданиями полезно озеленять, так как листва деревьев — хороший поглотитель шума. Шумящие агрегаты по возможности концентрируют на одном участке цеха и звукоизолируют. При невозможности обеспечения звукоизоляции для защиты персонала от прямого шумоизлучения применяют акустические экраны, облицованные звукопоглощающими материалами, а также звукоизолированные кабины наблюдения и дистанционного управления.

Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. Уменьшение энергии отраженных волн за счет увеличения эквивалентной площади звукопоглощения называется акустической обработкой помещения. Это достигается путем размещения на внутренних поверхностях помещения звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещении штучных звукопоглотителей, изготавливаемых из пористых материалов. Звуковая энергия, проникая в толщу материала, трансформируется в тепловую. Этот процесс происходит за счет вязкого трения воздуха в узких порах рыхлого материала.

В настоящее время применяют следующие звукопоглощающие материалы (коэффициент звукопоглощения на средних частотах больше 0,2): ультратонкое стекловолокно, минеральную вату, древесно-волокнистые и минераловатные плиты, пористый поливинилхлорид и др.

Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум по суммарному уровню на 6—8 дБ в зоне отраженного звука и на 2—3 дБ вблизи источника шума.

Уменьшение шума на пути его распространения применяется тогда, когда рассмотренными выше методами невозможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума. В этом случае снижение шума может быть достигнуто путем установки звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, кожухов, кабин, причем эффективность таких преград возрастает с увеличением частоты шума.

Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия поглощается и отражается в гораздо большей степени, чем проникает за ограждение.

Звукоизолирующие преграды, как правило, имеют гладкую поверхность. При одной и той же толщине звукоизолирующей преграды эффект звукоизоляции возрастает с увеличением числа слоев материала, но при условии отсутствия жесткой связи между слоями.

Организационно-технические мероприятия по защите от шума должны включать:

- применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала, например, замена клепки пневмоинструментами на гидравлические или сварные процессы, штамповки – на прессовку, ручной правки металла – на вальцовку);

- оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля, вынесение шумных операций и производств в отдельные помещения или цеха.

- совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;

- установка на оборудовании и конструкциях шумопоглощающих экранов и покрытий, снижающих уровень шума на 5—12 дБ;

- обозначение знаками безопасности зон с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБА, обеспечение средствами индивидуальной защиты работающих в этих зонах;

- использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях – сокращение времени нахождения в зонах с повышенным уровнем шума, устройство кратковременных перерывов в тихих помещениях в течение рабочего дня для восстановления функций слуха, совмещение профессий (в условиях шума и вне его действия) и др.

- проведение предварительных и периодических медицинских осмотров, а аудиометрических исследований и контроля за артериальным давлением. К работе в шумных условиях не допускаются лица с заболеваниями органа слуха и нервной системы.

Средствами индивидуальной защиты от шума являются вкладыши, наушники и шлемофоны.

Вкладыши вставляют в наружный слуховой проход, они бывают мягкие (эластичные и волокнистые) и твердые. Первые изготавливают из губки, ваты, марли, ультратонкой стекловаты (иногда их пропитывают маслами, воском, смолами, парафином); вторые – из пластмасс, эбонита, резины.

Вкладыши являются самыми дешевыми и компактными средствами защиты от шума, однако недостаточно эффективными (снижение шума на 5—20 дБ) и в ряде случаев неудобными, так как раздражают слуховой проход. Наушники, вкладыши – «беруши», антифоны, шлемофоны снижают проникновение шума в ухо на 10—50 дБ

Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной (могут встраиваться в головной убор). Степень ослабления шума зависит от конструкции наушников и частоты шума, причем наибольший эффект наблюдается на высоких частотах, что необходимо учитывать при их использовании.

Шлемы применяют при воздействии шумов с уровнями более 120 дБ, так как в этом случае шум действует непосредственно на мозг человека (через черепную коробку) и вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты.