Производственный шум.

1. Физические и физиологические характеристики шума.

2. Влияние шума на организм человека.

3. Защита от шума и его нормирование.

1. Физические и физиологические характеристики шума.

1. Шум и научно технический прогресс. С физической точки зрения звук представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды (твердой, жидкой газообразной). Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды, под действием возникающей силы.

С физиологической – специфическое ощущение вызываемое действием звуковой энергии на слуховые органы человека. (аппарат человека).

Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц-20 кГц…….и т.д.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различных по частоте и силе.

Физический звук характеризуется: частотой, интенсивностью, звуковым давлением.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Поток этой энергии проходящий в единицу времени через единицу площади перпендикулярен к направлению распространения волн называют интенсивностью. Обозначается Ј – измеряется Вт/м² .На практике обычно измеряется не интенсивность звука, а звуковое давление в Н/м² которые связаны между собой 1 ат ≈ 10⁵ Н/м².

Ј=Р²/ρ_с

Р – звуковое давление:

ρ_с – удельное акустическое сопротивление среды

ρ- плотность; с – скорость распространения волны (звука)

ρ*с = 410 Н*с/м³ – для воздуха.

Для звука существуют энергия и верхняя границы предельных значений звуковой энергии.

Нижнему порогу слышимости при частоте 1000 Гц соответствует интенсивность 10^-12 Вт/м².

При интенсивности звука 10² Вт/м² создается ощущение боли в ушах. Этот уровень называется болевым порогом. Превышает порог слышимости в 10¹⁴ раз.

Установлено, что ухо человека реагирует не на абсолютное, а на относительное изменение интенсивности. При этом согласно закона Вебера –Фехнера ухо оценивает интенсивность внешнего раздражения в Ед. системе единиц.

Поэтому при оценке шума измеряют не абсолютное значение интенсивности, а относительный ее уровень в Lg единицах , называемых Б (Беллом).

Z=Lg J/J₀

J- абсолютное значение интенсивности.

J₀- интенсивность на пороге слышимости.

Если J>J₀ в 10 раз, т.е. J/J₀ =10, то Z=1; если J/J₀ =100 то Z=2Б и т.д.

Производная величина Д.Б. Z=10 Lg J/J₀ ДБ.

Подставим Z =10 Lg 10²/10^-12 = 10 Lg * 10¹⁴ = 140 ДБ.

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то:

Z = 10 Lg J/J₀ = 10 Lg P²/P₀² = 20 Lg P/P₀, ДБ.

Р – абсолютное звуковое давление, Р₀ –давление на пороге слышимости.

Lg - шкала ДБ позволяет определить лишь физическую характеристику шума. Она построена так, что пороговое значение звукового давления P₀ соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Гц.

Однако слуховой аппарат обладает не одинаковой чувствительностью – звуками различной частоты. Наибольшей, средней и высокой (800- 4000 Гц), наименьшей на низких (20-100)Гц.

Для физиологической оценки шума используют кривые равной громкости, полученные по результатам изучения свойств органа слуха оценивать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости – сильнее, слабее.

Уровень громкости измеряется в Фонах.

2. Влияние шума на организм.

Уровень громкости шума не вызывающий вредных последствий называется нормальным пределом громкости. Для 1000 Гц – 75-85 ДБ.

На производстве до 130ДБ:

5 лет – 25%; 5-10 лет – 50%; 10-20 лет – 80%.

а) изменения в нервной системе.

б) быстрая утомляемость, потеря работоспособности.

в) головная боль, ослабление внимания.

г) сердечно-сосудистая система, функции желудка.

д) моторная функция, кровеносные причины.

3. Нормирование шума.

Для того чтобы эффективно вести борьбу с шумом необходимо знать их звуковой спектр.

Спектр шума – это зависимость отдельных составляющих от частоты колебаний.

Спектры получают, используя анализаторы шума–набор электрических фильтров которые пропускают сигналы в определенной полосе частот - полосе пропускания, которая характеризуется граничными частотами: f₁ – нижняя, f₂ – верхняя.

При этом принимают их среднегеометрическую величину

f_с = √f₁ * f₂; Гц

Полоса в которой f₂/f₁ = 2 –называется октавой. В этом случае шумы ведут в следующих активных полосах частот.

Среднегеометрические частоты активных полос, Гц: 63; 125; 250; 1000; 2000; 4000; 8000; (октав). Для более детального исследования применяют третьактивные фильтры (1,26).

Спектр может быть низкочастотным когда наибольшие уровни, звукового давления находятся в области частот < 300 Гц.

Среднечастотный - в области 300-800 Гц.

Уровень шума при этом не должен превышать:

Нормирование шума производится по

СН – 245-71

4. Защита от шума.

В современной технике используют следующие методы Борь бы с шумом:

1. Рациональная планировка предприятий и цехов:

- шумные цехи размещают с подветренной стороны к менее шумным и к жил. поселку. Расстояние определяется акустическим расчетом.

1 – разрывы между цехами озеленяют. 2 - по отношению к дорогам шумные цеха располагают торцами. 3 – шумящие агрегаты по возможности концентрируют в одном или нескольких цехах звукоизолируют, и для персонала звукоизолированные кабины. 4 – если предприятие в черте города шумные цеха в глубине.

2. Уменьшение шума в источнике его образования. Связано с технологией. Основное:

- заменят ударные процессы и механизмы безударными: штамповку -прессованием; клепку – сваркой; обрубку – резкой и т.д.

- заменять возвратно – поступательное движение равномерным вращательным.

ВМП – ГШ – 5 ГШ-6; выхлопами.

- применять прямозубых шестерен косозубые и шевронные, повышать классы точности и обработки. Замена на шевронки на 5 ДБ. Индивидуальная защита – антидоты.

- подшипники качения на скольжения (10-15ДБ)

- заменить металлические детали незвучными материалами (пластмасса 10-12 ДБ)

- смазка, балансировка, и т.д.

3. Изоляция и экранирование шума.

Звукоизоляция акустически однородных ограждений зависит от плотности материала, толщины и частоты шума. Удвоение массы повышает звукоизолирующую способность ≈ на 5 ДБ.

Звукоизолирующую способность характеризуется коэффициентом звукопроницаемости τ = J_пр/J_пад.

J_пр - интенсивность прошед.

J_пад. – падающая.

Кожухи – покрытые звукопоглощ. 20-30ДБ – двойные О.Т. в машиностр. Стр. 135-156.

4. Поглощение шума.

Интенсивность шума в помещении зависит не только от прямого шума, но и от отдаленного, поэтому надо снизить энергию отраженных волн. Звуконаполнители – (паролон)

5. Защита от шума (2 лекция окончание)

Современные методы борьбы с шумом следующие:

1. Рациональная планировка предприятий и цехов.

- на поверхностном комплексе шумные цехи (кузнечные и др.) размещают с подветренной стороны к менее шумным и к жилищному поселку.

Шумящие агрегаты по возможности конструируют в одном или нескольких цехах. Стац. вентилятор ПГС от диффузора 150-300 м от поселка.

- если предприятие в черте города, то шумные цеха располагают в глубине.

2. Уменьшение шума в источнике его образования.

При работе горных машин и оборудование чаще всего генерируется средне и высокочастотные шумы с эквивалентным уровнем > 80 ДБ.

Так при бурении шпуров перфораторами шум достигает 112-120ДБ; при бурении скважин станками с электроприводом (НКР100) >90 ДБ; движущийся состав породных вагонеток ≈ 100 ДБ. Приведенное превышение нормального предела громкости (75-87ДБ).

Радикальной мерой скопления шума в горной промышленности, является замена шумных технологических процессов, машин и механизмов малошумными.

Например разработка и внедрение новых технологий добычи полезных ископаемых способом подземного выщелачивания.

- замена ударных процессов и механизмов безударными: штамповку – прессованием; клепку- сваркой;

- переход с ударно- поворотного бурения шпуров перфораторами на вращательные (электросверла).

- рационально осуществлять транспортирование черной массы по выработкам малошумными ленточными конвейерами.

- в подземных выработках, также как и на поверхности, предпочтительно применять малошумные центробежные вентиляторы, вместо основных .

- замена металлических деталей пластмассовыми материалами.

Своевременный ремонт оборудования с целью предупреждения разбалансировки движущихся деталей, надежное применение, качественная и своевременная смазка позволяют избежать дополнительного шума.

- использование в ВМП глушителя ГШ – 5 (6) снижает шум до 84-85 ДБ т.е. до санитарной нормы.

3. Индивидуальные средства защиты.

Наушники ЦНИОТ – 2 М, снижают шумна 35-45 ДБ и устраняют наиболее опасный высокочастотный шум (шипящий, звенящий (>400 Гц)).

4. Изоляция и экранирование шума.

Сильно шумящее оборудование (подземные дробилки, изолируют в отдельных камерах и приводы укрывают изолирующими кожухами, облицованные с внутренней стороны (поролон, резина).

5. Поглощение шума. Интенсивность шума в помещении зависит от прямого, но и от отраженного шума, поэтому необходимо снижать энергию отраженных волн. Облицовка пористыми материалами в которых большие потери на трении, особенно если поры не замкнуты.

Лекция № 8