Предупреждение воздействия шума и вибрации на рабочих местах станочников

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

Государственное образовательное  учреждение высшего 

профессионального образования

«Ижевский государственный  технический университет»

 

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

 

 

 

Дипломная работа

 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ  ШУМА И ВИБРАЦИИ

НА РАБОЧИХ МЕСТАХ СТАНОЧНИКОВ

 

 

 

 

 

 

Зав. кафедрой БЖД,

д.т.н., профессор                                                     Б.В. Севастьянов

 

Руководитель                                                           В.Л. Гребнев

 

Консультант по экономическому                          Н.В. Селюнина

разделу

 

Дипломник                                                               А.А. Шулаева

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2012

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..…5

1. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ

НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ………………………………..…6

1.1 Формирование профессиональной патологии………………………………9

2. ВИБРАЦИЯ…………………………………………………………………....12

2.1 Общие сведения о вибрации………………………………………………...13

2.2 Классификация вибрации…………………………………………………...15

2.3 Факторы, которые могут оказать влияние на воздействие локальной вибрации в рабочих условиях…………………………….…………………….22

2.4 Нормирование вибрации……………………………………………………24

2.5 Основные методы снижения виброактивности машин и агрегатов……..24

2.5.1 Виброизоляция…………………………………………………………….26

2.5.2 Вибразощитные подставки – амортизаторы…………………………….27

2.5.3 Вибродемпфирующая эластомерная пластина……………………….…29

2.5.4 Примеры применения ВЭП……………………………………………….30

2.6 Средства виброзащиты человека-оператора………………………………32

2.6.1 Защита человека от вибрации ……………………………………………32

2.6.2 Принципы проектирования  средств виброзащиты…………………..….33

2.6.3 Виброзащитные подставки, сиденья, кабины……………………...…….35

2.6.4 Виброзащитные рукоятки……………………………………………...….39

2.7 Средства индивидуальной защиты от вибрации…………………………..41

2.7.1 Виброзащитная обувь……………………………………………………..41

2.7.2 Виброзащитные рукавицы………………………………………………...42

2.8 Профилактические мероприятия…………………………………….……..44

2.9 Организационно-профилактические мероприятия………………………..47

2.10 Медико-профилактические мероприятия………………………………...47

3. ШУМ……………………………………………………………………..…….50

3.1 Производственные шумы и борьба с ними………………………………...51

3.2 Классификация шума…………………………………………………….….52

3.3 Действие шума на  человека. Аудиометрия…………………………….......53

3.4 Нормирование шума………………………………………………………...55

3.5 Источники шума……………………………………………………………..57

3.6 Методики измерения шума…………………………………………………60

3.6.1  Приборы и методы измерений акустического шума и вибрации……...60

3.7  Основные методы  снижения шума………………………………………...66

3.8 Методы борьбы с шумом на производстве………………………………...70

3.8.1 Действие шума на организм человека в течение рабочей смены………74

3.8.2 Рациональные режимы труда и акустического отдыха ………………...76

3.8.3 Мероприятия  по  проведению регламентированных

акустических перерывов……………………………………………………..….81

3.9 Средства индивидуальной защиты от шума………………………….……84

4. Экономические затраты на мероприятия по профилактике профессиональных заболеваний………………………………………………..86

Заключение……………………………………………………………………….87

Список использованной литературы…………………………………………...88

Приложение ……………………………………………………………….……..89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Данную выпускную квалификационную работу выполнил студент группы 9-17-4 Шулаева Анна Алексеевна. Темой работы является «Предупреждение воздействия  шума и вибрации на рабочих местах станочников». Пояснительная записка содержит 89 страниц, 4 таблицы,  12 рисунков ,1 приложение, 16 источников.

Пояснительная записка состоит  из 4 разделов.

В первом разделе проводиться  выявление причин возникновения  шума и вибрации на промышленных предприятиях, анализ влияния вредных факторов на рабочих занятых в машиностроении, формирование профессиональной патологии.

Во втором разделе рассмотрены физические характеристики вибрации, особенности ее воздействия на человека и принципы нормирования вибрации. Основное внимание уделено методам виброзащиты, в том числе снижению виброактивности источника, вибродемпфированию, виброизоляции, динамическому и активному виброгашению, индивидуальным средствам виброзащиты. Проанализированы основные подходы к защите от вибрации. Освещены вопросы измерения и контроля вибрации.

В третьем  разделе изучено  воздействие шума на человека, нормирование, источники и методики измерения  шума. Рассмотрены основные методы борьбы с шумом на производстве.

В четвертом разделе предлагается расчет экономических затраты на мероприятия по профилактике профессиональных заболеваний.

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности жизнедеятельности  становятся одним из самых острых социальных проблем. Связано это  с травматизмом и профессиональными  заболеваниями, приводящими в ряде случаев к летальным исходам, притом что более половины предприятий  промышленности и сельского хозяйства  относится к классу максимального  профессионального риска.

Рост числа профессиональных заболеваний и случаев производственного  травматизма, числа техногенных  катастроф и аварий, неразвитость профессиональной, социальной и медицинской  реабилитации пострадавших на производстве отрицательно сказываются на жизнедеятельности  трудящихся, их здоровье, приводят к  дальнейшему ухудшению демографической  ситуации в стране.

Подтверждением этого  служат следующие факторы: высокий  удельный вес работников, занятых  на рабочих местах, не отвечающих эргономическим и санитарно-гигиеническим требованиям  и правилам техники безопасности; быстрый рост уровня профессиональной заболеваемости и производственного  травматизма; увеличение тяжести производственного  травматизма и его уровня с  летальным исходом.

В своей работе я рассмотрю одни из неблагоприятных производственных факторов – вибрацию и шум, отрицательно влияющих на производительность труда и здоровье самих работников.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ

НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

При современном развитии техники с повышением скоростей  рабочих органов машин и широком  внедрении в технологию производства колебательных процессов среди  производственных факторов, ухудшающих гигиенические условия труда, большое  значение приобретают интенсивные  шумы и вибрации, вредно действующие  на организм человека.

Шум и вибрация на промышленных предприятиях возникают главным

образом в работающих машинах  при выполнении ими технологических  процессов, а также в результате нерациональной конструкции машин, их изношенности или неисправности. В производственных условиях разнообразные  машины, аппараты и инструменты (двигатели  внутреннего сгорания, электродвигатели, компрессоры, насосы, вентиляторы, турбины, пневматические инструменты, молоты, станки, дробилки, мельницы, сита, центрифуги, барабанные печи, бункера, виброуплотнители и т.п.) являются источниками шумов, возникающих вследствие неуравновешенности частей механизмов; они способствуют также созданию аэродинамических и  электрических шумов, связанных с технологическими процессами.

Вибрация и шум, сопутствующие  эксплуатации машин, неизбежно приводят к снижению производительности труда  и, как следствие, к ухудшению  качества выпускаемой продукции. Вредное  действие вибраций на машины и механизмы  выражается в понижении коэффициента полезного действия, преждевременном  износе деталей, частом ремонте и  наладках, а также в опасности  возникновения аварий и катастроф. Вредное действие производственных вибраций заключается еще и в  том, что они, распространяясь по конструкциям, разрушают другие машины и сооружения, нарушают технологический  процесс и показания контрольно-измерительной  аппаратуры.

Поскольку энергия колебательного процесса возрастает пропорционально квадрату амплитуды колебания, то вред от вибраций возрастает с увеличением машин и механизмов. Со времени применения мощного оборудования с большим числом оборотов и высоким давлением вибрации машин на многих предприятиях значительно возросли. За последнее десятилетие имеются примеры аварий, которые принесли государству большие убытки, и вызывали длительные простои оборудования. Статистика показывает, что значительная часть поломок и аварий в машиностроении являются результатом недопустимых амплитуд колебаний. Поэтому особое значение приобретают проблемы колебаний в машинах и методы их снижения, проблемы виброзащиты и виброизоляции.

Уменьшение амплитуд смещения или скорости вибраций машин и  другого оборудования, а также  изменение возбуждающих частот с  переводом их в диапазоны минимальной  чувствительности существенно улучшают условия работы, повышают к.п.д. и  резко снижают аварийность. Поэтому  для разработки эффективных методов  борьбы с вибрацией машин и  механизмов необходимо заранее выявить  источники возбуждения вибрации и шума и провести динамический анализ колебательной системы машины.

Вибрация, помимо разрушительного  действия на машины, оборудование и  конструкции, оказывает вредное  влияние и на здоровье людей. Под  действием вибраций могут произойти  изменения в нервной и костно-суставной  системах, повышение энергетических затрат, падение мышечной силы и  веса, повышение артериального давления, нарушение остроты зрения и светоощущения, ослабление памяти, спазмы сосудов  сердца.

У работающих с виброинструментами при нарушении правил техники  безопасности возникает виброболезнь, относящаяся к группе заболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь на ранних стадиях. Под влиянием производственных шумов появляются различные профессиональные заболевания: нарушается артериальное давление и ритм сердечной деятельности, притупляется чувствительность слуха, а при продолжительном систематическом действии возникают стойкие поражения слуховых органов. Шум является причиной падения работоспособности, ослабления памяти и внимания, что затрудняет пользование предупредительной сигнализацией.

Шум влияет на состояние  психического равновесия. Под действием  шума наблюдается истощение клеток головного мозга, замедленные психологические реакции и функциональные сдвиги нервной системы, которые проявляются в поступках, не соответствующих нормальной деятельности человека. Чем сильнее шум и чем больше продолжительность его действия на организм, тем более значительные функциональные нарушения он вызывает в центральной нервной системе и других внутренних органах. Процент общей заболеваемости рабочих промышленных предприятий, связанных с повышенным шумом, значительно возрастает, при этом особое место занимает гипертоническая болезнь и невралгия.

Из зарубежных источников известно, что под действием длительного,

систематического шума высокого уровня производительность труда в  ряде случаев снижается до 60 %, а число ошибок в расчетных работах увеличивается более чем на 50 %. Производительность труда под действием вибраций и шума снижается тем больше, чем сложнее трудовой процесс и чем больше в нем элементов умственного труда. Таким образом, снижение вибраций и шума до допустимых величин является одним из непременных условий оздоровления условий труда и повышения технической культуры производственных процессов. В этом отношении будущее машиностроения – это уравновешенные, бесшумные машины и механизмы, исключающие вредное действие вибраций и шума на людей, а также на работу приборов и конструкций.

Кроме изложенного, необходимо учесть, что в настоящее время  быстро

развивается вибрационная техника, принцип действия которой основан  на колебательных процессах. Вибрационные машины оказывают колебательное

воздействие на обрабатываемые детали, что приводит к сильной интенсификации технологических процессов. Легкий виброкаток за два прохода дает лучшее уплотнение асфальтового покрытия дороги, чем тяжелые многотонные катки статического действия за десятки проходов; приготовление бетона с помощью вибрирования резко повышает его плотность по сравнению с бетоном обычного приготовления; применяемые в настоящее время вибромолоты для забивки свай, для погружения и извлечения шпунта, обсадных и буровых труб и т.п. имеют большие преимущества и резко повышают производительность работ: вибрационные дробилки, мельница, сита, грохоты, питатели, транспортеры сыпучих и вязких материалов получили широкое распространение в металлургической и строительной промышленности.

Все возрастающую роль играют вибромашины в новых автоматических линиях, особенно в литейном производстве, в частности при изготовлении литейных форм и стержней, удаления газов из остывающих металлических  отливок, выбивке опок и т.п.

Вибрационная техника  также широко используется при возведении гидротехнических сооружений, безопилочном резании древесины, уплотнении рыхлых и разрыхлений мерзлых грунтов, зачистке, шлифовке, полировке деталей  машин и т.д. В этих условиях проведение мероприятий по борьбе с шумом  и вибрациями приобретает особенно важное значение.

 

 

1.2 Формирование профессиональной патологии

Важными факторами, участвующими в  формировании структуры профессиональной заболеваемости, являются обстоятельства и условия возникновения заболевания (Рис.1):

1. конструктивные недостатки машин  (60,08%)

2. несовершенство рабочих мест (23,20%)

3. несовершенство санитарно-технических  установок (16%)

4. несовершенство СИЗ (2,13%)

5 .несовершенство технологических  процессов (1,26%)

6 .неприменение СИЗ (1,26%)  

( Рис. 1)

При формировании профессиональной патологии  имела значение продолжительность контакта работника с вредным фактором. Большая часть заболеваний любой этиологии развивалась после 20 лет работы во вредных условиях (Таблица 1).

Самая многочисленная возрастная группа заболевших от 40 до 60 лет (36%). Удельный вес женщин среди заболевших составил 35%.

Работающие с инструментами ударно-вращательного действия (клепальщики, слесари, обрубщики, формовщики, выколотчики, стерженщики, станочники) главным образом страдают различными формами вибрационной болезни (55% случаев) - и нейросенсорной тугоухостью (43%); у лиц, работающих в условиях запыленности рабочей среды; (работники  огнеупорного производства, пескоструйщики, литейщики, плавильщики, газоэлектросварщики) в 40% случаев диагностировались заболевания органов дыхания и в 21% заболевание органа слуха, что свидетельствует о воздействие на организм работников комплекса факторов производственной среды.

О том, что на предприятиях на работников  вредные факторы воздействуют в комплексе, говорит тот факт, что у 14% больных зарегистрировано 2 и более профессиональных заболеваний.

По возрастным группам  профессиональная заболеваемость распределилась следующим образом:

Таблица 1

Возраст	2010 год		2011год
	случаи	%	случаи	%
До 20-ти лет	0	0	0	0
20-29 лет	0	0	0	0
30-39 лет	0	0	0	0
40-49 лет	8	26	3	15
50-59 лет	20	64	14	70
60 лет и страше	3	10	3	15
Итого:	31	100	20	100

Таким образом, 100 % случаев  профессиональных заболеваний приходится на лиц старше 40 лет.

 

 

 

 

 

 

2. ВИБРАЦИЯ

Вибрация (от лат. vibratio — колебание) — упругие механические колебания высокой частоты и малой амплитуды в технике (машинах, механизмах, конструкциях и др.). Полезная вибрация специально создается вибраторами и используется в строительной и транспортной технике, в машиностроении, медицине и др. Вредная вибрация возникает при работе или движении технических устройств (транспортных средств, двигателей, компрессоров, турбин и т. д.) и может приводить к нарушению режимов работы и к авариям машин. Действие вибрации на организм может быть как благотворным, так и вредным, вызывая профессиональные заболевания. Она возникает на скреперах, бульдозерах, автогрейдерах, автомобилях, тракторах и др. самоходных машинах; через сиденье кабины управления, подвешенной к башне, вследствие колебаний крана при подъеме и опускании груза (к таким кранам относят башенные и стреловые самоходные); через пол рабочего места от вибрации стенда, на котором испытывается генерирующий вибрации механизм; через пол рабочего места, расположенного на формующем агрегате бетоноукладчика; от пневматической или электрической ручной машины от органов управления самоходной машины. По воздействию на организм человека различают общую и локальную вибрацию.

 Общей вибрации организм подвергается под воздействием колебаний рабочего места (рабочей площадки, пола, сиденья).

Общую вибрацию подразделяют на три категории: 

- транспортная  (общая В. 1-й категории) воздействует на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам. К источникам транспортной вибрации. относят тракторы, грузовые автомобили, снегоочистители и др.; 

- транспортно-технологическая  (общая В. 2-й категории) воздействует на человека на рабочих местах машин, передвигающихся по специально подготовленной поверхности производственных помещений. К источникам транспортно-технологической вибрации относят экскаваторы, грузоподъемные краны, машины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве и др.; 

-технологическая  (общая В. 3-й категории) воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической В. относят станки, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, вентиляторы и др.

Общую вибрацию 3-й категории подразделяют на следующие типы:

-    на постоянных рабочих местах производственных помещений;

- рабочих местах на складах, в столовых, бытовых и др. производственных помещениях, где нет машин — источников В.;

-   рабочих местах в помещениях конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, рабочих комнатах и др. помещениях для работников умственного труда.

Источники возникновения  локальных вибраций: ручные машины, органы ручного управления машинами и оборудованием, обрабатываемые детали. Влияние вибрации зависит от ее вида, продолжительности и направления действия, частоты и амплитуды колебаний, уровня шума, микроклимата на рабочем месте и др. факторов.

Вибрация характеризуется спектром частот и такими кинематическими параметрами, как виброскорость и виброускорение или их логарифмическими уровнями в децибелах.

 

2.1 Общие сведения о вибрации

Под вибрацией принято  называть наиболее распространенный вид  механических колебаний, обусловленных  работой машин и агрегатов. Вибрация (малые колебания) возникает при работе всякой машины, агрегата, транспортного средства и различных приборов и устройств. Источником вибрации могут быть силовые воздействия, возникающие, например, при вращении неуравновешенных масс, при биении зубчатых и других механических передач, а также кинематические воздействия, обусловленные погрешностями изготовления и монтажа валов, подшипников, муфт и других вращающихся деталей машин. Вибрация машин в основном может выполнять вредную функцию. Она ускоряет износ деталей машин, служит основной причиной их поломок и аварий, снижает технико-эксплуатационные характеристики машин. Кроме того, вибрация выступает как вредное явление по отношению к самим машинам – ее источникам, так как снижает их надежность и долговечность, повышает интенсивный износ и шум. Вибрация машины всегда порождает шум, который является вредным фактором для человека – оператора и для окружающей среды.

Вибрация, распространяясь  через упругие элементы и фундамент, оказывает отрицательное воздействие  на соседние станки и агрегаты, в  частности разрушает или ухудшает их работу.

И, наконец, в случае контакта человека с вибрирующими объектами

возникает ряд проблем, обусловленных  действием вибрации на здоровье и работоспособность людей. Доказано, что длительное воздействие вибрации

на организм человека приводит к повышению его утомляемости, снижению

производительности и  качества его труда, а также к  возникновению профессионального  заболевания, называемого вибрационной болезнью.

       Вибрация может иметь периодический, непериодический или случайный

характер. Вибрация называется периодической, если состояние механической

системы машины или механизма, определяемое значениями обобщенных координат  и их производных, повторяется через  новые промежутки времени.

 

 

 

 

 

2.2 Классификация  вибрации

Вибрацию клвссифицируют:

- по способу передачи человеку — локальная, передающаяся на руки работающего;

- общая (вибрация рабочих мест), передающаяся через опорные поверхности тела в положении сидя (ягодицы) или стоя (подошвы ног);

- по характеру спектра — низкочастотная (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1—4 Гц и 8—16 Гц соответственно для общей и локальной В.); среднечастотная (8—16 Гц для общей В., 31,5 и 63 Гц для локальной В.); высокочастотная (31,5 и 63 Гц для общей В., 125—1000 Гц для локальной В.);

- по направлению вибрационного воздействия в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат;

- по временным характеристикам — постоянная вибрация, для которой величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения; непостоянная вибрация (колеблющаяся, переменная, импульсная), для которой величина виброскорости или виброускорения изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин.

Производственными источниками локальной вибрации являются машины ударного (клепальные, рубильные, отбойные молотки; пневмотрамбовки), ударно-вращательного (пневматические и электрические перфораторы) и вращательного (шлифовальные, сверлильные машины; электро- и бензомоторные пилы) действия. Локальная вибрация имеет место при точильных, наждачных, шлифовальных, полировочных работах, выполняемых на стационарных станках с ручной подачей изделий; при работе ручными инструментами без двигателей, (напр., рихтовочные работы). К возможным источникам локальной вибрации относятся органы ручного управления машинами и оборудованием.

Ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни которой зачастую значительно превышают нормативные значения (112 дБ) на 5—26 дБ и более. Пневмотрамбовки, гайковерты, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов до 2000 в 1 мин чаще лежат в широкой области низких, средних и отчасти высоких частот.

Причинами повышения уровней  вибрации являются:

- снижение величины осевого усилия подачи;

- изменение физико-химических свойств материалов;

- увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепок для клепальных молотков;

- удлинение оправки и увеличение диаметра абразивного круга для шлифовальных машин;

- изношенность и неисправность машин.

Общая вибрация по источнику возникновения подразделяется на транспортную, транспортно-технологическую и технологическую. Водители транспортных машин (тракторов, самоходной сельскохозяйственной техники, грузового автотранспорта, землеройных машин и др.), а также операторы транспортно-технологического оборудования (экскаваторов, подъемных кранов, горнодобывающих машин, бетоноукладчиков и др.) подвергаются воздействию общей и локальной вибрации. На рабочие места передается низкочастотная толчкообразная В. беспорядочного характера, возникающая в процессе передвижения машин по неровной поверхности или от работы подвижных частей механизмов. На рабочее место водителя, в т. ч. и на органы управления, передается В., возникающая в результате работы двигателя. К источникам технологических В. относятся: оборудование, действие которого основано на использовании В. и ударов (виброплатформы, вибростенды, молоты, штампы, прессы и т. д.); мощные электрические установки (компрессоры, насосы, вентиляторы, некоторые металлообрабатывающие станки и др.).

Из факторов производственной среды, усугубляющих вредное воздействие  локальных и общих В. на организм, следует отметить: чрезмерные мышечные нагрузки; шум высокой интенсивности; неблагоприятные микроклиматические условия.

В. относится к факторам, обладающим значительной биологической  активностью. Характер, глубина и  направленность функциональных сдвигов  со стороны различных систем организма  определяются прежде всего уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия В. В субъективном восприятии В. и объективных физиологических  реакциях важная роль принадлежит биомеханическим  свойствам тела человека как сложной  колебательной системы. Степень  распространения колебаний по телу зависит от их частоты, амплитуды, площади  участков тела, соприкасающихся с  вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного  воздействия, демпфирующих свойств  тканей, явления резонанса и др. условий.

При низких частотах В. распространяется по телу с малым затуханием, охватывая  колебательным движением все  туловище и голову. Обнаруживается прямая зависимость между степенью статических мышечных усилий при  работе с ручным механизированным инструментом и степенью распространения колебаний. Снижая силовые воздействия, прилагаемые  к машине, можно в значительной степени ограничить распространение  В. по телу и тем самым снизить  ее неблагоприятное действие.