Анализ опасных и вредных производственных факторов при работе ультразвукового станка и их влияние на человека

ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Реферат на тему:

«Анализ опасных и вредных  производственных факторов при работе ультразвукового станка и их влияние  на человека».

Выполнил: студентка группы Т-8-4

Иконникова Н.В.

Проверил: Иванова Н.А.

Москва, 2012 год.

Принцип работы ультразвукового станка.

Ультразвук - упругие волны  с частотой колебаний от 20 кГц  до 1 ГГц. Для получения ультразвуковых колебаний инструмента чаще всего  применяют магнитострикционные  преобразователи. Работа ультразвуковых установок основана на использовании  способности железа, никеля, кобальта и их сплавов изменять длину под  действием электрического или магнитного поля, а при снятии поля восстанавливать  первоначальные размеры. Это явление  называют магнитострикцией.  
Работа ультразвукового станка заключается в следующем. В зону между заготовкой и вибрирующим пуансоном (инструментом), который очень близко подходит к заготовке, но не касается ее, поступает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешенном состоянии. От воздействия вибратора (преобразователя) абразивные зерна с большой силой ударяются о поверхность заготовки и с большой скоростью выбивают частицы материала (стружку). Одновременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное таким способом пространство, и процесс продолжается.  
Принцип работы головки магнитострикционного преобразователя заключается в том, что через катушку возбуждения пропускается ток высокой частоты, который создает переменное магнитное поле такой же частоты, действующее на сердечник вибратора. Для лучшего использования магнитострикционных свойств вибратора создают постоянное магнитное поле двумя катушками подмагничивания и их сердечниками. Колебания, возникающие на вибраторе, передаются на трансформатор скорости, заключенный между двумя скобами, усиленные им, сообщаются инструменту. Монтажную панель устанавливают на салазки, вместе с которыми она перемещается по направляющим станины.  
Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой станок 4770 предназначен для обработки деталей из твердых и хрупких материалов: стекла, керамики, полупроводниковых материалов, камня, твердых сплавов и т. п. На станке можно выполнять круглые и фасонные отверстия и полости, вырезать заготовку, гравировать, разрезать и др. Во время работы инструмент колеблется с ультразвуковой частотой в направлении его подачи.

Рассмотрев принцип работы ультразвукового  станка можно выделить следующие  производственные факторы, возникающие при работе на нем:

• Из опасных физических факторов:
• Движение пуансона
• Электрический ток
• Повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов
• Отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента
• Из вредных физических факторов:
• Шум
• Вибрация
• Ультразвук
• Магнитное поле
• Недостаточная освещенность рабочих мест
• Из психофизиологических факторов:
• Физические перегрузки
• Нервно-психические перегрузки

Повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов.

Температура в производственных помещениях является одним из ведущих  факторов, определяющих метеорологические  условия производственной среды.

Высокие температуры оказывают  отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.

Эффективными средствами снижения тепловыделений являются:

покрытие нагревающихся  поверхностей и парогазотрубопроводов теплоизоляционными материалами (стекловата, асбестовая мастика, асботермит и др.); герметизация оборудования; применение отражательных, теплопоглотительных и теплоотводящих экранов; устройство вентиляционных систем; использование индивидуальных средств защиты. К медико-профилактическим мероприятиям относятся: организация рационального режима труда и отдыха; обеспечение питьевого режима; повышение устойчивости к высоким температурам путем использования фармакологических средств (прием дибазола, аскорбиновой кислоты, глюкозы), вдыхания кислорода; прохождение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров.

Производственный шум.

Интенсивное шумовое воздействие  на организм человека неблагоприятно влияет на протекание нервных процессов, способствует развитию утомления, изменениям в сердечно-сосудистой системе и появлению шумовой патологии, среди многообразных проявлений которой ведущим клиническим признаком является медленно прогрессирующее снижение слуха по типу кохлеарного неврита.

В производственных условиях источниками шума являются работающие станки и механизмы, ручные механизированные инструменты, электрические машины, компрессоры, кузнечно-прессовое, подъемно-транспортное, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры) и т.д.

Основные мероприятия  по борьбе с шумом - это технические  мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям:

- устранение причин возникновения  шума или снижение его в  источнике;

- ослабление шума на  путях передачи;

- непосредственная защита  работающих.

Наиболее эффективным  средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные, однако этот путь борьбы не всегда возможен, поэтому большое значение имеет  снижение его в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Одним из наиболее простых  технических средств борьбы с  шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может  закрывать отдельный шумный узел машины.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места  или зоны обслуживания машины.

Ультразвук.

В последнее время все  более широкое распространение  в производстве находят технологические  процессы, основанные на использовании  энергии ультразвука. Ультразвук нашел  также применение в медицине. В  связи с ростом единичных мощностей  и скоростей различных агрегатов  и машин растут /ровни шума, в том числе и в ультразвуковой области частот.

Ультразвуком называют механические колебания упругой среды с  частотой, превышающей верхний предел слышимости -20 кГц. Единицей измерения  уровня звукового давления является дБ. Единицей измерения интенсивности  ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2).

Ультразвук обладает главным  образом локальным действием  на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с  ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми  деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние  на организм человека. Длительное систематическое  воздействие ультразвука, распространяющегося  воздушным путем, вызывает изменения  нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.

Степень выраженности изменений  зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается  при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения  контакта с ультразвуком указанные  расстройства приобретают более  стойкий характер.

При действии локального ультразвука  возникают явления вегетативного  полиневрита рук (реже ног) разной степени  выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции.

Характер изменений, возникающих  в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия.

Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и  более дБ – дают поражающий эффект.

Основу профилактики неблагоприятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование.

Меры предупреждения неблагоприятного действия ультразвука на организм операторов технологических установок, персонала  лечебно-диагностических кабинетов  состоят в первую очередь в  проведении мероприятий технического характера. К ним относятся создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ;

размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением; оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами.

При проектировании ультразвуковых установок целесообразно использовать рабочие частоты, наиболее удаленные  от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц.

Чтобы исключить воздействие  ультразвука при контакте с жидкими  и твердыми средами, необходимо устанавливать  систему автоматического отключения ультразвуковых преобразователей при  операциях, во время которых возможен контакт (например, загрузка и выгрузка материалов). Для защиты рук от контактного  действия ультразвука рекомендуется  применение специального рабочего инструмента  с виброизолирующей рукояткой.

Если по производственным причинам невозможно снизить уровень  интенсивности шума и ультразвука  до допустимых значений, необходимо использование  средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой и др.

Производственная вибрация.

Длительное воздействие  вибрации высоких уровней на организм человека приводит к развитию преждевременного утомления, снижению производительности труда, росту заболеваемости и нередко  к возникновению профессиональной патологии - вибрационной болезни.

Вибрация - это механическое колебательное движение системы  с упругими связями.

Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера  контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:

местную (локальную), передающуюся на руки работающего, и общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека в положении сидя (ягодицы) или стоя (подошвы ног). Общая вибрация в практике гигиенического нормирования обозначается как вибрация рабочих мест. В производственных условиях нередко имеет место сочетанное действие местной и общей вибрации.

Наиболее действенным  средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно  его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается  путем технических решений:

• уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);

• средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.

В комплексе мероприятий  важная роль отводится разработке и  внедрению научно обоснованных режимов  труда и отдыха. Например, суммарное  время контакта с вибрацией не должно превышать 2/3 продолжительности  рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентируемых перерыва для активного  отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.

Магнитное поле.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии  фотонов его подразделяют на область  неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические  и магнитные поля.

К электромагнитным полям (ЭМП) промышленной частоты (50 Гц) относят  линии электропередач, открытые распределительные  устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Длительное действие таких полей приводит к  расстройствам, которые выражаются жалобами на головную боль в височной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. А для хронического воздействия такого ЭМП характерны нарушение ритма и замедление частоты сердечных сокращений, при этом наблюдаются функциональные нарушения в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, в составе крови.

Воздействие электростатического  поля на человека связано с протеканием  через него слабого тока. При этом электротравм никогда не наблюдается, но стоит обратить внимание на то, что при рефлекторной реакции на ток (резком отстранении от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о расположенные рядом элементы конструкций, падении с высоты и т. п. Наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы (отмечаются раздражительность, головная боль, нарушение сна и т. п.). Кроме того, отмечаются фобии, обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

ЭМП могут быть постоянными, импульсными, инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия магнитных  полей, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций  нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в картине крови. При локальном воздействии обычно развиваются вегетативные и трофические нарушения в областях тела, находящихся под непосредственным воздействием магнитных полей, проявляющиеся ощущением зуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается ороговелость.

Освещение.

Свет является естественным условием жизни человека, необходимым  для сохранения здоровья и высокой  производительности труда, и основанным на работе зрительного анализатора, самого тонкого и универсального органа чувств.

Свет представляет собой  видимые глазом электромагнитные волны  оптического диапазона длиной 380-760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.

В производственных помещениях используется 3 вида освещения:

• естественное (источником его является солнце);

• искусственное (когда используются только искусственные источники света);

• совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).

Равномерное распределение  яркости в поле зрения имеет важное значение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости (освещенности), то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.

Степень неравномерности  определяется коэффициентом неравномерности - отношением максимальной освещенности к минимальной. Чем выше точность работ, тем меньше должен быть коэффициент неравномерности.

Чрезмерная слепящая яркость (блесткость) - свойство светящихся поверхностей с повышенной яркостью нарушать условия комфортного зрения, ухудшать контрастную чувствительность или оказывать одновременно оба эти действия.

Светильники - источники света, заключенные в арматуру, - предназначены  для правильного распределения  светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света. Арматура защищает источник света от механических повреждений, а также  дыма, пыли, копоти, влаги, обеспечивает крепление и подключение к  источнику питания.

Электрический ток.

Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Тело человека является проводником  электрического тока. Сопротивление  человека при сухой и неповрежденной коже колеблется от 3 до 100 кОм. Ток, пропущенный через организм человека или животного, производит следующие действия:

термическое (ожоги, нагрев и  повреждение кровеносных сосудов);

электролитическое (разложение крови, нарушение физико-химического  состава);

биологическое (раздражение  и возбуждение тканей организма, судороги)

Основным фактором, обуславливающим  исход поражения током, является величина тока, проходящего через  тело человека. По технике безопасности электрический ток классифицируется следующим образом:

безопасным считается  ток, длительное прохождение которого через организм человека не причиняет  ему вреда и не вызывает никаких  ощущений, его величина не превышает 50 мкА;

минимально ощутимый человеком  переменный ток составляет около 1 мА;

неотпускающим называется ток такой силы, при которой человек уже неспособен усилием воли оторвать руки от токоведущей части. Для переменного тока это около 10-15 мА, для постоянного — 50 мА;

фибрилляционным порогом называется сила переменного тока около 100 мА, воздействие которого дольше 0.5 секунд с большой вероятностью вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.

Методами защиты является ряд мероприятий по снижению вероятности  до нуля получения травм и/или  повреждений при использовании  электрооборудования:

1.Проектирование

Проектирование осуществляется лицом, обладающим необходимой на проектировку электросистем документацией (компетентностью) или же квалифицированным лицом под руководством компетентного лица. При проектировании учитываются все возможные риски при использовании электроэнергии и применяются методы избежания опасностей. При проектировании всегда исходят из самых худших условий эксплуатации с учётом 100 % вероятности всех рисков. Перед сдачей проекта в эксплуатацию, взависмости от степени опасности проектируемого объекта, он должен пройти согласование в соответствующих инстанциях.

2.Снижение напряжения прикосновения

Заземление

При проектировании одним  из важных элементов является доведение  разности потенциалов между различными металлическими частями до безопасного  для человека и животных значения. Для этого используется заземление и выравнивание потенциалов: все открытые металлические части электрически соединяются на главной шине заземления, таким образом разность потенциалов между ними не должна представлять угрозу для человека или животных при касании между двумя частями металлоконструкций.

3.Использование сверхнизких напряжений

Для электроснабжения объектов повышенной влажности, используют сверхнизкие  напряжения (до 50 вольт или 3-й класс  защиты), которые сами по себе не являются источником опасности для человека и при протекании не вызывают спазмы или какие-либо ещё опасные электротравмы. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. В производстве чаще используют сети напряжением 12 В и 36 В. Для создания таких напряжений используют понижающие трансформаторы. Ещё одним преимуществом использования сверхнизкого напряжения является отсутствие надобности в использовании защитного заземления. Помимо влажных помещений, сверхнизкое напряжение нашло применение и во взрывоопасной среде.

4.Возможность оперативного снятия напряжения

В случае возникновения опасных  ситуаций, всегда должны иметься возможность  как можно быстрее снять напряжение и освободить тем самым попавших под напряжение людей. Для этих целей  на входе в электрощит используют выключатель нагрузки — рубильник. В случае попадания людей под  напряжение, отключение входного рубильника обесточит сразу все цепи, освободив  тем самым попавших под напряжение людей — процесс снятия напряжения в этом случае произойдёт намного  быстрее чем поиск группового предохранителя, тем самым сильно повысив шансы на спасение пострадавших. Рубильник подбирается по количеству фаз и номинальному току. Выбор номинального тока рубильника может происходить на основании двух фактов:

совпадать с номинальным  током предохранителя, защищающем питающую линию данного электрощита

по сумме номинальных  токов всех групповых предохранителей (нежелательно)

в случае, если питающий кабель является магистральным и снабжает электроэнергией сразу несколько электрощитов, то в качестве входного коммутационного аппарата устанавливается предохранитель

Цепи электродвигателей

5.Во избежании механических травм в снабжённых электродвигателями аппаратуре используется кнопка экстренной остановки, т. н. «кнопка-гриб». Как правило, это фиксирующаяся в устойчивом положении кнопка с нормально-замкнутыми контактами, включаемая в цепь управления электродвигателем последовательно контактору. В случае нажатия на эту кнопку, механизм фиксируется в «утопленном» положении, тем самым удерживая цепь управления в разомкнутом состоянии; а поскольку катушка контактора больше не получает электропитания, то контактор разводит пары контактов, разрывая при этом цепь и прекращая снабжение электродвигателя. По прекращении подачи электропитания на электродвигатель, происходит его остановка и освобождение человека от механического воздействия крутящихся механических частей электродвигателя.