5. Проектные мероприятия по нормализации условий труда

5.1. Оградительной устройство рейсмусового станка для защиты от травматизма

В 2013 г. на станочном участке произошел несчастный случай с оператором рейсмусового станка.

Причиной травм послужило выброс заготовки от движущей части станка из-за отсутствия защитного ограждения движущейся части рейсмусового станка.

При наличии этого устройства возможность травмирования из-за выброса заготовки исключается.

Устройство состоит из ряда поворотных упоров, надетых на ось, расположенную у переднего края стола станка со стороны подачи. При работе на станке упоры под действием обрабатываемого материала принимают горизонтальное положение, располагаясь на одном уровне с поверхностью стола станка, и дают возможность свободно производить подачу заготовки. Как только заготовка продвинется за передний край стола, упоры занимают вертикальное положение и образуют защитную стенку, препятствующую выбросу заготовки.

Крепление устройства к станку осуществляется при помощи двух кронштейнов

5.2. Расчет системы общего освещения участка раскроя

На участке раскроя наблюдается недостаточная освещенность. Рассчитаем необходимое количество ламп для цеха. Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности используется метод светового потока, учитывающий отраженный свет от потока и стен (ρ_п, ρ_ст).

Данные для расчета:

Тип ламп – ЛД 80

Тип светильника – ЛВ

ρ_п – 50; ρ_ст – 300

S –200 м²

F – 2500 лм

1. Количество ламп N для общего освещения определяется по формуле:

N = (E_н · K · S · Z) / ηF, шт

де E_н - требуемая освещенность, лк; S - площадь помещения, м ;

K - коэффициент запаса (для люминесцентных ламп К = 1,5;);

Z - коэффициент неравномерности освещения (для люминесцентных ламп Z = 1,1 —1,2);

F- световой поток ламп, лм; η- коэффициент использования светового потока.

Для расчета необходимо определить индекс помещения i по формуле

i = (A · B) / (Hр · (A + B)),

где Hр - высота подвески светильника над рабочей поверхностью, м. Определяется с учетом высоты помещения Н, высоты рабочей поверхности над полом h_р._п., и расстоянием от потолка до светильника h_св. Hр = H - h_р.п. – h_св. А и В - соответственно длина и высота помещения, м.

Hр = 5-0,8-0,5 = 3,7 м.

i = 25*40/(3,7·(25+40)) = 3,55

ρ_п = 50 %, ρ_ст = 30 %, i = 2,82, η = 0,64

Зная i - индекс помещения, коэффициенты отражения стен и потолка (ρ_ст и ρ_п) при заданном типе светильника, находят η - коэффициент. Полученные значения подставить в формулу 2 и рассчитать количество ламп в помещении.

N = (200*1,5*200*1,1)/0,64·2500 = 40 шт.

Для того чтобы обеспечить освещенность, соответствующую нормам, следует увеличить количество ламп в деревообрабатывающем цехе до 40 штук. Так как лампы люминесцентные, то получается в цехе 20светильников.

5.3. Расчет защитного кожуха от шума для рейсмусового станка.

Шум как гигиенический фактор — это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение обшей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.

По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий - (вызывает нервное напряжение и вследствие этого — снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).

Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом. Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам

или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах. Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей. Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т. д.).

Шум как физическое явление — это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. С физиологической точки зрения шум определяется как ощущение, которое воспринимается органами слуха во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот 16—20 000 Гц.

Процесс распространения колебательного движения в среде называется звуковой волной, а область среды, в которой она распространяется — звуковым полем.

Звуковыми волнами называют колебательные возмущения, которые распространяются от источника шума в окружающую среду.

Длина волны — это расстояние, которое проходит звуковая волна в течение периода колебания (расстояние между двумя соседними слоями воздуха, которые имеют одинаковое звуковое давление, измеренное одновременно).

Звук, который распространяется в воздушной среде, называется воздушным звуком, в твердых телах — структурным. Часть воздуха, охваченная колебательным процессом, называется звуковым полем. Свободным называется звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий (открытое пространство, акустические условия в специальной заглушенной камере, облицованной звукопоглощающим материалом).

Диффузным называется звуковое поле, в котором звуковые волны поступают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (встречается в помещениях, внутренние поверхности которых, имеют высокие коэффициенты отражения звука).

В реальных условиях (помещение или территория предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельным значениям свободного или диффузного звукового поля.

Воздушный звук распространяется в виде продольных волн, то есть волн, в которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространена форма продольных звуковых колебаний — сферическая волна. Ее излучает равномерно во все стороны источник звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны.

Структурный звук распространяется в виде продольных и попе­речных волн. Поперечные волны отличаются от продольных тем, что колебания в них происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Движение звуковой волны в воздухе сопровождается периодическим повышением и понижением давления. Давление, которое превышает атмосферное, называется акустическим, или звуковым давлением. Чем большее звуковое давление, тем громче звук.

Мерой интенсивности звуковых волн в любой точке пространства является величина звукового давления — избыточное давление в данной точке среды по сравнению с давлением при отсутствии звукового поля. Единица измерения звукового давления р, Н/м²; 1 Н/м² = 1 Па (Паскаль). Существуют нижняя и верхняя границы слышимости. Нижняя граница слышимости называется порогом слышимости, верхняя — болевым порогом. Порогом слышимости называется наименьшее изменение звукового давления, которое мы ощущаем. При частоте 1000 Гц (на этой частоте ухо имеет наибольшую чувствительность) порог слышимости составляет Р = 2-10'⁵ Н/м². Порог слышимости воспринимает приблизительно 1 % людей.

Болевой порог — это максимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом как звук. Давление свыше болевого порога может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц в качестве болевого порога принято звуковое давление Р - 20 Н/м². Отношение звуковых давлений при болевом пороге и пороге слышимости составляет 10⁶. Это диапазон звукового давления, который воспринимается ухом.

Для более полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками шума в окружающую среду за единицу времени.

Величина потока звуковой энергии, которая проходит в течение 1 с через площадь 1 м² перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука.

В связи с тем, что между слуховым восприятием и раздражением существует приблизительно логарифмическая зависимость, для измерения звукового давления, силы звука и звуковой мощности принята логарифмическая шкала. Это позволяет большой диапазон значений (по звуковому давлению — 10⁶, по силе звука — 10¹²) вложить в сравнительно небольшой интервал логарифмических единиц. В логарифмической шкале каждая следующая степень этой шкалы больше предыдущей в 10 раз. Это условно считается единицей измерения 1 Бел (Б). В акустике используется более мелкая единица децибел (дБ), равная 0,1 Б.

Величина, выраженная в белах или децибелах, называется уровнем этой величины. Если сила одного звука больше другого в 100 раз, то равные силы звука отличаются на 1^100=2 Б, или 20 дБ.

Рис. 1 Слуховое восприятие человека

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (20—20 000 Гц), но и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. На рис. 1 эти предельные значения уровней звукового давления изображены двумя кривыми. Нижняя кривая соответствует порогу (началу) слышимости. Уместно напомнить, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления р_д соответствует порогу слышимости (L = 0 дБ) только на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике. Порог слышимости различен для звуков разной частоты. Если в диапазоне частот- 800— 4000 Гц величина порога слышимости минимальна, то по мере удаления от этой области вверх и вниз по частотной шкале его величина растет; особенно заметно увеличения порога слышимости на низких частотах. По этой причине высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления).

Верхняя кривая на рис. 1 соответствует порогу болевого ощущения (I = 120—130 дБ). Звуки, превышающие по своему уровню этот порог, могут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате.

Область по частотной шкале, лежащая между этими кривыми, называется областью слухового восприятия.

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать на него различное действие.

Шум, даже когда он невелик (при уровне 50—60 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда, физическое и душевное состояние человека б момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний |^ум может вызвать сильный раздражающий эффект.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к за­болеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30—40 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме.

Под воздействием шума, превышающего 85—90 дБА, в первую _очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов.

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов -транспорта, авто­погрузчиков и других машин.

Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие.

Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего организма человека. Патологические изменения, возникшие под влиянием шума, рассматривают как шумовую болезнь.

Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20—30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека.

При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.

Классификация методов защиты от шума

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Меры относительно снижения шума следует предусматривать на стадии проектирования промышленных объектов и оборудования. Особое внимание следует обращать на вынос шумного оборудования в отдельное помещение, что позволяет уменьшить число работни­ков в условиях повышенного уровня шума и осуществить меры относительно снижения шума с минимальными расходами средств,

оборудования и материалов. Снижение шума можно достичь только путем обесшумливания всего оборудования с высоким уровнем шума.

Работу относительно обесшумливания действующего произ­водственного оборудования в помещении начинают с составления шумовых карт и спектров шума, оборудования и производственных помещений, на основании которых выносится решение относительно направления работы.

Борьба с шумом в источнике его возникновения — наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Классификация средств защиты приведены на рис. 2.

Рис. 2. Средства защиты от шума на пути его распространения

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой. Звукоизоляция также достигается путем расположения наиболее шумного объекта в отдельной кабине. При этом в изолированном помещении и в кабине уровень шума не уменьшится, но шум будет влиять на меньшее число людей. Звукоизоляция достигается также путем расположения оператора в специальной кабине, откуда он наблюдает и руководит технологическим процессом. Звуко­изолирующий эффект обеспечивается также установлением экранов и колпаков. Они защищают рабочее место и человека от непосредственного влияния прямого звука, однако не снижают шум в помещении.

Произведем расчет защитного кожуха для рейсмусового станка.

Данные для расчета:

Sк = 18.75 м2

Sи = 13,6 м2

aст = 1800мм bст = 1300мм hст = 1700мм

aкж = 2000мм bкж = 1500мм hкж = 2000мм

Материал: стеклопластик 5мм

Расчет

Rтр = ΔLтр + 10lg

Rтр63 = -7+log10(18,75/13,6)  = -6,860537636306

Rтр125 = 6+log10(18,75/13,6)  = 6,139462363694

Rтр250 = 16+log10(18,75/13,6)  = 16,13946236369

Rтр500 = 18+log10(18,75/13,6)  = 18,13946236369

Rтр1000 = 19+log10(18,75/13,6)  = 19,13946236369

Rтр2000 = 19+log10(18,75/13,6)  = 19,13946236369

Rтр4000 = 22+log10(18,75/13,6) = 22,13946236369

Rтр8000 = 18+log10(18,75/13,6) = 18,13946236369

Lk = L – Ro + 10lg

L63 = 92-12+log10(18,75/13,6) = 80,13946236369

L125 = 98-16+log10(18,75/13,6) = 82,13946236369

L250 = 102-20+log10(18,75/13,6) = 82,13946236369

L500 = 101-24+log10(18,75/13,6) = 77,13946236369

L1000 = 99-28+log10(18,75/13,6) = 71,13946236369

L2000 = 97-31+log10(18,75/13,6) = 66,13946236369

L4000 = 98-31+log10(18,75/13,6) = 67,13946236369

L8000 = 92-34+log10(18,75/13,6) = 58,13946236369

Результаты расчета кожуха для защиты от шума

Таблица 11

Величина	Ед. Измер.	Среднегеометрическая часть октавной полосы, Гц
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
L – октавные уровни звукового давления 4 стороннего строгального станка	дБ	92	98	102	101	99	97	98	92
LN – нормативное	дБ	99	92	86	83	80	78	76	74
Lтр – требуемое снижение шума	дБ	-7	6	16	18	19	19	22	18
Rтр –требуемая звукоизолирующая способность кожуха	дБ	-6,8	6,1	16,1	18,1	19,1	19,1	22,1	18,1
Ro – звукоизолирующая способность реальной конструкции кожуха	дБ	12	16	20	24	28	31	31	34
Уровень шума при применении звукоизолирующего кожуха	дБ	80	82	82	77	71	66	67	58
эффективность звукоизолирующего кожуха	дБ	12	16	20	24	29	31	31	34