Механические опасности

Под механическими опасностями понимаются такие нежелательные воздействия на человека, происхождение которых обусловлено силами гравитации или кинетической энергией тел.

Механические опасности создаются падающими, движущимися, вращающимися объектами природного и искусственного происхождения.

К механическим колебаниям относятся: вибрация, шум, инфразвук, ультразвук. Общим свойством этих физических процессов является то, что они связаны с переносом энергии, которая может оказывать неблагоприятное воздействие на человека.

Вибрацией называют механические колебания, испытываемые каким-то телом. Причиной вибрации являются неуравновешенные силовые воздействия.

Вибрация находит полезное применение в медицине и в технике. Однако длительное воздействие вибрации на человека является опасным. Опасна вибрация при определенных условиях и для машин и механизмов, так как может вызвать их разрушение. Различают общую и локальную (местную) вибрации.

Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная воздействует на отдельные части тела. Вибрация нарушает деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывает вибрационную болезнь. Особенно опасна вибрация на резонансных или околорезонансных частотах (6-9 Гц).

Последствия воздействия вибрации на человека зависят от мощности колебательного процесса в зоне контакта и времени воздействия. Кроме того, значительно повышаются опасные последствия вибрации, если совпадают частоты воздействующих колебаний с собственными колебаниями внутренних органов. Область резонанса, например, для человека соответствует 20...30 Гц при вертикальных вибрациях и 1,5...2 Гц - при горизонтальных. Расстройство же зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов грудной клетки и брюшной полости резонансными являются частоты в диапазоне от 3 до 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 - 6 Гц.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружение, расстройство координации движения, симптомы укачивания, вестибулярная неустойчивость, снижение остроты зрения, потемнение в глазах.

Вибрационная болезнь регистрируется у водителей транспорта, у рабочих заводов железобетонных изделий, операторов технологических машин и агрегатов. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость.

Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кистей, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев.

Основными параметрами являются: амплитуда смещения, амплитуда колебательной скорости и колебательного ускорения, период колебаний Т, частота f.

Защита от вибрации осуществляется несколькими способами.

Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей.

Отстройка от режима резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жесткости), либо изменением угловой скорости.

Вибродемпфирование – это снижение вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете – в тепловую).

Виброгашение – это способ снижения вибрации путем введения в систему дополнительных реактивных сопротивлений. Чаще всего для этого вибрирующие агрегаты устанавливают на массивные фундаменты.

Виброизоляция – это способ уменьшения вибрации защищенного объекта посредством введения в систему упругой связи, препятствующей передаче вибрации от источника колебаний к основанию или смежным элементам конструкций.

Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Шум вреден для здоровья, снижает работоспособность, повышает уровень опасности. Шум нарушает качество приема информации, что влияет на возникновение ошибок и травматизм. Он вызывает усталость. При длительном воздействии шума снижается острота слуха, изменяется кровяное давление, ослабляется внимание, ухудшается зрение, происходят изменения в дыхательных центрах, возможно изменение координации движения, значительно увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке.

Интенсивный шум является причиной сердечно-сосудистых заболеваний, нарушений нормальной функции желудка и ряда других функциональных нарушений организма человека. В шумных цехах наиболее часты случаи производственного травматизма.

Воздействие шума отражается, прежде всего, на органах слуха. Различают следующие последствия воздействия шума - утомление слуха, шумовую травму и профессиональную тугоухость.

Шум – это механические колебания, распространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде. Частицы среды при этом колеблются относительно положения равновесия. Мощность шума, приходящаяся на единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звука, называется интенсивностью звука. Звук распространяется в воздухе со скоростью 344 м/с.

Пользоваться абсолютными значениями этих характеристик шума неудобно. Кроме того, ощущения человека пропорциональны логарифму раздражителя (закон Вебера-Фехнера). Поэтому введены особые показатели, называемые уровнями, которые выражаются в децибелах (дБ).

Слуховой аппарат человека наиболее чувствителен к звукам высокой частоты. Поэтому для оценки шума необходимо знать его частоту, которая измеряется в герцах (Гц), то есть числом колебаний в секунду. Ухо человека воспринимает звуковые колебания в пределах 16-20000 Гц. Ниже 16 Гц и выше 20000 Гц находятся соответственно области неслышимых человеком инфразвуков и ультразвуков.

Для снижения шума могут быть применены следующие методы:

снижение шума в источнике;

изменение направленности излучения;

рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая обработка помещений;

снижение шума на пути его распространения;

средства индивидуальной зашиты от шума.

Инфразвук - неслышимая человеком область колебаний. Обычно верхней границей инфразвуковой области считают частоты 16-25 Гц. Нижняя граница инфразвука не определена.

Для инфразвука характерно малое поглощение. Поэтому инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень большие расстояния. Защита от инфразвука представляет серьезную проблему.

Ультразвук – область колебаний, превышающих верхнюю границу слуховой чувствительности человека. Ультразвук находит широкое применение в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, металлургии и т.д. Частота применяемого ультразвука от 20 кГц до 1 МГц, мощности – до нескольких киловатт.

Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека. У работающих с ультразвуковыми установками нередко наблюдаются функциональные нарушения нервной системы, изменение давления, состава и свойства крови. Часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности.

Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и через жидкую или твердую (контактное действие на руки).

Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может быть обеспечена:

использованием в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

выполнением оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении (типа кожухов);

устройством экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работающим;

размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше мероприятиями невозможно получить необходимый эффект.

Защита от действия ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного прикосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку такое воздействие наиболее вредно.