Источники шума, инфра- и ультразвука

Излучение шума каким-либо источником характеризуется звуковой (акустической) мощностью, частотным спектром излучения и характеристикой направленности. Шум источника характеризуется частотным спектром (спектрограммой), указывающим распределение звуковой мощности по частотному диапазону. Если в шуме преобладают одна или несколько гармоник (что присуще некоторым периодическим процессам, например электрогенераторам, сиренам), то шум называют тональным, а спектр – линейчатым. Шумы, возникающие при соударениях тел, истечении воздушных струй, имеют сплошной спектр. Шум с непрерывным спектром более одной октавы называют широкополосным.

Реальные источники излучают звук неодинаково в разных направлениях, т.е. обладают определенной направленностью излучения.

Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, так и отдельных ее деталей. В зависимости от причин возникновения колебаний выделяют механические, аэродинамические, электромагнитные и гидродинамические шумы. Механические шумы вызывают следующие факторы: ударные (ковка, штамповка) и вибрационные (в грохотах, виброконвейерах) технологические процессы, соударение и трение деталей в сочленениях подшипников качения, зубчатые передачи, неуравновешенные вращающиеся части машин. К появлению аэродинамических шумов приводят нестационарные (и стационарные) процессы в газах. Электромагнитные шумы возникают при колебаниях элементов электромеханических устройств под влиянием переменного магнитного поля. Гидродинамические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлических ударов, кавитации, турбулентности потока). Иногда отдельно выделяют термические шум и инфразвук, возникающие в результате автоколебаний (при вибрационном горении в мощных горелках, работающих на жидком или газообразном топливе).

Инфразвук и ультразвук – составные части спектров шума, излучаемого технологическими агрегатами. В промышленности характерными источниками инфразвука и низкочастотного шума являются печи, компрессоры и турбины; источниками ультразвука – процессы ультразвуковой обработки металлов и ультразвуковые дефектоскопы; высокочастотного шума и ультразвука – прокатные станы.

По ГОСТ 12.1.003–83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности" нормируются спектры шума (дБ) по виду трудовой деятельности на рабочих местах. Для ориентировочной оценки нормируется шум по уровню звука (дБА). Это психофизиологическая характеристика, по ней сравнивают шум по санитарным нормам (для производства норма – 80 дБА).

Защита от шума

Защита работающих от высокого уровня шума достигается ограничением допустимого уровня воздействия, применением средств коллективной (уменьшением шума в источнике и на пути его распространения) и индивидуальной защиты. Средства коллективной защиты, в зависимости от способа реализации, могут быть акустическими, архитектурно-планировочными и организационно-техническими.

Нормирование параметров шума и организационные меры защиты. Шумы различают по характеру спектра (широкополосные, тональные) и по временны́м характеристикам (постоянные, непостоянные). Постоянные шумы – это шумы, уровень звука которых за рабочую смену изменяется не более чем на 5 дБА, уровень звука непостоянных шумов изменяется более чем на 5 дБА. Непостоянные шумы подразделяют:

– на колеблющиеся во времени, уровень которых непрерывно изменяется;

– прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБА и более);

– импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука отличаются от фона не менее чем на 7 дБ.

Методы снижения шума в производственных помещениях: уменьшение уровня шума в источнике; уменьшение уровня шума на пути распространения (звукопоглощение и звукоизоляция); установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты; медико-профилактические мероприятия.

Наиболее эффективны технические средства снижения шума в источнике возникновения: смена видов движений механизмов, материалов, покрытий; разнесение масс и жесткости; балансировка вращающихся частей и др. Снижение шума достигается установкой звукоизолирующих и звукопоглощающих экранов, перегородок, кожухов, кабин. Уменьшение шума звукопоглощением представляет собой переход колебательной энергии волн в тепловую энергию за счет преодоления трения в порах материала и рассеивания энергии в окружающей среде. Для звукоизоляции большое значение имеет масса ограждений, плотность материала (металл, дерево, пластик, бетон и др.), конструкция ограждения. Лучшие звукопоглощающие свойства обеспечиваются пористыми решетчатыми материалами (стекловата, войлок, каучук, поролон и др.).

Средства индивидуальной защиты. Для защиты работающих применяются ушные вкладыши, наушники, шлемофоны и др. Вкладыши и наушники иногда встраивают в каски, шлемы. Ушные вкладыши выполняют из каучука, эластичных материалов, резины, эбонита и ультратонкого волокна. При их применении получают снижение уровня звукового давления на 10–15 дБ. Наушники снижают уровень звукового давления на 7–35 дБ в среднем диапазоне частот. Шлемофоны защищают околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30–40 дБ в среднем диапазоне частот.

Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, прокладки из демпфирующих материалов. Ноги защищают специальной обувью.

К медико-профилактическим средствам относятся: организация режима труда и отдыха, жесткий контроль за его исполнением; медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия (гидропроцедуры, массаж, витамины и др.).