Человек и техносфера

Причины возникновения вибрации: неуравновешенные массы при возвратно-поступательном движении (штамповка), неуравновешенные массы при вращательном движении (электрический двигатель), электромагнитные колебания.

По источнику возникновения  общая вибрация подразделяется на следующие виды:

- транспортную. Воздействует на операторов подвижных машин (водители грузовых автомобилей, тракторов и т.д);

- транспортно-технологическую. Воздействует на операторов с ограниченным перемещением (водители рельсового транспорта, бурильных машин, бетоноукладчики);

- технологическую. Воздействует на операторов стационарных машин или передастся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Ее классифицируют следующим образом:

• в помещениях с источниками вибрации;
• на рабочих местах на судах (рубка капитана, штурмана радиста), в служебных помещениях без источников вибрации;
• на складах, в столовых без источников вибрации;
• в помещениях для умственного труда: заводоуправление, конструкторское бюро и т.д.

По временной характеристике различают:

- постоянную вибрацию, для  которой контролируемый параметр изменяется не более чем в 2 раза за время наблюдения;

- непостоянную вибрацию, изменяющуюся по контролируемому параметру более чем в 2 раза.

Характеристики вибрации:

1. Частота, Гц

Частота f < 0,7 Гц не вызывает виброболезни (морская качка). Собственная частота внутренних органов человека 6 – 9 Гц (у каждого органа своя частота колебаний для исключения попадания в резонанс)

2. Амплитуда виброскорости, м/с;

3. Амплитуда виброускорения, м/с²;

4. Логарифмический уровень виброскорости, дБ

 

,

где V – скорость, создаваемая источником вибрации;

V_o =

м/с – порог ощущения вибрации.

 

Общая вибрация действует на весь организм в целом. При этом страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Симптомы заболевания: головокружения, расстройства координации движения, снижение остроты зрения до 40%, изменение обменных процессов. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей, вплоть до их разрыва. Человеческое тело - это сложная колебательная система. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Например, область резонанса:

- для всего тела в положении сидя - 4—6 Гц;

- для головы в положении  сидя при вертикальных вибрациях  -20-30 Гц; при горизонтальных - 1.5-2 Гц;

- органы зрения -30-90 Гц, что  соответствует резонанс) глазных  яблок;

- сердце - 16 Гц;

- кишечник - 8 Гц.

По интенсивности колебаний  наиболее значительным является рельсовый транспорт. Уровни виброускорений на расстоянии до 20 м от тоннелей метрополитена и линий трамвая превышают средний городской уровень на 10 дБ. При эксплуатации железнодорожного транспорта повышенные уровни виброускорения регистрируются в радиусе 40-50 м.

Значительные вибрации создают  промышленные предприятия. Источниками вибрации является кузнечно-прессовое оборудование, внутризаводской и внутрицеховой транспорт, вращающиеся динамически неуравновешенные роторы машин и механизмов. Низкочастотные горизонтальные колебания (1-4 Гц) распространяются в глубь жилой застройки на расстояние до 4000 м и превышают допустимые значения виброускорсния на указанных частотах на 4-8 дБ.

Часто вибрация в квартире связана с эксплуатацией лифта. В момент пуска и при закрывании дверей значения превышают допустимые на 15-21 дБ.

Локальная вибрация действует  на отдельные части организма (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца). Бич современного машиностроения - локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются люди, работающие с ручным механизированным инструментом (отбойные молотки, перфораторы). Симптомы заболеваний: снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах.

Действие вибрации на организм человека зависит от мощности колебательного процесса, времени контакта, демпфирующих свойств тканей. Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний - 28%.

В зависимости от характера  работы вибрационная болезнь возникает  через 8-15 лет работы. Факторы производственной среды, усугубляющие вредное воздействие вибраций на организм:

- тяжелые мышечные нагрузки;

- пониженная температура;

- шум высокой интенсивности;

- психоэмоциональный стресс.

 

5. Промышленная вентиляция и кондиционирование: вентиляция как средство обеспечения нормального микроклимата; виды, способы осуществления вентиляции; схемы механической вентиляции; кондиционирование

Эффективным средством обеспечения  надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей  зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного  воздуха и подачу на его место  свежего. Классификация вентиляции приведена в таблице № 1

Таблица № 1

Классификация производственной вентиляции

Вентиляция
Естественная	Механическая		Смешанная (естественная плюс механическая)
	Общеобменная	Местная
·  Ветровая ·  Тепловая	·  Приточная ·  Вытяжная ·  Приточно-вытяжная	·  Вытяжная ·  Приточная

 

 

Аварийную вентиляцию (всегда вытяжная) выполняют в помещениях, где возможно выделение токсичных или взрывоопасных веществ.

Требования к вентиляции: вентиляция должна обеспечивать правильное соотношение между количеством  подаваемого и удаляемого воздуха, вентиляция не должна быть источником опасных и вредных факторов, вентиляция должна быть проста в эксплуатации и экономична.

Организованная – через специальные проёмы и сооружения.

Неорганизованная – через неплотности конструкции.

К достоинствам естественной вентиляции относятся низкие эксплуатационные и капитальные затраты.

Недостатки естественной вентиляции: не применяется в помещениях, где  есть выброс веществ, не осуществляет очистки перед выбросом в атмосферу.

Достоинства механической вентиляции: осуществляется предварительная обработка  воздуха, возможность подачи и отбора воздуха в любой точке помещения, возможность очистки воздуха. Недостатки: высокие эксплуатационные и капитальные затраты. Схема механической вентиляции в Приложении А.

Местная вентиляция предназначена  для удаления вредных веществ  из зоны их выделения или нормализации параметров микроклимата на рабочем  месте. Местная вентиляция бывает вытяжной и приточной системы.Схемы вытяжной местной вентиляции представлены на рис. 1.

Рис. 1. Защитнообеспыливающий кожух (шлифовальные станки)

Рис. 2. Вытяжной зонт (для удаления вредных веществ легче воздуха)

 

Рис. 3. Вытяжной шкаф (для химических операций)

 

Рис. 4. Бортовые отсосы (гальваника)

 

В качестве местной приточной вентиляции применяют воздушные души, воздушные  оазисы, тепловые завесы (сбоку или  снизу). Схема воздушного душирования представлена на рис. 5.

Рис. 5. Воздушное душирование (в горячих цехах)

6. Средства защиты от вибрации. Средства индивидуальной защиты

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в  уменьшении их в источнике образования  и на пути распространения, а также  в применении индивидуальных средств  защиты, проведении санитарных и организационных  мероприятий. К средствам индивидуальной защиты оператора от вибрации относятся платформы, сидения, рукоятки.

Виброзащитные платформы (площадки) — наиболее приемлемые средства защиты от общей вибрации при работе стоя. Основной частью подставки является опорная плита, на которой стоит и выполняет работу оператор. Средства виброизоляции могут размещаться сверху плиты, снизу плиты или с обеих сторон одновременно. В зависимости от принятой схемы их взаимного расположения виброзащитные платформы изготавливают с опорными, встроенными, накладными или комбинированными виброизоляторами. На практике применяются различные конструктивные схемы платформ: с резиновыми, пневмобаллонными и пружинными виброизоляторами.

Виброзащитные сиденья применяют, если оператор выполняет работу сидя. Рабочие места, расположенные на транспортных средствах, оснащают подрессоренными сиденьями. Для эффективной виброзащиты в диапазоне частот 2—20 Гц собственная частота системы сиденье-человек должна быть около 1 Гц, что соответствует статическому перемещению такой системы под собственным весом порядка 25 см.

Такие сиденья наряду с  упругими и демпфирующими элементами, как правило, направляющие механизмы, обеспечивающие снижение вибрации в  одном, обычно вертикальном направлении. Широкое распространение получили сиденья с параллелограммным направляющим механизмом в подвеске, когда упругие и демпфирующие элементы шарнирно закреплены на поворотных рычагах по диагонали параллелограмма.

Собственная частота таких  систем лежит в диапазоне 1,5—2,5 Гц, а от-носительное демпфирование изменяется в пределах 0,2—0,5.

Виброзащитные рукоятки предназначены для защиты от локальной вибрации рук оператора.

Так для снижения действия вибрации, передаваемой на руку человека отбойным молотком, он оснащается виброгасящей рукояткой. Она содержит пружинный упругий элемент и подшипники качения, располагаемые между поверхностью корпуса и рукояткой для уменьшения трения. Это позволяет в несколько раз снизить уровень передаваемой вибрации.

Эффективным способом виброзащиты оператора пневмошлифовальных машин является использование рукояток из эластичных материалов на воздушной подушке. При этом исключается непосредственный контакт рукоятки с вибрирующим корпусом и достигается существенное снижение уровня вибрации, действующей на человека.

В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации также используются: для рук — виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки; для  ног — виброизолирующая обувь, стельки, подметки.

Виброзащитные рукавицы отличаются от обычных рукавиц тем, что на их ладонной части или в накладке закреплен упругодемпфирующий элемент. Этот элемент выполняется из поролона, однако более эффективно использование пеноэласта, губчатой резины. Применяются рукавицы с эластично-трубчатыми элементами. На рукавице имеются трубчатые элементы, закрепленные накладками и расположенные вертикальными рядами параллельно друг другу и перпендикулярно оси рукавицы. Также рукавицы могут выполняться с накладным карманом, в который вставляется накладка с эластично-трубчатыми элементами.

Виброзащитная обувь изготовляется в виде сапог и ботинок как мужских, так и женских, и отличается от обычной обуви наличием подошвы или вкладыша из упругодемпфирующего материала.

 

7. Взрыв: физико-химические основы, виды  взрывоопасных веществ, пожаровзрывоопасность технологических процессов на производстве. Оценка поражающих факторов ЧС при взрывах

Взрыв - это освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Он приводит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень высоким давлением, который при моментальном расширении оказывает ударное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела.

Взрыв в твердой среде  сопровождается ее разрушением и  дроблением, в воздушной или водной - вызывает образование воздушной  или гидравлической ударных волн, которые и оказывают разрушающее  воздействие на помещенные в них  объекты.

В деятельности, не связанной  с преднамеренными взрывами в  условиях промышленного производства, под взрывом следует понимать быстрое, неуправляемое высвобождение энергии, которое вызывает ударную волну, движущуюся на некотором удалении от источника.   

Все виды взрывов можно  классифицировать на следующие три  группы:

- неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени и в ограничением пространстве (взрывные процессы);

- образование облаков  топливно-воздушной смеси (ТВС) или других химических газообразных, пылеобразных веществ, их быстрые взрывные превращения (объемный взрыв);

- взрывы трубопроводов,  сосудов, находящихся под высоким  давлением или с перегретой  жидкостью, прежде всего резервуаров  со сниженным углеродным газом.