Тема 5. Техногенные опасности и защита от них

5.1 Механические опасности

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

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

Например:

- обвалы и камнепады в горах, снежные лавины, сели, град – естественного происхождения;

- машины, механизмы, различное оборудование, транспорт, здания и сооружения – искусственного.

Величину механических опасностей оценивают импульсом и кинетической энергией (КЭ).

Объекты, представляющие механическую опасность, по наличию энергии делят на 2 класса:

1) энергетические (колющие, режущие предметы, торчащие гвозди, заусеницы, лезвия);

2) потенциальные (неровные и скользкие поверхности, открытые люки, высота возможного падения).

Энергетические объекты воздействуют на человека, так как имеют тот или иной энергетический потенциал.

Потенциальные механические опасности лишены энергии. В этом случае травмирование может произойти за счёт энергии самого человека при контакте с ними.

Механические опасности распространены во всех видах деятельности людей всех возрастных групп: среди детей, школьников, домохозяек, людей старшего возраста, в спортивных играх, бытовой и производственной деятельности.

Механические колебания

К механическим колебаниям относятся: вибрация, шум, ультразвук, инфразвук.

Общим свойством этих физических процессов является то, что они связаны с переносом энергии. При определённой величине и частоте эта энергия может оказывать неблагоприятное воздействие на человека: вызывать различные заболевания, создавать дополнительные опасности. Поэтому необходимо изучить свойства этих опасных явлений, уметь измерить параметры колебаний и знать методы защиты от них.

Вибрация

Вибрацией называют механические колебания, испытываемые каким-либо телом. Причиной вибрации являются неуравновешенные силовые воздействия. Вибрация находит полезное применение в медицине (вибромассаж) и в технике (вибраторы). Однако длительное воздействие вибрации на человека является опасным. Опасна вибрация при определённых условиях 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. Иногда работник может одновременно подвергаться общей и местной вибрации (комбинированная вибрация). Вибрация нарушает деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывает вибрационную болезнь. Особенно опасна вибрация на резонансных или около резонансных частотах 6-9 Гц.

Основные направления защиты от вибрации:

1. Борьба с вибрацией в источнике её возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей, вместо подшипников качения используются подшипники скольжения. Применение специальных видов зацепления и чистоты поверхности шестерён позволяют снизить уровень вибрации на 3-4 дБ. Устранение дисбаланса вращающихся масс достигается балансировкой.

2. Отстройка от режима резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жёсткости), либо изменением угловой скорости. Жёсткостные характеристики системы изменяются введением в конструкцию рёбер жёсткости или изменением её упругих характеристик.

3. Вибродемпфирование – это снижение вибрации объекта путём превращения её энергии в другие виды (в конечном счёте – в тепловую). Увеличение потерь энергии возможно достичь разными приёмами: использованием материалов с большим внутренним трением; использование пластмасс, дерева, резины; нанесение слоя упруго-вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (рубероид, фольга, мастики, пластические материалы и др.). Толщина покрытий берётся равной 2-3 толщинам демпфируемого элемента конструкции. Хорошо демпфируют колебания смазочные масла.

4. Виброгашение – это способ снижения вибрации путём введения в систему дополнительных реактивных импедансов (сопротивлений). Чаще всего для этого вибрирующие агрегаты устанавливают на массивные фундаменты.

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

Шум

Шум – это механические колебания звуковых частот, распространяющиеся в жидкой, твёрдой и воздушной среде. Всякий нежелательный для человека звук принято называть шумом.

Вредное воздействие шума зависит от его громкости, тембра и длительности нахождения человека в неблагоприятных акустических условиях.

Методы борьбы с шумом:

1. Снижение шума в источнике.

2. Изменение направленности излучения.

3. Рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая обработка помещений.

4. Снижение шума на пути его распространения.

5. Средства индивидуальной защиты от шума.

Инфразвук

Это неслышимая человеком область низкочастотных звуковых колебаний частотой 16-20 Гц. Инфразвук возникает в атмосфере, в лесу, на море (так называемый голос моря). Источником инфразвука является гром, взрывы, орудийные выстрелы, землетрясения.

Для инфразвука характерно малое поглощение. Поэтому ультразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень большие расстояния. Это свойство инфразвука используется, как предвестник стихийных бедствий, исследования свойств атмосферы и водной среды.

Защита от инфразвука представляет очень серьёзную проблему!

Ультразвук

Это неслышимые человеком высокочастотные звуковые колебания частотой 20 000 – 1 000 000 Гц. Применяется в металлообрабатывающей промышленности, металлургии, машиностроении.

Ультразвук оказывает на организм человека вредное воздействие:

- функциональные нарушения нервной системы;

- изменение давления, состава и свойств крови;

- головные боли;

- быстрая утомляемость;

- потеря слуха.

Ультразвук действует на человека, как через воздушную среду, так и через жидкую или твёрдую (контактное действие на руки).