Abstract: The article discusses the main characteristics of industrial noise, as well as the method of measuring noise at the workplaces of the machining shop at the milling processing site of the branch of JSC "UEC" VMZ Salyut.
Keywords: noise, measurement, machining, workshop, production, characteristics, vertical CNC milling machine
Шумом называются звуковые колебания различной интенсивности и частоты, оказывающих вредное или опасное воздействие на организм человека. Самыми распространенными проявлениями воздействия шума на работника машиностроительного предприятия являются: снижение разборчивости речи, утомляемость и снижение производительности труда, появление шумовой патологии (тугоухости) [1-6].
В связи с увеличением производственных мощностей, количества средств технологического оснащения (металлорежущих станков) на участке фрезерной обработки механообрабатывающего цеха АО «ОДК» «ВМЗ «Салют» задача борьбы с производственным шумом остается актуальной. В статье авторами рассмотрен один из способов повышения эффективности оценки механического шума за счет внедрения методики измерения.
По природе возникновения производственный шум можно разделить на механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный (рис. 1).
Рисунок 1 — Классификация производственных шумов по природе возникновения
Согласно приведенному в СП 51.13330.2011 определению допустимый уровень шума представляет собой «уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов его организма, чувствительных к шуму».
Нормируемыми параметрами постоянного шума на рабочих местах являются:
– уровни звукового давления LP, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые по формуле:
Lр=20lgР/Р0, дБ,
где P — среднее квадратическое значение звукового давления в определенной полосе частот, Па; Р0 = 2 • 10‾5 Па — исходное значение звукового давления в воздухе;
– уровень звука LА, дБА, определяемый по формуле:
LA = 20lg PA/P0,
где PA — среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера, Па.
Оценка постоянного шума на соответствие предельно допустимым уровням должна проводиться как по уровням звукового давления, так и по уровню звука, которые приведены в таблице 1.
Нормируемыми параметрами непостоянного шума на рабочих местах являются:
– эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянного шума — уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение заданного интервала времени, дБА;
– максимальный уровень звука: для колеблющегося во времени и прерывистого шума в дБА; для импульсного шума — в дБА1.
Оценка непостоянного шума на соответствие предельно допустимым уровням должна проводиться как по эквивалентному, так и по максимальному уровням звука (в дБА или дБА1).
Предельно допустимые уровни должны в соответствии с ГОСТ 12.1.003 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 приниматься:
– для тонального и импульсного шума на 5 дБ (дБА) меньше значений, указанных в таблице 1;
– для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, — на 5 дБ (дБА) меньше фактических уровней шума в этих помещениях, если последние не превышают значений, указанных в таблице 1.
При уровне шума выше 80 дБ становится трудно разговаривать, уровень шума 120 дБ вызывает ощущение давления в ушах, при 130-140 дБ шум создает болевое ощущение, при 160 дБ и выше происходит механическое повреждение органов слуха и внутренних органов, при уровнях порядка 180 дБ начинают разрушаться металлические соединения (заклепочные и сварочные швы). Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума — 125 дБА. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звука или уровнем звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА (дБ) [7,9,11,13].
Таблица 1
Допустимые уровни звукового давления, уровни звука на рабочих местах, в производственных помещениях и на территории предприятия
|
Рабочие места |
Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровень звука | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 5000 | дБА | |
| Помещения кон-
структорских бюро, лабораторий для обработки экспериментальных данных |
71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| Помещения управления, рабочие комнаты | 79 | 70 | 68 | 58 | 55 | 52 | 50 | 49 | 60 |
| Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
| Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий | 99 | 92 | 86 | 83 | 80 | 78 | 76 | 74 | 80 |
При обработке изделий на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ МА-655 возникают механические шумы. Причины их появления следующие: наличие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникающих из-за движения деталей механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы и ряд других. [8,12,14]
Допустимые шумовые характеристики металлорежущих станков отдельно регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 12.2.107-85.
Измерение шума на рабочих местах механообрабатывающего цеха на участке фрезерной обработки проводилось по методике измерений (МИ) эквивалентного уровня звука на рабочем месте на основе стратегии рабочей операции МИ ПКФ-14-011 с изменением № 1 от 09.02.2018 [10].
Настоящий документ разработан в соответствии с ГОСТ Р 8.563-09 Методики выполнения измерений, ГОСТ Р 54500.1-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009 Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководство по неопределенности измерения, ГОСТ Р 54500.3-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения, РМГ 91-2009 Совместное использование понятий «погрешность измерения» и «неопределенность измерения». Общие принципы.
Методика применима для контроля шума на рабочем месте в помещении предприятия и на территории и предназначена для использования испытательными лабораториями и центрами, выполняющими инструментальный контроль уровней шума с целью гигиенической оценки и специальной оценки условий труда.
Общие сведения:
- Измеряемая величина:корректированные по A эквивалентные уровни звука на рабочем месте.
- Диапазоны измерения:
— с микр. 14 мВ/Па: 30-151 / 33-150 дБА (зависит от СИ);
— с микр. 50 мВ/Па: 18-140/ 22-139 дБА (зависит от СИ). - Показатели точности:
-Погрешность измерения в КТ: ±0,7 дБ (без импульсов), ±1,1 дБ (при наличии импульсов).
— Расширенная неопределенность УЗ на РМ не превышает 3дБ.
Последовательность измерений:
- Рабочую смену разбивают на несколько операций или технологических циклов известной продолжительности.
- Для каждой рабочей операции проводят серию однократных измерений
- Рассчитывают эквивалентный уровень звука каждой операции.
- Рассчитывают эквивалентный уровень звука на рабочем месте и оценочный уровень.
Проведение измерений:
- КТ – в месте расположения головы или рядом с ухом.
- Однократные измерения LATсогласно РЭ.
— Серия из не менее 3 измерений (суммарно не менее 10% продолжительности операции).
— Максимальный разброс в серии 3 дБ.
— Длительность однокр. измерения не менее 5 мин до стабилизации LAT (+/-0,2дБ за 10с). - Идентификация импульсного и (или) тонального шума.
Точность измерений эквивалентного уровня звука в контрольной точке рабочей зоны по данной МИ характеризуется абсолютной погрешностью. Погрешность измерения эквивалентного уровня звука в контрольной точке по данной МИ не превышает +/- 0,7 дБ для шума, не содержащего коротких импульсов, и +/- 1,1 дБ для шума, состоящего из импульсов длительностью от 5 до 100 мс.
Точность измерения эквивалентного уровня звука на рабочем месте по данной МИ характеризуется расширенной неопределенностью при коэффициенте охвата 2, соответствующего уровню доверия 95%. Расширенная неопределенность измерения эквивалентного уровня звука на рабочем месте по данной МИ не превышает 3,0 дБ. Указанные показатели точности установлены из предположения, что продолжительность каждой технологической операции в течение рабочей смены точно определена на основании анализа технологического процесса.
При выполнении измерений на рабочих местах механообрабатывающего цеха на участке фрезерной обработки применялись следующие средства измерения и вспомогательные устройства (табл. 2).
Таблица 2
Средства измерения и сведения о государственной проверке
| Наименование средств измерений | Заводской номер средств измере-ния | Свидетельство о проверке средств измерений, проверено до | Погреш-ность СИ | Значения параметров окружающей среды в соответствии с рабочими условиями эксплуатации применяемых СИ | |
| Наимено-вание | Тип (модель) | ||||
| Шумомер-виброметр анализатор спектра | ОКТАВА-110А | А 092030 | № С-ГУЦ/25-01-2024/127326092 до 24.01.2025 | 0,7 дБА | От -10 до +40°С до 90% при +40°С (без конденсата).
От 86 до 108 кПа (от 645 до 810 мм рт.ст) |
| Измеритель параметров микроклимата с шаровым термометром (сфера Вернона) | Метеоскоп-М | 38612 | № 207/20-09315п до 02.11.2025 | ±0,2 °С,
±3%, ±(0,05+0,05V) м/с |
Условия эксплуатации измерительно-индикаторного блока:
от 20 до +55 °С; от 3 до 90 %. Условия эксплуатации сенсометрического щупа: от 40 до 85 °С; от 9 до 97 % |
| Дальномер лазерный | Mettro Control 60 | 00019123 | № С-МА/28-01-2024/127303391 до 27.01.2025 | ±1,5 мм | От 0 до +40 °С |
| Калибратор акустический | CAL 200 | 10169 | № С-Т/27-01-2024/127160946 до 26.01.2025 | ±0,1 дБ | От -10 до +50°С;
От 1% до 90% (без конденсата); 650-1080 мбар (от 487,5 до 810 мм рт.ст.) |
Условия окружающей среды в исследуемых помещениях при проведении измерений представлены в таблице 3.
Таблица 3
Условия окружающей среды на рабочих местах механообрабатывающего цеха на участке фрезерной обработки
| Наименования рабочей зоны | Параметры окружающей среды при проведении измерений |
| Цех | Температура воздуха: 19,1 °С
Атмосферное давление: 756 мм рт.ст. Относительная влажность воздуха: 34 % |
| Механический участок фрезерной обработки | Температура воздуха: 18,2 °С
Атмосферное давление: 730 мм рт.ст. Относительная влажность воздуха: 40 % |
Предельно допустимые уровни (ПДУ) шума установлены в соответствии с:
- СанПиН 1.2.3685-21 [1].
- МИ ПКФ-14-010 [3].
Отнесение условий труда на рабочем месте к классам (подклассам) условий труда осуществляется в соответствии с пунктами 34-38 и Приложением № 11 к Методике проведения социальной оценки условий труда, являющейся Приложением № 1 к Приказу Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 24 января 2014 № 33н [2, 3].
Результаты измерений (дата проведение измерений 05.08.2024) шума на рабочих местах участка фрезерной обработки механообрабатывающего цеха на приведены в табл. 4.
Таблица 4
Результаты измерений
| № п/п | Наименование фактора, источник, место проведения измерений | Продолжитель-ность воздействия в течении раб. смены 8ч. | Временная характерис-тика | ПДУ
(дБ) |
Результаты измерений | Эквивалентный уровень звука
в течении раб. смены 8ч. |
| (дБ) | (дБ) | |||||
| 1. | Шум: Выполнение всех видов работ на рабочих местах
Источник: Производственное оборудование (цех) |
12,5% | Непостоянный – колеблю-щийся во времени | 80 | 83,9
82,7 83,5 |
83,4 |
| 2. | Шум: Выполнение всех видов работ на рабочих местах
Источник: Производственное оборудование (механический участок) |
75,0% | Непостоянный – колеблю-щийся во времени | 80 | 78,8
79,7 78,9 |
79,1 |
Заключение о соответствии требованиям:
Значение показателя 1 (таблица 4) превышает норму. Источником шума по данному показателю является слесарный участок, на котором производится зачистка сварных швов после сварочных операций. Данный участок граничит с участком фрезерного оборудования. Загрузка слесарного участка незначительная, порядка 20%, шум непостоянный, колеблющийся во времени, продолжительность воздействия 12,5% от 8-часовой рабочей смены, эквивалентный уровень звука 83,4 дБ. Согласно карте специальной оценки условий труда, на данной участке применен 3.1 класс (подкласс) условий труда. [15] При выполнении работ работники слесарного участка используют средства индивидуальной защиты (СИЗ).
Измерение показателя 2 проводилось непосредственно на рабочем месте станочника на вертикально-фрезерном станке механообрабатывающего цеха. Значения показателя 2 находятся в норме (таблица 4). Загрузка фрезерного участка составляет 80%, продолжительность воздействия 75% от 8-часовой рабочей смены, эквивалентный уровень звука 79,1 дБ. Согласно карте специальной оценки условий труда, на данной участке применен 2 класс (подкласс) условий труда. [15] Рабочие (фрезеровщики) при выполнении работ СИЗ не используют.
Так как по планировке цеха слесарный участок, граничит с участком фрезерной обработки рекомендациями к снижению шума на пути его распространения могут служить: использование кожухов, экранов; установка звукоизолирующих перегородок между станками и помещениями; размещение на потолке и верхних частях стен помещений звукопоглощающих облицовок.
References
1. The Influence of Occupational Noise Exposure on Cardiovascular and Hearing Conditions among Industrial Workers / X. Li, Q. Dong, B. Wang, H. Songan, B. Zhu // Sci. Rep. – 2019. – Vol. 9. – P. 11524. DOI: 10.1038/541598-019-47901-22. Hearing Loss Characteristics of Wokers with Hypertension Exposed to Occupational Noise: A Cross-Sectional Study of 270,033 Participants / B. Wang, L. Han, S. Dai, X. Li, W. Cai, D. Yang, L. Chen, N. Wang, B. Zhu, J. Zhang // Hindawi BioMed Research International. – 2018. – Vol. 2018. – P. 7. DOI: 10.1155/2018/8541638
3. Сiuman R.R. Stria vascularis and vestibular dark cells: characterisation of main structures responsible for homeostasis, and their pathophysiological relations // The Journal of Laryngology & Otology. – 2009. – Vol. 123, № 2. – P. 151–162. DOI: 10.1017/S0022215108002624
4. Dobie R.A. The burdens of age-related and occupational noise-induced hearing loss in the United States // Ear Hear. – 2008. – Vol. 29, № 4. – Р. 565–577. DOI: 10.1097/AUD.0b013e31817349ec
5. Kim T.S., Chung J.W. Associations of Dietary Riboflavin, Niacin, and Retinol with Age-related Hearing Loss; An Analysis of Korean National Health and Nutrition Examination Survey Data // Nutrients. – 2019. – Vol. 11, № 4. – P. 896. DOI: 10.3390/nu11040896
6. Spankovich C., Li Prell C.G. Healthy diets, healthy hearing: National health and nutrition examination survey, 1999–2002 // Int. J. Audiol. – 2013. – Vol. 52, № 6. – P. 369–376. DOI: 10.3109/14992027.2013.780133
7. СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» // СПС КонсультантПлюс.
8. Технологическое обеспечение качества / В. А. Макаров, О. Г. Драгина, М. И. Седых, П. С. Белов. – Москва; Берлин : ДиректМедиа, 2015. – 101 с. – ISBN 978-5-4475-4080-7. – EDN UDINFF.
9. Приказ Минтруда России от 24.01.2014 N 33н (ред. от 27.04.2020).
10. МИ ПКФ-14-011. Методика измерений эквивалентного уровня звука на рабочем месте на основе стратегии рабочей операции.
11. Девисилов В. А. Охрана труда: учебник. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2013. — 448 с.
12. Рябов, С.А. Современные фрезерные станки и их оснастка: учеб. Пособие; ГУ КузГТУ. - Кемерово, 2006. – 102 с.
13. ГОСТ 12.1.003-2014 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности. — М.: Стандартинформ, 2014 — 45 с.
14. Асташков В.А., Миканов А.П. Исследование шума в механических цехах // Машиностроитель. 2002. - №8. - С.50-52
15. Федеральный закон от 28.12.2013 N 426-ФЗ (ред. от 24.07.2023) "О специальной оценке условий труда" (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2023)