Tiểu luận bảo hộ lao động rung động trong sản xuất

Sự lan truyền của rung độngCác máy móc, thiết bị trong sản xuất cũng như các phương tiện giao thông vận tải trong quá trình hoạt động thường sinh ra những dao động mạnh, nhất là với các

MỞ ĐẦU

Lao động là hoạt động quan trọng nhất của con người, nó tạo ra của cải vật chất và các giá trị tinh thần của xã hội Lao động có năng suất, chất lượng và hiệu quả cao là nhân tố quyết định sự phát triển của đất nước, xã hội, gia đình và bản thân mỗi người lao động Bất cứ một chế độ xã hội nào, lao động của con người cũng là một trong những yếu tố quyết định nhất,

năng động nhất trong sản xuất Chủ tịch Hồ Chí Minh đã nói: "Xã hội có cơm ăn, áo mặc, nhà

ở là nhờ người lao động Xây dựng giàu có, tự do dân chủ cũng là nhờ người lao động Tri thức mở mang, cũng nhờ lao động Vì vậy lao động là sức chính của sự tiến bộ xã hội loài người"

Trong quá trình lao động tạo ra của cải vật chất cho xã hội, con người luôn phải tiếp xúc với máy móc, trang thiết bị, công cụ và môi trường Đây là một quá trình hoạt động phong phú, đa dạng và rất phức tạp, vì vậy luôn phát sinh những mối nguy hiểm và rủi ro làm cho người lao động có thể bị tai nạn hoặc mắc bệnh nghề nghiệp Vì vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để hạn chế được tai nạn lao động đến mức thấp nhất

Rung động trong sản xuất là một trong những tác hại nghề nghiệp thường gặp trong môi trường lao động hiện nay Nhằm mục đích tìm hiểu những nguyên lý cơ bản của sự rung động, phân tích được sự ảnh hưởng của rung động tác động đến sức khỏe người lao động từ đó tìm ra

nguyên nhân và các biện pháp khắc phục Nhóm đã chọn đề tài: “ Rung động trong sản xuất”.

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN

I. Những khái niệm cơ bản về rung động

1. Khái niệm rung động

Rung động là các dao động cơ học trong vùng hạ âm và một phần âm tần

Dạng rung động đơn giản nhất là điều hoà Trong sản xuất thường gặp các dạng rung động phức tạp, là tổng của nhiều dao động điều hoà

Rung động của một vật thể là sự chuyển dịch tuần hoàn của trọng tâm vật thể đó khỏi vị trí cân bằng

Trong nhiều ngành sản xuất có sử dụng các thiết bị tạo ra rung động như: các máy đầm rung, chèn đá (cho nền đường xe lửa) v.v Và nhiều thiết bị khác khi làm việc có sinh ra rung động như máy khoan đá (chạy điện hay khí nén), máy cưa cầm tay, máy tán rỉ xe chạy bằng khí nén, ôtô, máy kéo, máy cầy, máy gặt v.v

Các thiết bị nói trên khi làm việc đều sinh ra rung động một yếu tố có hại trong sản xuất

2. Các đại lượng đặc trưng cho rung động

Các đại lượng vật lý đặc trưng cho rung động

Rung được định nghĩa là dao động của những giá trị chuyển dịch của điểm hoặc của hệ

cơ học, ít nhất là theo một phương toạ độ Cũng như các chuyển động dao động khác các thông

số đặc trưng cho rung động gồm:

Độ dịch chuyển (x ), đơn vị của độ dịch chuyển là mét

Vận tốc rung (x’ ):: là đạo hàm theo thời gian của chuyển dịch rung Đơn vị đo vận tốc rung là m/s

Gia tốc rung (x’’) là đạo hàm theo thời gian của vận tốc rung Đơn vị đo gia tốc rung là m/s2

Chu kỳ dao động (T): là khoảng thời gian nhỏ nhất ở các dao động tuần hoàn để mỗi một giá trị của đại lượng dao động (đặc trưng cho rung) lặp lại Đơn vị đo chu kỳ rung là giây

Tần số dao động tuần hoàn (f): là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ dao động Đơn vị đo tần số là Hz

II. Sự lan truyền của rung động

Các máy móc, thiết bị trong sản xuất cũng như các phương tiện giao thông vận tải trong quá trình hoạt động thường sinh ra những dao động mạnh, nhất là với các máy móc, thiết bị làm việc với hành trình lớn, vận tốc cao Những dao động này dưới dạng sóng cơ, thông qua các bộ phận của máy, bệ máy, sàn nhà, kết cấu công trình v.v… lan truyền ra các môi trường xung quanh làm cho các môi trường, vật chất xung quanh chịu tác động và bị dao động theo

Trong quá trình dao động lan truyền, biên độ dao động sẽ dần giảm biên độ rồi ngừng lại

vì nói chung vật dao động nào cũng chuyển động trong một môi trường và chịu tác dụng ma sát của môi trường truyền dao động Tuỳ theo lực ma sát đó lớn hay nhỏ, dao động sẽ ngưng lại nhanh hay chậm Chúng ta gọi hiện tượng trên là sự tắt dần dao động Trong đời sống và trong

kỹ thuật, có trường hợp sự tắt dần của dao động là không có lợi, người ta phải có biện pháp để khắc phục nó (thí dụ như con lắc đồng hồ) Ngược lại, cũng có trường hợp sự tắc dần dao động

là có lợi, cần thiết (thí dụ như hệ thống giảm xóc của ôtô, xe máy, hay thiết bị tắt rung động lực của các thiết bị máy móc có trọng lượng và mức dao động lớn v.v…)

Con người và các vật khi tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiến với nguồn rung,những rung động được truyền tới cơ thể con người và các vật chịu tác động của rung động Ở thời điểm ban đầu, cơ thể người và các vật chịu tác động của rung động đồng thời thực hiện hai dao động: dao động riêng tắt dần và dao động cưỡng bức dưới tác động của ngoại lực Sau một thời gian rất ngắn, dao động riêng tắt dần mất đi và khi đó dao động của cơ thể người và các vật chịu tác động chỉ còn dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực Nếu ngoại lực được duy trì lâu dài thì dao động cưỡng bức cũng được duy trì lâu dài với tần số bằng tần số của dao động cưỡng bức

Về mặt toán học, dao động cưỡng bức xảy ra khi hệ có tác dụng của cáckích động ngoài Các kích động này có thể tuần hoàn hay va chạm

Như thế cơ chế tác động của rung động đối với con người và các vật chịu tác động chính

là sự thực hiện dao động cưỡng bức của cơ thể dưới tác động củakích động lực hoặc kích động học nào đó

Trường hợp khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động (con người hay các vật chịu tác động của dao động) thì biên độ của dao động cưỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại, trường hợp này gọi là sự cộng hưởng dao động

Cộng hưởng dao động là hiện tượng hay gặp trong đời sống và trong kỹ thuật, sản xuất,

nó có thể có lợi hoặc có hại cho con người Trong thực tế có nhiều hiện tượng cộng hưởng có hại, thí dụ như chiếc cầu, bệ máy, trục máy, khung xe, thành tầu, sàn tầu, v.v… Nếu vì một nguyên nhân nào đó chúng dao động cộng hưởng với một vật dao động khác (thí dụ: một máy phát điện lớn), chúng sẽ rung lên rất mạnh, và có thể bị gẫy, đổ, hoặc làm hư hại các chi tiết, kết cấu …

III. Một số nguồn gây rung động trong sản xuất

Trong sản xuất có sử dụng các thiết bị khí động (sử dụng khí nén) và dụng cụ điện cầm tay Rung động của các thiết bị, dụng cụ này ảnh hưởng đến người công nhân chủ yếu ở một vài bộ phận của cơ thể như bàn tay, cổ tay, khuỷu tay, vai v.v Rung động loại này gọi là rung động cục bộ Một số thiết bị lớn hơn khi làm việc có rung động, nhưng để vận hành người công nhân phải đứng, ngồi bên trên thiết bị hoặc trên bệ máy hoặc cả sàn đặt máy Rung động này tác động lên toàn bộ cơ thể người lao động gọi là rung toàn thân

Trong các loại thiết bị, dụng cụ gây ra rung động cục bộ có các thiết bị, dụng cụ có tác dụng dập và xoay dập được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp mỏ, giao thông vận tải, đúc và trong các quá trình sản xuất khác Các thiết bị dụng cụ đó gồm búa - khoan dùng khí nén, khoan điện, máy tán ri vê (sử dụng khí nén), máy dầm bê tông, máy lèn đá (chạy điện) cho nền đường sắt và các dụng cụ cầm tay khác v.v Các dụng cụ và thiết bị chạy bằng khí nén, điện

có cơ cấu và công dụng khác nhau và khác nhau về đặc tính rung động Các búa khoan có tần

số dao động 25 ÷ 50 Hz, độ lệch 0,098 ÷ 0,5.10-3 m Máy khoan có điện tần số rung động 9 ÷

20 Hz và độ lệch là 1,0 ÷ 1,5 mm; nhưng cũng có

Những máy khoan có tần số rung động tới 90 Hz và độ lệch là 0,05 ÷ 0,3 mm.Búa khí động dùng để tán rivê có số lần đập từ 900 ÷ 5000 lần trong một phút, tần số rung động là 30 ÷

60 Hz và độ lệch 0,5 ÷ 2.8 mm, nhưng cũng có nhữ ng búa có tần số rung động tới 100 Hz và

độ lệch là 0,25 ÷ 0,5 mm

Các máy dầm dùng khí nén hoặc điện được dùng nhiều trong ngành đúc (làm khuôn) và xây dựng, làm đường v.v có số lần dập tới 650 lần trong một phút với tần số rung động là 10

÷ 15 Hz và độ lệch tới 15 ÷ 30 mm Các máy dùng để gia công thô và tinh sản phẩm kim loại (như đúc, hàn) có các đặc tính rung động khác nhau, có máy có tần số rung động là 20 ÷ 40

Hz, độ lệch là 0,04 ÷ 6 mm, hoặc ở tần số rung động là 80 ÷ 120 Hz và độ lệch là 0,038 ÷ 0,15 mm

Các máy khoan sâu có số vòng quay 1500 ÷ 3500 vòng/phút và tần số rung động từ 30

÷ 450 Hz với độ lệch là 0,0015 ÷ 0,47 mm Khi các máy đó làm việc, người công nhân đứng thao tác trên sàn có rung động với tần số 18 ÷ 400 Hz

Một số thiết bị dùng trong sản xuất dược phẩm, như các máy sấy chân không, tủ sấy tầng sôi tạo ra mức rung động lớn trên sàn đứng vận hành, cách máy 1m đo được tần số rung động 0,8 ÷ 2 Hz, độ lệch 0,013 ÷ 0,020 mm Rung động toàn thân thường tác động đến công nhân điều khiển các phương tiện vận tải, máy di động trên khoảng cách lớn như công nhân lái

xe tải, xe lu, máy kéo trong nông nghiệp Rung động toàn thân còn tác động đến công nhân điều khiển các phương tiện vận tải, công nghệ, các thiết bị di động hạn chế (chuyển dịch trên những mặt bằng nhất định trong gian sản xuất hoặc khai thác mỏ) như công nhân lái máy xúc, cần trục công nghiệp, máy liên hợp khai thác mỏ…

Hình 1.1: Một số nguồn gây rung động tác động đến người công nhân

IV. Tiêu chuẩn vệ sinh, máy đo, phương pháp đo và đánh giá rung động

1. Tiêu chuẩn

- TCVN 512 - 90: Rung toàn thân

- TCVN 5127 - 90: Rung cục bộ

- Tiêu chuẩn rung thực hiện theo Quyết định 3733/2002/QĐ – YT ngày 10/10/2002 của

Bộ Y tế

2. Máy đo và phương pháp đo rung động

Máy đo rung động có nhiều loại khác nhau

Về đại lượng đo có 2 loại chính:

- Máy đo độ dịch chuyển (mm), vận tốc rung động (mm/s, m/s), gia tốc rung động (m/s2)

- Máy đo mức vận tốc rung động (dB), mức gia tốc rung động (dB)

Về kích thước máy đo, có 2 loại:

- Loại máy có kích thước nhỏ gọn, nhẹ ( máy đo xách tay) dung để mang đi hiện trường đo

- Loại máy có kích thước lớn hơn, nhiều tính năng hơn thường đặt cố định trong phòng thí nghiệm

Các máy đo rung động loại xách tay được dung phổ biến trong nước là các máy đo VM61, VM62, VM63… của hãng Rion Nhật Bản, các máy đo của hãng Bruel & Kjaer Đan Mạch như máy Vibration Meter Type 2511 ( thường dung với bộ lọc kiểu 1621)

Model VA – 508C Vibration system Model VI – 100 Vi bration meter.

Hình 1.2: Ảnh chụp máy đo rung Model VA – 508C Vibration system và Model VI – 100 Vi

bration meter.

3. Tiêu chuẩn rung động trong sản xuất

Định mức vệ sinh của tiếng ồn và rung động trong sản xuất là giới hạn cho phép về tiếng

ồn và rung động, mà trong giới hạn đó người công nhân có thể lao động trong nhiều năm không bị bệnh nghề nghiệp do tiếng ồn và rung động Nhưng thực tế đã đạt đến giới hạn hoàn toàn hợp vệ sinh đó, đòi hởi một chi phí khá lớn và yêu cầu kỹ thuật cao, do đó khi lập định mức về vệ sinh người ta phải lấy điều kiện “ có thể chịu được” mà chưa phải là “ tối ưu” Như vậy định mức vệ sinh là sự thỏa hiệp giữa yêu cầu vệ sinh với khả năng kỹ thuật và kinh tế trong một giai đoạn nào đó Mỗi nước đều có tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn ngành hoặc các quy định bắt buộc thi hành hay khuyến khích thi hành

Định mức rung động cho phép đối với con người trong sản xuất có 2 loại tiêu chuẩn, áp dụng cho rung động toàn than ( tại chỗ làm việc) và rung động cục bộ

a. Mức rung động cho phép tại chỗ làm việc

Định mức tiêu chuẩn Việt Nam về giá trị cho phép của rung động tại chỗ làm việc được thể hiện trong nội dung tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5126 – 90 do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành kèm theo Quyết định ban hành số 681/QĐ ngày 08 tháng 12 năm

1990

Rung động tác động lên cơ thể người tại chỗ làm việc thường có tần số trong phạm vi từ 0.7 ÷ 90 Hz Mức rung cho phép tác động lên cơ thể người quy định cho những loại sau:

Loại 1: Rung vận chuyển, tác động tại chỗ làm việc của công nhân của những máy di động và các phương tiện vận tải khi làm việc Ví dụ: điều khiển máy kéo trong nông nghiệp, xe tải, máy làm đường…

Mức rung loại này không áp dụng cho phương tiện vận tải đường sắt, đường thủy và đường không

Loại 2: Rung vận chuyển – công nghệ, tác động tại chỗ làm việc của những máy có di động hạn chế trên những khu vực nhất định của sản xuất công nghiệp và khai thác mỏ Ví dụ: điều khiển máy xúc, cần trục công nghiệp, máy liên hiệp khai thác mỏ

Loại 3: Rung – công nghệ, tác động tại chỗ làm việc của những máy tĩnh tại, hoặc truyền ra nơi làm việc không có nguồn rung Ví dụ: công việc của người điều khiển máy công

cụ ở những chỗ không có nguồn rung khác

Đối với những chỗ làm việc có yêu cầu cao về cách rung thì phải có hệ số bổ sung, đặc biệt phải có giới hạn riêng, chặt chẽ hơn Ví dụ: chỗ làm việc của các phòng quản lý nhà máy, phòng thiết kế, phòng thí nghiệm và những phòng dung để kiểm tra chất lượng sản phẩm trong nhà máy…

b. Mức rung cục bộ cho phép

Đánh giá rung cục bộ thường là giá trị trung bình bình phương của vận tốc hoặc gia tốc rung và thời gian tác động của rung

Các giá trị vận tốc và gia tốc được đánh g á trong vùng tần số từ 5,6 đến 1400 Hz, bao gồm 8 giải ócta từ 8Hz đến 1000Hz

c. Tiêu chuẩn rung đối với môi trường khu công cộng và khu dân cư

Các máy móc, thiết bị trong sản xuất cũng như các phương tiện giao thông vận tải, các hoạt động xây dựng và sản xuất công nghiệp, trong quá trình hoạt động thường sinh ra những dao động mạnh Những dao động này dưới dạng song cơ, truyền trực tiếp tới cơ thể người, làm cho cả cơ thể hoặc từng bộ phận của cơ thể dao động, hoặc lan truyền ra môi trường xung quanh, các khu công cộng, khu dân cư ( bao gồm khu dân cư, khách sạn, nhà nghỉ, cơ quan hành chính….) gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng công trình, đến chất lượng cuộc sống sinh hoạt của dân cư, điều dưỡng hoặc ảnh hưởng đến môi trường làm việc nơi công sở

Ngoài các biện pháp kỹ thuật, tổ chức quy hoạch… việc định mức tiêu chuẩn tối đa cho phép đối với rung động do ảnh hưởng của phương tiện giao thông, của hoạt động xây dựng và sản xuất công nghiệp cũng là một giải pháp tích cực nhằm hạn chế tác dộng có hại của rung động đối với môi trường khu công cộng và khu dân cư

Trích dẫn dưới đây là tiêu chuẩn Việt Nam về giới hạn cho phép của rung động và chấn động, rung động và va chạm do các hoạt động xây dựng và sản xuất công nghiệp, do phương tiện giao thông vận tải đối với môi trường khu công cộng và khu dân cư ( bảng 1.1, 1.2 và 1.3)

Bảng 1.1: Mức gia tốc rung cho phép trong hoạt động xây dựng (dB)

( TCNV 6962: 2001)

Khu vực Thời gian ápdụng trong ngày Mức cho phép(dB) Ghi chú

Khu vực cần có môi

trường đặc biệt yên tĩnh

7 giờ - 19 giờ 75

Thời gian làm việc liên tục không quá 10 giờ/ ngày

19 giờ - 7 giờ Mức nền

Khu dân cư, khách sạn,

nhà nghỉ, cơ quan hành

chính và tương tự

7 giờ - 19 giờ 75

Thời gian làm việc liên tục không quá 10 giờ/ ngày

19 giờ - 7 giờ Mức nền

Khu dân cư xen kẽ trong

khu vực thương mại,

dịch vụ và sản xuất

6 giờ - 22 giờ 75

Thời gian làm việc liên tục không quá 14 giờ/ ngày

22 giờ - 6 giờ Mức nền

Bảng 1.2: Mức gia tốc rung cho phép trong hoạt động sản xuất công nghiệp ( dB)

( TCVN 6962: 2001)

Khu vực

Mức cho phép và thời gian áp

6 giờ - 18 giờ 18 giờ - 6 giờ

Khu vực cần có

môi trường đặc

Mức gia tốc rung quy định trong bảng là:

1) Mức đo được khi dao động ổn định, hoặc

2) Là trung bình của các giá trị cực đại đối với mồi giao động khi dao động được đo có chu

kỳ hay ngắt quãng, hoặc

3) Là giá trị trung bình của 10 giá trị lớn nhất từ 100 giá trị đã đo được của mỗi 5s hoặc tương đương của nó khi các dao động

là bất quy tắc và đột ngột

Khu dân cư,

khách sạn, nhà

nghỉ, cơ quan

hành chính và

tương tự

Khu dân cư xen

kẽ trong khu vực

thương mại, dịch

vụ và sản xuất