Kỹ Thuật An Toàn Và Môi Trường: Quản Lý Tiếng Ồn Và Rung Động Trong Sản Xuất

Tiếng ồn và rung động là hai yếu tố nguy hại phổ biến tại các cơ sở cơ khí chế tạo. 54 trang · Kỹ Thuật An Toàn Và Môi Trường · 2023.

• Tác giả: Nguyễn Thị Khương
• Người hướng dẫn: TS. Tào Ngọc Linh
• Trường học: Kỹ Thuật An Toàn Và Môi Trường
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật An Toàn
• Đề tài: Kỹ Thuật An Toàn Đối Phó Với Tiếng Ồn Và Rung Động Trong Sản Xuất
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. I. Khái niệm tiếng ồn
• 2. II. Ảnh hưởng của tiếng ồn đến sinh lý người
• 3. III. Các biện pháp phòng chống tiếng ồn
• 3.1. Giảm tiếng ồn ở nguồn phát sinh
• 3.2. Giảm tiếng ồn trên đường lan truyền
• 3.3. Chống tiếng ồn khí động
• 3.4. Phòng hộ cá nhân
• 3.5. Thiết kế, xây dựng nhà máy
• 4. IV. Khái niệm về rung động
• 5. V. Ảnh hưởng của rung động đến sinh lý người
• 5.1. Rung động toàn thân
• 5.2. Rung động cục bộ
• 6. VI. Các biện pháp phòng chống rung động
• 6.1. Lắp ráp, gá đặt các thiết bị máy móc chắc chắn với nền xưởng
• 6.2. Sắp xếp vị trí máy móc thiết bị hợp lý
• 6.3. Bảo trì các thiết bị máy móc thường xuyên

Tóm tắt

I. Tổng quan về tiếng ồn và rung động trong sản xuất

Tiếng ồn và rung động là hai yếu tố nguy hại phổ biến tại các cơ sở cơ khí chế tạo. Tiếng ồn công nghiệp phát sinh từ dao động cơ học và dòng khí áp suất lớn. Các thiết bị như máy dập, máy mài, búa rèn tạo ra mức âm vượt ngưỡng 100 dB. Trong khi đó, rung động là hiện tượng dao động cơ học truyền trực tiếp qua bệ máy hoặc dụng cụ cầm tay. Môi trường công nghiệp chia rung động thành hai nhóm chính gồm rung toàn thân và rung cục bộ. Rung toàn thân tác động khi công nhân đứng hoặc ngồi trực tiếp trên bệ sàn máy. Rung cục bộ truyền trực tiếp qua lòng bàn tay khi vận hành máy đục hoặc máy cưa. Cả hai yếu tố vật lý này thường xuất hiện song hành trong các dây chuyền gia công đột dập, tiện phay và máy nén khí. Quy chuẩn an toàn lao động yêu cầu kiểm soát chặt chẽ thời gian tiếp xúc của người vận hành. Việc nắm vững bản chất vật lý giúp kỹ sư xây dựng kế hoạch kiểm soát hiệu quả ngay từ khâu thiết kế phân xưởng.

1.1. Nguồn phát sinh tiếng ồn cơ học và khí động

Nguồn phát sinh âm thanh trong nhà máy phân loại thành tiếng ồn va chạm, cơ khí và khí động. Tiếng ồn va chạm xuất hiện tại phân xưởng rèn với mức 98 dB, phân xưởng gò đạt tới 114 dB. Tiếng ồn cơ khí hình thành do ma sát tại máy tiện đạt 96 dB, máy gia công phá từ 95 đến 105 dB và máy mài chạm ngưỡng 105 dB. Đặc biệt, tiếng ồn khí động sinh ra khi luồng khí chuyển động vận tốc cao qua miệng thổi hoặc cánh quạt ly tâm. Trạm nén khí công nghiệp tạo mức ồn lên đến 110 dB. Quạt gió công nghiệp duy trì mức ồn liên tục khoảng 105 dB. Việc phân loại cụ thể từng nguồn phát sinh tạo cơ sở kỹ thuật để lựa chọn vật liệu triệt tiêu âm thanh chính xác.

1.2. Phân loại rung động toàn thân và rung động cục bộ

Rung động công nghiệp chia làm hai dạng cơ bản theo đường truyền vào cơ thể người. Dạng thứ nhất là rung toàn thân khi người lao động đứng hoặc ngồi trên sàn bệ máy rung lắc mạnh. Dao động lan tỏa từ chân lên khắp khung xương và nội tạng. Các nguồn gây rung toàn thân điển hình gồm xe lu, máy ủi, bệ sàn dập kim loại. Dạng thứ hai là rung cục bộ khi người thợ nắm giữ các thiết bị cơ khí cầm tay. Lực rung tác động trực tiếp vào ngón tay, bàn tay và khớp cổ tay. Dụng cụ như búa hơi, máy khoan bê tông là những nguồn gây rung cục bộ nguy hiểm. Việc nhận diện chính xác kiểu rung động quyết định phương thức lắp đặt đệm giảm chấn phù hợp.

II. Tác hại của tiếng ồn và rung động trong môi trường làm việc

Tiếp xúc lâu dài với tiếng ồn và chấn động gây tổn thương nghiêm trọng đến sức khỏe sinh lý con người. Tiếng ồn liên tục làm suy giảm độ nhạy thính giác và nâng cao ngưỡng nghe. Mức ồn vượt quá 85 dB trong ca làm việc tám tiếng dẫn đến điếc nghề nghiệp khó hồi phục. Sóng âm cường độ cao tác động vào vỏ não gây căng thẳng, đau đầu và giảm khả năng tập trung. Hệ tim mạch phản ứng tiêu cực qua hiện tượng tăng huyết áp và rối loạn nhịp tim. Song song đó, rung động cơ học tàn phá hệ cơ xương khớp của người thợ. Rung toàn thân gây chấn thương cột sống, thoái hóa đốt sống thắt lưng và rối loạn tiền đình. Tác động rung lắc kéo dài còn phá vỡ chức năng tuyến giáp cùng hệ sinh dục. Rung cục bộ hủy hoại hệ mạch máu ngoại vi tại các đầu ngón tay. Hội chứng ngón tay trắng buốt khiến bàn tay tê dại và mất dần lực cầm nắm. Thiệt hại sức khỏe này làm giảm năng suất lao động và tiềm ẩn nguy cơ tai nạn nghiêm trọng.

2.1. Tác động của tiếng ồn lên hệ thần kinh và thính giác

Tiếng ồn công nghiệp ảnh hưởng trực tiếp đến màng nhĩ và tế bào lông thính giác. Khi tiếp xúc âm thanh trên 90 dB kéo dài, các tế bào thụ cảm bị tê liệt. Ngưỡng nghe dịch chuyển lên cao khiến thính lực suy giảm vĩnh viễn. Ngoài tổn thương cơ học tại ốc tai, sóng âm cường độ lớn kích thích vỏ não liên tục. Hệ thần kinh giao cảm bị kích động dẫn tới hiện tượng mất ngủ kéo dài. Người lao động nhanh chóng rơi vào trạng thái mệt mỏi và kiệt sức. Sự suy giảm chú ý làm chậm tốc độ phản xạ trước các tình huống nguy hiểm. Rối loạn điều hòa trương lực mạch máu não còn gây nên các cơn đau nửa đầu cấp tính trong ca làm việc.

2.2. Biến chứng bệnh nghề nghiệp do rung động gây ra

Rung động cơ học kéo dài gây nên các biến chứng bệnh lý nghề nghiệp nguy hiểm. Rung toàn thân làm xô lệch đĩa đệm và vôi hóa cột sống thắt lưng. Cơ quan tiền đình tổn thương gây mất thăng bằng cơ thể khi di chuyển. Tác động cơ học còn kích thích co thắt mạch vành và làm tăng nhịp tim bất thường. Đối với rung cục bộ, các vi chấn thương hủy hoại dây chằng và bao hoạt dịch khớp cổ tay. Tình trạng co thắt mao mạch làm biến đổi màu sắc da ngón tay sang màu trắng bệch. Người bệnh chịu đựng những cơn đau nhức buốt và mất cảm giác nhiệt độ ở đầu chi. Teo cơ mô cái bàn tay khiến công nhân mất khả năng cầm nắm dụng cụ chính xác.

III. Kỹ thuật an toàn đối phó với tiếng ồn và rung động hiệu quả

Kỹ thuật kiểm soát tiếng ồn và rung động đòi hỏi giải pháp công nghệ đa tầng. Bước ưu tiên hàng đầu là xử lý triệt để ngay tại nguồn phát sinh cơ học. Kỹ sư cần hiện đại hóa quy trình bằng cách thay công nghệ tán dập bằng ép thủy lực. Việc thay thế bánh răng kim loại bằng bánh răng phi kim giảm ma sát đáng kể. Bước tiếp theo là chặn đứng âm thanh trên đường truyền bằng vật liệu cách âm. Tường ngăn và trần panel EPS xốp chịu nhiệt giúp ngăn sóng âm lan rộng trong xưởng. Các ống tiêu âm tiết diện tròn hoặc vuông được lắp trên đường ống máy nén khí. Đối với chấn động cơ học, bệ máy cần được lắp ráp chắc chắn vào nền móng nhà xưởng. Kỹ thuật viên sử dụng đệm lò xo, đệm cao su hoặc tấm đệm thủy lực để hấp thụ dao động. Quy trình bôi trơn và bảo dưỡng định kỳ giúp triệt tiêu rung lắc do mài mòn chi tiết. Kết hợp che chắn âm và đế chống rung tạo ra môi trường làm việc an toàn.

3.1. Biện pháp tiêu âm và cách ly tiếng ồn đường truyền

Biện pháp tiêu âm chặn đứng đường truyền sóng âm qua không gian và kết cấu xưởng. Nhà máy bố trí các vách ngăn hoặc trần cách âm sử dụng sợi thủy tinh và bông khoáng. Vỏ bọc cách âm bằng thép dày hai đến ba milimet bao quanh thiết bị ồn. Đối với hệ thống thông gió và khí nén, kỹ sư lắp buồng tiêu âm hoặc ống tiêu âm chuyên dụng. Lớp vật liệu hút âm kết hợp tấm đục lỗ làm suy giảm dòng khí xoáy. Ngoài ra, việc xây dựng buồng điều khiển cách ly giữ mức ồn cho kỹ thuật viên dưới ngưỡng cho phép. Cửa ra vào khu vực máy nén khí cần lắp kính đôi và gioăng cao su kín khít để chống rò rỉ âm học.

3.2. Kỹ thuật giảm chấn và chống rung cho máy móc

Kỹ thuật chống rung tập trung cô lập lực quán tính cơ học truyền xuống sàn nhà xưởng. Máy móc quay nhanh như tuabin, động cơ điện cần được cân bằng động chính xác trước khi vận hành. Chân máy phải bắt chặt trên các gối đỡ đàn hồi làm từ cao su kỹ thuật hoặc lò xo thép. Móng máy hạng nặng như máy búa rèn cần thi công tách rời khỏi móng tường bao quanh xưởng. Khe hở giữa các móng được chèn cát hoặc vật liệu hấp thụ dao động. Định kỳ kiểm tra độ rơ của ổ bi và độ mòn bánh răng để thay thế kịp thời. Việc bôi trơn đầy đủ các khớp trượt hạn chế xung lực va đập cơ học trong chu kỳ làm việc.

IV. Ứng dụng kỹ thuật kiểm soát tiếng ồn và rung động công nghiệp

Ứng dụng đồng bộ giải pháp kỹ thuật an toàn mang lại hiệu quả cao trong bảo vệ sức khỏe người lao động. Doanh nghiệp cần quy hoạch mặt bằng nhà xưởng hợp lý ngay từ giai đoạn thiết kế cơ sở. Các khu vực gây chấn động mạnh như phân xưởng rèn, đột dập cần bố trí xa khu văn phòng và nhà điều hành. Khoảng cách địa lý kết hợp dải cây xanh dày đặc giúp hấp thụ đáng kể năng lượng âm thanh. Bên cạnh giải pháp công trình, trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân đóng vai trò phòng vệ cuối cùng. Nút bịt tai chất dẻo giúp giảm mức âm từ 10 đến 20 dB ở dải tần số nguy hiểm. Bao ốp tai bảo hộ ngăn ngừa tổn thương thính giác khi môi trường làm việc vượt quá 120 dB. Găng tay chống rung chuyên dụng lót đệm đàn hồi giúp cách ly rung động cơ học tác động lên khớp tay. Việc tuân thủ kiểm định định kỳ và đo đạc trắc địa môi trường đảm bảo các thông số luôn nằm trong giới hạn an toàn.

4.1. Quy hoạch mặt bằng xây dựng và rào cản cây xanh

Quy hoạch kiến trúc nhà máy đóng vai trò cốt lõi trong việc giảm thiểu ô nhiễm rung ồn thứ cấp. Thiết kế phân xưởng phải tính toán hướng gió chủ đạo để bố trí nguồn ồn ở cuối hướng gió. Các khu vực máy ép dập, máy nghiền cần đặt tại các khối nhà riêng biệt. Xung quanh nhà xưởng cần trồng các dải cây xanh nhiều tầng tán rộng. Cây xanh hoạt động như một rào cản tự nhiên có khả năng tán xạ và hấp thụ sóng âm. Đất xốp và thảm thực vật còn triệt tiêu sóng chấn động lan truyền trên mặt đất. Giải pháp này vừa giảm mức ồn cho khu dân cư lân cận vừa cải thiện vi khí hậu lao động.

4.2. Trang bị phương tiện bảo hộ cá nhân chuyên dụng

Trang bị bảo hộ cá nhân là biện pháp bắt buộc khi các giải pháp kỹ thuật chưa thể triệt tiêu hoàn toàn rung ồn. Nút bịt tai bằng cao su bọt xốp có khả năng hạ thấp áp suất âm thanh từ 10 đến 15 dB ở tần số 125 Hz đến 500 Hz. Chụp tai chống ồn kín vòng đầu bảo vệ màng nhĩ trước các xung âm thanh vượt 110 dB. Đối với công nhân trực tiếp cầm máy đầm hoặc búa đục, găng tay chống rung chuyên dụng là vật dụng không thể thiếu. Lớp đệm polyme giảm chấn trong lòng găng tay ngăn chặn sóng cơ học truyền vào mao mạch xương bàn tay. Giày bảo hộ có đế giảm chấn cũng giúp bảo vệ cột sống khi đứng vận hành máy dập liên tục.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các phân xưởng sản xuất công nghiệp nói chung và ngành gia công cơ khí nói riêng, môi trường lao động luôn tiềm ẩn nhiều yếu tố nguy hại vật lý phát sinh trực tiếp từ quá trình vận hành thiết bị, gia công cắt gọt, rèn, dập và chuyển động cơ học. Hai tác nhân vật lý phổ biến và gây ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến sức khỏe người lao động là tiếng ồn và rung động cơ học. Tiếng ồn với cường độ cao kéo dài không chỉ gây mệt mỏi, suy giảm thính lực mà còn dẫn đến các bệnh lý nghề nghiệp vĩnh viễn, trong khi rung động truyền qua bệ máy hoặc dụng cụ cầm tay làm tổn hại hệ thần kinh, hệ cơ - xương - khớp và các cơ quan nội tạng. Nhận thức rõ thực trạng này, nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn của giảng viên TS. Nguyễn Ngọc Linh, tập trung giải quyết bài toán kiểm soát, giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn và rung động nhằm bảo đảm an toàn và cải thiện điều kiện môi trường trong sản xuất cơ khí.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu chính được văn bản xác định cụ thể như sau:

1. Hệ thống hóa các khái niệm nền tảng, định nghĩa bản chất vật lý của tiếng ồn và rung động cơ học phát sinh trong sản xuất cơ khí.
2. Khảo sát, thống kê và phân loại định lượng mức độ ồn của các nguồn thiết bị, dây chuyền công nghệ đặc trưng và xác lập giới hạn thời gian tiếp xúc an toàn của tai người theo cường độ âm.
3. Phân tích cơ chế tác động sinh lý học của tiếng ồn đối với hệ thần kinh, hệ tim mạch và thính giác của người lao động.
4. Nghiên cứu, đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật phòng chống tiếng ồn toàn diện: giảm thiểu tại nguồn, ngăn chặn trên đường lan truyền (vách ngăn, vỏ bọc, buồng tiêu âm, ống tiêu âm), trang bị phương tiện bảo hộ cá nhân và quy hoạch mặt bằng nhà máy.
5. Làm rõ bản chất rung động cơ học, các thông số đặc trưng ($b, v, a$), nguyên nhân phát sinh rung động có hại trong máy móc và phân loại rung động theo cơ chế tiếp xúc (rung toàn thân và rung cục bộ).
6. Phân tích tác hại bệnh lý của rung động đối với cơ thể người và đề xuất các biện pháp kỹ thuật cách ly, giảm chấn, bố trí mặt bằng xưởng và bảo dưỡng thiết bị nhằm kiểm soát rung động.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hiện tượng tiếng ồn (tiếng ồn va chạm, tiếng ồn cơ khí, tiếng ồn khí động) và hiện tượng rung động (rung toàn thân, rung cục bộ) sinh ra từ các loại máy công cụ, thiết bị gia công áp lực, thiết bị nhiệt và hệ thống phụ trợ. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung vào mặt bằng các phân xưởng gia công cơ khí, xưởng đúc, rèn, gò, dập và khuôn viên nhà máy sản xuất (với trường hợp khảo sát thực tế vị trí xưởng tại Cụm công nghiệp Lai Xá, Hoài Đức, Hà Nội); phạm vi về nội dung giới hạn ở các thông số kỹ thuật âm học, động học và giải pháp công nghệ an toàn lao động trong ca làm việc tiêu chuẩn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu vận dụng hệ thống cơ sở lý thuyết chuyên ngành về An toàn lao động, Kỹ thuật môi trường và Âm học kỹ thuật:

• Lý thuyết sóng âm và âm học công nghiệp: Định nghĩa tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cường độ, tần số khác nhau, hỗn độn không mong muốn, gây cản trở cho quá trình làm việc và nghỉ ngơi của con người. Cường độ âm thanh được đo lường và đánh giá thông qua thang đo decibel (dB).
• Quy chuẩn về thời gian chịu đựng tiếng ồn của thính giác: Mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa mức ồn (dB) và thời gian phơi nhiễm cho phép tối đa trong ngày làm việc (từ ngưỡng 90 dB tương ứng 8 giờ đến ngưỡng 110 dB chỉ cho phép tiếp xúc tối đa 0,5 giờ).
• Lý thuyết dao động cơ học đàn hồi: Định nghĩa rung động là hiện tượng dao động cơ học của vật thể đàn hồi sinh ra khi trọng tâm hoặc trục đối xứng của chúng xê dịch trong không gian, hoặc do sự biến đổi có tính chu kỳ về hình dạng của vật thể so với trạng thái tĩnh.
• Hệ thống thông số động học đặc trưng của rung động:
  • Biên độ dịch chuyển dao động ($b$).
  • Biên độ vận tốc dao động ($v$).
  • Biên độ gia tốc dao động ($a$).

Phương pháp nghiên cứu được triển khai kết hợp giữa nghiên cứu lý luận, tổng hợp kỹ thuật và phân tích thực tiễn:

• Phương pháp thống kê và phân loại định lượng: Tiến hành phân nhóm các nguồn ồn cơ khí theo bản chất vật lý (va chạm, cơ khí ma sát, khí động lực học) và đối chiếu mức ồn thực tế đo được tại các phân xưởng công nghiệp.
• Phương pháp phân tích sinh lý học lao động: Tổng hợp cơ chế tổn thương của cơ thể người dưới tác động tích lũy của vi chấn và sóng âm lên các hệ cơ quan nội tiết, tuần hoàn, thần kinh và giác quan.
• Phương pháp thiết kế kết cấu âm học và tiêu giảm chấn động: Phân tích nguyên lý cấu tạo, bố trí lớp vật liệu hấp thụ âm, vách tán xạ, cấu trúc đục lỗ, bộ tiêu âm khí động tích cực và thụ động, cũng như liên kết bu lông móng giảm rung.
• Nguồn dữ liệu sử dụng: Dữ liệu thực tế về cường độ âm thanh của các phân xưởng gia công (rèn, dập, tiện, phay, mài, nén khí...); dữ liệu ngưỡng chịu đựng thính lực theo thời gian; dữ liệu thông số vật liệu cách âm (bông thủy tinh, xốp XPS, cao su non, thạch cao, panel EPS) và sơ đồ quy hoạch xưởng cơ khí chính xác tại khu công nghiệp.

Nội dung chính theo từng chương

I. Khái niệm tiếng ồn và mức ồn trong sản xuất cơ khí

Chương này tập trung xác định bản chất của tiếng ồn công nghiệp, phân loại nguồn phát sinh và tổng hợp bức tranh toàn cảnh về mức ồn thực tế trong các công đoạn gia công cơ khí. Mức ồn đo được tại các vị trí làm việc hầu hết đều vượt qua ngưỡng khuyến cáo thông thường, đòi hỏi sự kiểm soát nghiêm ngặt.

Bảng số liệu tổng hợp mức ồn của các nguồn đặc trưng trong sản xuất cơ khí:

Nhóm nguồn ồn	Phân xưởng / Thiết bị gia công	Mức ồn đo được (dB)
1) Tiếng ồn va chạm	Phân xưởng rèn	98
	Phân xưởng gò	113 ÷ 114
	Phân xưởng dập	112
	Phân xưởng tán	117
	Phân xưởng nồi hơi	99
	Phân xưởng đúc	99 ÷ 115
	Phân xưởng đột	98
	Phân xưởng làm đồ đồng	102
2) Tiếng ồn cơ khí	Máy gia công phá	95 ÷ 105
	Máy tiện	93 ÷ 96
	Máy khoan	114
	Máy bào	97
	Máy mài	105
	Máy đánh bóng	108
3) Tiếng ồn khí động	Máy nén khí kiểu tuabin	118
	Quạt gió ly tâm	105
	Trạm nén khí	110

Cùng với việc thống kê mức ồn, tài liệu thiết lập bảng quy chuẩn thời gian tối đa người lao động có thể chịu đựng tiếng ồn trong một ngày làm việc mà không gây tổn thương cấp tính cho cơ quan thính giác:

Mức ồn (dB)	Thời gian tác động tối đa trong ngày (giờ)
90	8,0
92	6,0
95	4,0
97	3,0
100	2,0
102	1,5
105	1,0
110	0,5

II. Ảnh hưởng của tiếng ồn đến sinh lý người

Chương II phân tích toàn diện các biến đổi sinh lý và bệnh lý khi người lao động chịu tác động của tiếng ồn môi trường kéo dài:

• Rối loạn hệ thống thần kinh: Gây ức chế vỏ não, tạo trạng thái căng thẳng thần kinh liên tục, dẫn đến suy nhược, nhức đầu và làm suy giảm khả năng tập trung chú ý trong quá trình thao tác kỹ thuật, gia tăng nguy cơ xảy ra sự cố lao động.
• Biến đổi hệ thống tim mạch: Tiếng ồn gây rối loạn trương lực bình thường của thành mạch máu, dẫn đến biến động huyết áp và gây ra các rối loạn về nhịp tim.
• Tổn thương cơ quan thính giác: Tiếp xúc với âm thanh cường độ cao làm suy giảm độ nhạy cảm thính giác, khiến ngưỡng nghe của tai tăng lên; trường hợp kéo dài sẽ dẫn tới bệnh điếc nghề nghiệp không hồi phục.

III. Các biện pháp phòng chống tiếng ồn

Chương III trình bày hệ thống 5 nhóm giải pháp kỹ thuật và tổ chức nhằm loại bỏ hoặc giảm thiểu tiếng ồn trong môi trường sản xuất cơ khí:

1. Giảm tiếng ồn ở nguồn phát sinh: Hiện đại hóa trang thiết bị công nghệ, loại bỏ máy móc cũ nát gây ồn (ví dụ ứng dụng máy gia công trung tâm CNC hiện đại như model maxmiii QMC-600); thay đổi quy trình công nghệ gia công, thay thế nguyên lý dập, tán bằng công nghệ ép thủy tĩnh hoặc ép êm.
2. Giảm tiếng ồn trên đường lan truyền:
   • Tường và trần cách âm: Sử dụng kết cấu ngăn chặn sự truyền dẫn âm, tạo không gian làm việc cách ly. Vật liệu cách âm chuyên dụng gồm có bông thủy tinh, xốp XPS, cao su non, thạch cao và hệ tấm panel EPS (xốp EPS chịu nhiệt cấu tạo gồm lớp mặt trong và mặt ngoài).
   • Vỏ cách âm cho thiết bị: Áp dụng bọc kín một phần hoặc toàn phần thiết bị gây ồn lớn (đặc biệt là động cơ điện). Kết cấu vỏ bao gồm: lớp vỏ kim loại hoặc các loại kính (kính đơn - Single glass, kính dán phim cách âm - Laminated glass with acoustic film, kính hộp - Double glazing), lớp vật liệu hút âm bên trong, rãnh thông gió có tích hợp bộ tiêu âm cho luồng khí vào/ra, và hệ thống chân đế đặt trên đệm đàn hồi giảm chấn.
   • Buồng và tấm cách âm: Được thiết kế cho các vị trí công nhân không trực tiếp thao tác cầm tay liên tục nhưng cần theo dõi quá trình làm việc của máy móc. Kết cấu này có khả năng làm giảm mức ồn từ 30 đến 40 dB. Các kết cấu buồng và tấm chắn cụ thể gồm có: màn cách âm (kết hợp vật liệu hút âm và kính quan sát), lồng cách âm (vỏ cứng bọc vật liệu hút âm), màn phản xạ phối hợp hút âm (màn trong suốt và ốp hút âm), buồng quan sát (khung gỗ thanh vuông, vỏ thép dày 2-3 mm, lót sợi thủy tinh) và tấm chắn di động tiêu âm đặt tại các khu vực tính toán điều khiển.
3. Chống tiếng ồn khí động: Bản chất sinh ra do dòng khí hoặc hơi chuyển động với vận tốc cao tại động cơ, máy nén khí hoặc tiếng nổ xả áp. Biện pháp hữu hiệu nhất là ứng dụng các kết cấu tiêu âm trên đường dẫn khí, phân chia thành hai dạng: bộ tiêu âm tích cực và bộ tiêu âm thụ động. Cấu tạo gồm:
   • Buồng tiêu âm mở rộng.
   • Tấm tiêu âm: Cấu thành từ thành tấm, vật liệu hút âm, tấm đục lỗ hoặc lưới sắt bảo vệ và ống đàn hồi.
   • Ống tiêu âm: Dạng tiết diện tròn (lớp vật liệu hút âm lót ống đục lỗ hoặc lưới kim loại) và dạng tiết diện vuông (vỏ kim loại, thanh đục lỗ, vải thủy tinh ngăn bụi sợi và vật liệu hút âm bên trong).
4. Trang bị phòng hộ cá nhân: Sử dụng nút bịt tai bằng chất dẻo có khả năng làm hạ thấp mức âm khoảng 10 dB tại dải tần số 125 Hz – 500 Hz; sử dụng bao ốp tai (chụp tai) chuyên dụng để bảo vệ cơ quan thính giác khi môi trường làm việc có mức ồn vượt quá 120 dB.
5. Quy hoạch, thiết kế và xây dựng nhà xưởng: Bố trí dải cây xanh dày đặc xung quanh nhà xưởng đóng vai trò như rào cản tự nhiên làm phân tán sóng âm; quy hoạch mặt bằng phân xưởng hợp lý, cách ly máy công cụ gây ồn lớn; bảo đảm khoảng cách an toàn tối thiểu giữa khu vực gia công nặng với khu văn phòng và khu dân cư lân cận (minh họa thực tế qua bản đồ vị trí cụm công nghiệp cơ khí Lai Xá - Hoài Đức).

IV. Khái niệm về rung động

Nội dung chương này định nghĩa bản chất vật lý của dao động cơ học đàn hồi. Rung động được đặc trưng bởi ba thông số động học: biên độ dịch chuyển dao động ($b$), biên độ vận tốc ($v$) và biên độ gia tốc dao động ($a$). Về mặt kỹ thuật, rung động được chia thành hai nhóm:

• Rung động có ích: Được chủ động tạo ra nhằm phục vụ công nghệ gia công, sản xuất như trong máy sàng rung, hệ thống băng tải rung hoặc máy đầm đất.
• Rung động có hại (không mong muốn): Phát sinh do sự mất cân bằng động của các chi tiết quay, sự lệch tâm không đồng trục của các trục truyền động, các mối ghép bu lông hoặc đinh tán bị lỏng, trục máy bị cong vênh, hoặc va đập cục bộ tại các khe hở do dung sai chế tạo và lắp ráp. Các dạng hư hỏng cơ khí điển hình gây rung mạnh gồm mòn cánh quạt, hỏng cụm ổ bi, lỏng chân đế thiết bị và nứt gãy thanh dẫn rotor động cơ.

V. Ảnh hưởng của rung động đến sinh lý con người

Tác động tiêu cực của rung động đối với cơ thể người phụ thuộc chặt chẽ vào thời gian tiếp xúc, vị trí tiếp xúc trên cơ thể, dải tần số rung, biên độ rung, vận tốc rung, gia tốc rung và hướng truyền sóng dao động. Rung động được phân loại thành hai dạng tác động chính:

Tiêu chí phân tích	Rung động toàn thân	Rung động cục bộ
Vị trí và cơ chế tiếp xúc	Dao động truyền qua toàn bộ cơ thể khi người lao động ở tư thế đứng hoặc ngồi trên sàn xưởng, bệ máy, ghế điều khiển của thiết bị rung động.	Dao động truyền trực tiếp vào một phần cơ thể tiếp xúc với dụng cụ hoặc chi tiết máy: bàn tay, ngón tay, cổ tay, khuỷu tay và khớp vai.
Tác động lên hệ thần kinh và thăng bằng	Làm rối loạn chức năng hệ thần kinh trung ương, khiến cơ thể nhanh chóng mệt mỏi, suy giảm và tổn thương nghiêm trọng tính ổn định thăng bằng.	Mất cảm giác xúc giác tạm thời hoặc vĩnh viễn ở bàn tay, đầu ngón tay và bàn chân; suy giảm phản xạ cảm ứng.
Tác động lên hệ tim mạch và tuần hoàn	Gây ra những biến đổi bệnh lý ở cơ tim và huyết động học.	Tổn thương hệ mạch máu ngoại vi, làm đổi màu sắc ở các ngón tay (ngón tay trắng bệch/tái xanh do co thắt mạch máu).
Tác động lên hệ cơ - xương - khớp	Gây viêm khớp tiến triển, thoái hóa và vôi hóa các khớp cột sống, khớp xương chịu lực.	Xuất hiện các biến đổi thoái hóa ở khớp, viêm bao gân, giãn dây chằng và teo cơ; đau nhức khớp bàn tay, cổ tay, mắt cá chân; làm giảm lực cầm nắm.
Tác động lên hệ nội tiết	Rối loạn chức năng tuyến giáp trạng, suy giảm chức năng tuyến sinh dục ở cả nam và nữ.	Không ghi nhận tác động trực tiếp lên hệ thống nội tiết toàn thân.

VI. Các biện pháp phòng chống rung động

Nội dung chương cuối đề xuất 3 biện pháp kỹ thuật then chốt nhằm triệt tiêu và hạn chế dao động truyền từ máy móc vào môi trường và con người:

1. Lắp ráp, cố định thiết bị chắc chắn với nền móng xưởng: Thi công móng máy chịu tải động riêng biệt; sử dụng các mối liên kết bu lông móng xiết chặt, đệm cao su giảm chấn hoặc đệm lò xo cách ly đàn hồi giữa chân đế máy và sàn bê tông nhằm cắt đứt đường truyền dao động.
2. Quy hoạch, sắp xếp vị trí máy móc thiết bị hợp lý: Bố trí khoảng cách lắp đặt máy móc khoa học, tránh đặt các thiết bị có tải trọng động và rung chấn lớn gần các khu vực làm việc đòi hỏi độ chính xác cao hoặc gần kết cấu chịu lực nhạy cảm của nhà xưởng.
3. Thực hiện bảo trì, bảo dưỡng thiết bị định kỳ: Thường xuyên kiểm tra tình trạng kỹ thuật của cụm ổ bi, bôi trơn hệ thống truyền động, căn chỉnh độ đồng tâm của trục, tiến hành cân bằng động các chi tiết quay (rotor, cánh quạt, puli) và xiết chặt các mối ghép bu lông lỏng nhằm triệt tiêu nguồn gốc gây rung động cơ học.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã tổng hợp và lượng hóa thành công các thông số vi khí hậu vật lý nguy hại trong các cơ sở cơ khí, với những kết quả cụ thể:

• Xác lập cơ sở dữ liệu định lượng về mức ồn trong công nghiệp cơ khí: Chỉ rõ các phân xưởng có cường độ âm thanh rất cao, vượt ngưỡng tiếp xúc cho phép thông thường như phân xưởng nén khí (110 - 118 dB), phân xưởng tán (117 dB), phân xưởng gò (113 - 114 dB), phân xưởng dập (112 dB) và máy khoan (114 dB).
• Đối chiếu khung thời gian phơi nhiễm an toàn: Cung cấp thang tham chiếu chuẩn xác cho thấy với mức ồn trên 100 dB, thời gian làm việc an toàn của tai người không được vượt quá 2 giờ/ngày; tại mức 110 dB chỉ còn 0,5 giờ/ngày.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật đồng bộ, có tính thực tiễn cao: Khẳng định tính hiệu quả của buồng và tấm cách âm với khả năng triệt giảm từ 30 đến 40 dB; giải pháp nút bịt tai chất dẻo giúp giảm 10 dB trong dải tần số 125 Hz – 500 Hz; các mô hình vỏ bọc động cơ có rãnh tiêu âm thông khí trên đệm đàn hồi; các kết cấu ống tiêu âm tròn/vuông lót vải thủy tinh và tôn đục lỗ.
• Phân định rõ cơ chế bệnh học của rung động cơ học (toàn thân và cục bộ), từ đó gắn liền giải pháp bảo dưỡng cân bằng động và đệm cách ly đàn hồi với mục tiêu bảo vệ sức khỏe người lao động.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, văn bản mang tính chất hệ thống hóa tổng quan và định hướng giải pháp, chưa trình bày chi tiết công thức tính toán thiết kế âm học cụ thể cho từng loại buồng tiêu âm hoặc thông số suy giảm âm của từng chiều dày panel EPS/xốp XPS. Các số liệu đo đạc mức ồn của máy móc là số liệu tổng hợp đại diện, chưa phân tách chi tiết theo dải tần số ốc-ta (octave band) cho từng model thiết bị riêng biệt. Về mặt khảo sát hiện trường, dữ liệu quy hoạch mặt bằng nhà xưởng tại Cụm công nghiệp Lai Xá dừng lại ở sơ đồ định vị không gian và khoảng cách địa lý, chưa có chuỗi số liệu quan trắc môi trường thực tế tại xưởng theo thời gian.

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung:

• Tiến hành thực nghiệm đo đạc phổ tần số âm thanh chi tiết tại từng vị trí vận hành máy tiện, phay, mài, nén khí để tối ưu hóa vật liệu tiêu âm tương ứng với tần số chiếm ưu thế.
• Tính toán mô phỏng kết cấu giảm chấn đàn hồi cho chân đế máy công cụ nặng dựa trên các thông số biên độ dao động, vận tốc và gia tốc rung thực tế.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tư liệu chuyên môn hữu ích cho sinh viên, học viên các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Bảo hộ Lao động, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý An toàn Sức khỏe Môi trường (HSE). Nội dung tài liệu cung cấp bức tranh thực tế về các nguồn nguy hại vật lý trong nhà máy cơ khí, giúp người làm đề tài tốt nghiệp hoặc đồ án môn học có số liệu tham chiếu chính xác về mức ồn thiết bị và giới hạn thời gian làm việc.

Các phần có giá trị thực hành cao nhất gồm:

• Bảng tổng hợp mức ồn phân xưởng và bảng thời gian chịu đựng của thính giác theo từng mức decibel.
• Các bản vẽ nguyên lý và mô hình kết cấu chi tiết của vỏ cách âm động cơ điện, buồng tiêu âm, ống tiêu âm tiết diện tròn/vuông và cấu tạo vách cách âm đa lớp (bông thủy tinh, thạch cao, panel EPS).
• Hướng dẫn nhận diện nguyên nhân hư hỏng cơ khí gây rung chấn và hệ thống phân loại tổn thương sinh lý do rung cục bộ và rung toàn thân.

Câu hỏi thường gặp

1. Trong số các thiết bị và phân xưởng cơ khí được khảo sát, nguồn nào phát sinh mức ồn cao nhất?
Nguồn phát sinh tiếng ồn cao nhất là máy nén khí kiểu tuabin thuộc nhóm tiếng ồn khí động với mức ồn đạt 118 dB. Trong nhóm tiếng ồn va chạm, phân xưởng tán có mức ồn cao nhất với 117 dB; đối với nhóm máy gia công cơ khí, máy khoan ghi nhận mức ồn lớn nhất là 114 dB.

2. Người lao động được phép làm việc tối đa bao nhiêu giờ trong một ngày khi tiếp xúc với môi trường có mức ồn 100 dB và 110 dB?
Theo bảng thời gian chịu đựng tối đa của tai người được trình bày trong tài liệu, tại mức ồn 100 dB, thời gian tác động tối đa cho phép là 2,0 giờ/ngày. Khi mức ồn tăng lên 110 dB, thời gian tiếp xúc tối đa cho phép giảm xuống còn 0,5 giờ (30 phút)/ngày.

3. Kết cấu buồng cách âm và tấm cách âm có khả năng suy giảm mức ồn bao nhiêu và được sử dụng trong điều kiện nào?
Buồng và tấm cách âm có khả năng làm giảm bớt tiếng ồn từ 30 đến 40 dB. Giải pháp này được áp dụng tại các vị trí công nhân không thường xuyên phải trực tiếp làm việc, thao tác cơ học với thiết bị nhưng bắt buộc phải có mặt để quan sát, giám sát quá trình vận hành của máy móc.

4. Phương tiện bảo hộ cá nhân nút bịt tai có khả năng làm suy giảm mức âm ở dải tần số nào và mức hạ là bao nhiêu?
Nút bịt tai chế tạo bằng chất dẻo có tác dụng hạ thấp mức âm tại dải tần số từ 125 Hz đến 500 Hz, với mức hạ âm đo được là 10 dB. Khi làm việc trong môi trường có tiếng ồn cực lớn vượt trên 120 dB, tài liệu quy định người lao động bắt buộc phải sử dụng bao ốp tai (chụp tai) bảo vệ.

5. Những nguyên nhân kỹ thuật cơ khí nào dẫn đến hiện tượng rung động có hại trong máy móc sản xuất?
Rung động có hại sinh ra do sự mất cân bằng động của các chi tiết quay, các trục truyền động không đồng trục, liên kết lắp ghép bu lông bị lỏng, trục máy bị cong vênh hoặc do sự va đập tại các khe hở phát sinh từ dung sai chế tạo. Các dạng hư hỏng cụ thể gồm có mòn cánh quạt, hỏng ổ bi, lỏng chân đế thiết bị và đứt gãy thanh dẫn rotor của động cơ.

Kết luận

Bản thuyết minh đồ án là công trình nghiên cứu toàn diện về chuyên đề kỹ thuật an toàn và vệ sinh môi trường công nghiệp, tập trung giải quyết triệt để hai yếu tố nguy hại vật lý cốt lõi là tiếng ồn và rung động trong sản xuất cơ khí. Tài liệu đã hệ thống hóa chuẩn xác cơ sở lý thuyết động học và âm học, định lượng mức độ nguy hiểm của các nguồn phát sinh tại phân xưởng, đồng thời phân tích sâu sắc các tổn thương sinh lý trên cơ thể người lao động. Hệ sinh thái giải pháp được đề xuất mang tính kỹ thuật cao và đồng bộ, trải rộng từ cải tiến công nghệ thiết bị, xây dựng kết cấu cách âm - tiêu âm (buồng, vỏ bọc, ống tiêu âm, vật liệu EPS/XPS), trang bị bảo hộ chuyên dụng cho đến quy hoạch không gian mặt bằng xí nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

nok TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA HA NOI HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY ONE LOVE. Ms UAT AN TOAN VA MOI TRUONG ONE LOVE. ® x 4 @ ® ee e ©® e@ ( eee °` °° ° oe. ° ee e eee C " ” ° ° @® “0° ee BNO DAL HOC oa x * 006s BACH KHOA otoey S°°%°°© NANO! NCE AND TECHN NG Ce © eee oracle RO oseeee - GT °›®°eeŠ DON *oeeed.

ee \ RUNG eee - VA “Seed ON <P eee xz Zz of een! SAN NUAT Linh one een ` N X Ngọc oP ee oO SA Tao. Ge fe, HD: TS. 90056 ®« lên : ®e Se e GV én thực 750184937 e e ° ° °. ° ° © @® C - lê g- - e e Sea HH SHEET VỤ NguyÊ ng 2018661.

Lê T Trọng 2018 - ® © ° ee ee 2. ELO ON NỘI DUNG I.Khái niệm tiếng ồn II.Ảnh hưởng của tiếng ồn đến sinh lý người III.Các biện pháp phòng chống tiếng ồn IV.Khái niệm về rung động V.Ảnh hưởng của rung động đến sinh lý người VI.Các biện pháp phòng chống rung động 7 TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NỘI U HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY TIENGON ‡#$$ ONE LOVE.KHAI NIEM TIENG ON H MỨC ÒN CUA MOT SO NGUON TRONG SAN XUAT CO KHi Thời gian chịu được tối đa tiếng ồn của tai người Mức ồ Mức ồ “- ey Nguồn ồn | a Nguồn ồn | a ` Thời gian tác động (dB) (dB) Mire dn (dB 1) Tiếng ồn va chạm 2) Tiếng ồn cơ khí = ( ) ( Ấ già t 3 ) : So gio’ trong ngay e Phân xưởng rèn 98 e Máy gia công phá 95+105 e Phân xưởng gò 113+114 Je Máy tiện 93:96 20 | 8 i s _ Phân xưởng dập H2 Í, Máy khoan 114 92 | 6 i e Phân xưởng tấn H7 e May bao 97 95 | 4 i ¢ Phan xu6ng ndi hoi 99 © May mai 105 97 | 3 i RR eb alla sacl 992115 ÍÍs Máy đánh bóng 108 xướng đúc 100 | 2 Í e _ Phân xưởng đột 98 3) Tiếng ồn khí động e Phân xưởng làm đồ s — Máy nén khí kiểu 102 | 1,5 Í à 102. 118 dong tuabin e - Quạt gió ly tâm 105 105 | 1,0 Í © Tram nén khí 110 110 | 0.ANH HUONG CUA TIENG ON DEN SINH LY NGUOI Tiếng ồn làm rối loạn hệ thông thần kinh IL.ANH HUONG CUA TIENG ON DEN SINH LY NGUOI Tiếng Ôn gây ra những thay đổi trong hệ thống tim mạch kèm theo sự roi loạn trương lực bình thường của mạch máu và rôi loạn nhỊp tim.ANH HUONG CUA TIENG ON DEN SINH LY NGUOI Khi chịu tác động của của tiếng ôn, độ nhạy cảm thính giác giảm xuống, ngưỡng nghe tăng lên. Tiêng ôn làm giảm sự tập trung khi làm việc 10 HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN ° Giảm tiêng ôn trên nguôn phát sinh +2 :Á A» x x Panel EPS ° Giảm tiêng ôn ở đường lan truyên mai > * Chong tiéng ôn khí động "NH ngoài Panel EPS Xốp EPS chịu nhiệt VI 5 | © P69.JSC =e Mat trong Panel EPS ° Phòng hộ cá nhân ° Thiết kế, xây dựng nhà máy 11 HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN 1.Giảm tiếng ôn ở nguôn phát sinh maxmiii QMC-600 12 HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN Hiện đại hóa trang thiết bị, thay thế thiết bị cũ, gây ồn HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN Hiện đại hóa quy trình công nghệ, thay dập, tán bằng ép 14 HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN 2.Giảm tiếng ôn trên đường lan truyền m———S KEY TO MATERIAIS Se LKEY TÔ MATERIALS Tường cách âm Trần cách âm 15 HI.CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÓNG TIẾNG ÒN Tường,.