Методи і засоби захисту від шуму і вібрації

Необхідність проведення заходів щодо зниження шуму визначається на підставі вимірів відповідних рівнів Ь, ЬЛжв, ЬЛтах і порівнянні їх з допустимими за нормами. Доцільність таких заходів може бути визначена тільки на підставі акустичного розрахунку, що включає:

  • 1) виявлення джерел шуму і визначення їх шумових характеристик;
  • 2) вибір розрахункових точок (РТ) акустичного розрахунку і визначення для них допустимих рівнів звукового тиску (УЗД);
  • 3) визначення очікуваних УЗД в розрахункових точках до проведення заходів щодо зниження шуму;
  • 4) визначення необхідного зниження УЗД в розрахункових точках;
  • 5) вибір заходів для забезпечення необхідного зниження УЗД;
  • 6) розрахунок і проектування шумоглушащіх, звукопоглинальних і звукоізолюючих конструкцій (глушники, екрани, звукопоглинальні облицювання тощо).
  • 7) Для виконання акустичного розрахунку насамперед необхідно знати шумові характеристики машин: рівні звукової потужності (УЗМ) Ьр на стандартних среднегеометрических частотах октавних смуг (Ьр = 10 ^ Р / Вф де Р - звукова потужність джерела, Вт; Р0 - граничне значення потужності, Р0 = 10 ~ 12 Вт) і фактор спрямованості шуму Ф, який береться з паспортних даних обладнання. Шумові характеристики наводяться заводом-виробником в технічній документації на стаціонарні машини й устаткування.

Для таких поширених джерел шуму, як вентиляторні, компресорні, газотурбінні та інші аерогазодинамічного установки, шумові характеристики можуть бути розраховані або визначені за довідковій літературі.

Сумарний рівень шуму від п однакових за інтенсивністю джерел в рівновіддаленою від них точці визначається за формулою І £ = і, - + 10 \% п, де Ц - рівень звукового тиску г-го джерела шуму, дБ; і - кількість джерел шуму.

Наприклад, сумарний рівень шуму від 10 однакових за інтенсивністю джерел зі звуковим тиском 70 дБ складе за цією формулою 1 ^ = 70 + 10 ^ 10 = 80 дБ.

При одночасній дії двох джерел з різними рівнями сумарний рівень визначається за формулою

де Ц - найбільший з двох рівнів шуму, дБ; ТАК - добавка в функції різниці рівнів джерел (табл. 6.1).

За наявності двох джерел шуму при різниці їх рівнів у 2,5 дБ і рівні звукового тиску більш потужного джерела 70 дБ сумарний рівень за наведеною формулою і на підставі табл. 6.1 складе = 70 + 2 = 72 дБ.

Таблиця 6.1. Добавка для визначення сумарного рівня шуму

Добавка для визначення сумарного рівня шуму

При великому числі джерел шуму підсумовування інтенсивності виробляється послідовно від більшого до меншого. З табл. 6.1 випливає, що при різниці рівнів більше 6-8 дБ рівнем інтенсивності менш потужного джерела можна знехтувати.

При розташуванні розрахункової точки в приміщенні і у відкритому просторі акустичний розрахунок проводиться за формулами:

де Ьр - рівень звукової потужності джерела, дБ; Ь - шуканий рівень звукового тиску, дБ; Ф - фактор спрямованості звуку, Ф = /// ср (/, / ср - інтенсивність звуку відповідно в даній точці і середня при однаковому випромінюванні у всіх напрямках); г - відстань від джерела до розрахункової точки; В - постійна приміщення, м2, В = А / (1 - 1ср) (А = £ ср o 5; Ьср - середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення); 5 площа поверхні, приймаючої випромінювання; АЬр - зниження рівня звукової потужності на шляху поширення (до 50 м Мр = 0) "

З аналізу наведених вище формул випливають основні методи боротьби з шумом: зменшення шуму в джерелі; зміна спрямованості випромінювання; раціональна планування підприємств і цехів, акустична обробка приміщень; зменшення шуму на шляху його поширення; використання засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) [6].

Боротьба з шумом за допомогою зменшення його в джерелі (зниження Ьр) є найбільш поширеною. Це заміна ударних процесів ненаголошеними, зворотно-поступальних рухів рівномірними обертальними, прямозубих шестерень косозубих, зубчастих і ланцюгових передач кліноременним і зубчатоременнимі, підшипників кочення підшипниками ковзання, металевих деталей пластмасовими; виготовлення деталей з пластмас або з металів з великим внутрішнім тертям; балансування обертових елементів машин; використання прокладкових матеріалів і пружних вставок в зчленуваннях; облицювання шумливих елементів демпфірувальними матеріалами.

Аерогідродинамічний шум можна зменшити зниженням швидкості обтікання, поліпшенням аеродинаміки тіл, вибором оптимальних режимів роботи обладнання. Однак у більшості випадків заходи для ослаблення Аерогідродинамічний шумів в джерелі виявляються недостатніми, тому додаткове, а часто і основне зниження шуму досягається шляхом звукоізоляції джерела і установки глушників. Причиною електромагнітного шуму є головним чином взаємодія феромагнітних мас під впливом змінних в часі і просторі магнітних полів, тому його зниження здійснюється шляхом конструктивних змін в електричних машинах, більш щільного компонування пакетів магнітопроводів, використання демпфуючих матеріалів.

Зміна спрямованості випромінювання досягається відповідною орієнтацією джерела по відношенню до робочих місць.

Раціональна планування підприємств і цехів, акустична обробка приміщень забезпечуються відповідним розташуванням галасливих приміщень, дотриманням необхідних відстаней між приміщеннями, збільшенням еквівалентної площі поглинання шляхом розміщення звукопоглинальних облицювань і штучних звукопоглощателей.

Величину зниження шуму в приміщенні при застосуванні звуковбирною облицювання Д10йл можна визначити за формулою

де Л, - еквівалентна площа поглинання (А1 = Ьта6л o5 | тв; ■ ^ -необл - коефіцієнт звукопоглинання необлицьована поверхні, 1нсойл = 0,1); АА - додатковий поглинання, внесене облицюванням (АА = А2-А ^ А2 - еквівалентна площа приміщення після установки облицювання).

Зменшення шуму на шляху його поширення застосовується, коли розглянуті вище методи неефективні. Сутність цього методу полягає в установці звукоізолюючих перешкод у вигляді стін, перегородок, кожухів, кабін і т.д. Звукоізолююча здатність однорідної перегородки й може бути визначена за формулою

де б - маса 1 м огорожі, кг; / - Частота звукової хвилі, Гц.

Таким чином, звукоізолююча здатність огорож зростає із збільшенням його маси і частоти падаючого на нього звуку.

Ефективність звукоізолюючого кожуха визначається за формулою

де а - коефіцієнт звукопоглинання матеріалу, завдасть его на внутрішню поверхню кожуха.

При неможливості ізолювати галасливі машини ізолюють робоче місце з пультом управління (екрани).

Основними напрямками боротьби з вібрацією є зниження вібрацій в джерелі виникнення за допомогою зниження або ліквідації діючих змінних сил; відбудова від режимів резонансу шляхом раціонального вибору наведеної маси або жорсткості системи; вібродемпфірованіє - збільшення механічного імпедансу вагається елементів шляхом збільшення активних втрат (тертя) при коливаннях поблизу резонансних режимів; динамічне гасіння коливань - збільшення механічного імпедансу вузла, механізму, агрегату шляхом внесення в систему додаткових реактивних імпедансів; віброізоляція; використання ЗІЗ.

Перший напрямок полягає в заміні ударних процесів ненаголошеними, у підвищенні точності виготовлення деталей, використанні спеціальних видів зачеплень (глобоїдних, шевронних і т. П.), Надійному кріпленні деталей, балансуванню обертових мас.

Налаштування від режимів резонансу полягає у визначенні власних частот коливань окремих елементів розрахунковим шляхом або експериментально на спеціальних стендах. Усунення резонансних режимів проводиться або зміною маси і жорсткості системи, або встановленням нового робочого режиму.

Вібродемпфірованіє полягає в зменшенні рівня вібрацій шляхом перетворення енергії механічних коливань в інші види енергії. Це досягається за рахунок використання матеріалів з великим внутрішнім тертям (сплави на основі Cu-Ni, Ni-Ti, марганцеві та магнієві сплави, пластмаси, дерево, гума замість чавуну і сталі); нанесення шару пружно-в'язких матеріалів, що володіють великими втратами па внутрішнє тертя (тверді пластмаси, руберойд, пінопласт, гума, різні мастики); зниження сил поверхневого тертя; перекладу механічної енергії в енергію струмів Фуко або електромагнітного поля.

Виброгашение - це зменшення рівня вібрацій шляхом введення додаткових реактивних імпедансів. Воно реалізується за рахунок пристрою самостійних фундаментів, використання віброгасителів, ребер жорсткості.

Віброізоляція - зменшення рівня вібрацій об'єкта шляхом зменшення передачі коливань цьому об'єкту від джерела коливань. Реалізується віброізоляція допомогою введення в систему додаткової пружною зв'язку у вигляді пружин, гумових прокладок або комбінованих амортизаторів.

До засобів індивідуального захисту від шуму відносяться вкладиші, навушники, шоломи. Вкладиші - найдешевші і компактні кошти, але не досить ефективні (зниження шуму до 5-20 дБ) і в ряді випадків незручні, оскільки дратують слуховий канал. Навушники найбільш ефективні на високих частотах (зниження шуму 35-47 дБ), що необхідно враховувати при їх використанні. При впливі шумів з високим рівнем (більше 120 дБ) вкладиші і навушники не забезпечують необхідного захисту, оскільки шум викликає вібрацію кісток черепа, яка діє на слухові нерви і впливає на мозок. У цих випадках використовують шоломи.

Для захисту від загальної вібрації застосовують взуття з амортизуючим підошвами (чоботи, напівчоботи, напівчеревики), яка призначена для захисту від вертикальної вібрації понад 11 Гц, а також від ударів і нетоксичного пилу. Для захисту рук використовують рукавиці з упругодемпфірующімі вкладишами; рукавиці та рукавички з м'якими надолонниками; упругодемпфірующіе прокладки і пластини для обхвату вібруючих рукояток і деталей і т.п.

Основні заходи по боротьбі з інфразвуком: підвищення швидкохідності машин, що забезпечує переклад максимуму випромінювань в область чутних частот; підвищення жорсткості конструкцій великих розмірів; усунення низькочастотних вібрацій; установка глушників реактивного типу, в основному резонансних і камерних. Такі методи боротьби з шумом, як звукоізоляція і звукопоглинання, при інфразвуку малоефективні, тому необхідно придушення шкідливого чинника в джерелі його виникнення.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >