Файл: В. А. Власов Доктор технических наук, профессор тгасу.pdf

74
Аэродинамические и гидродинамические шумы:

шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;

кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
Шумы электромагнитного происхождения возникают в различных электротехнических изделиях.
Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20 дБ (микромашины) до 110 дБ (крупные быстроходные машины).
Нормирование шума
Шум в рабочем помещении измеряют на высоте 1,5 м, на расстоянии 1 м от его источника. При равномерном размещении шума измерение проводят в двух точках, расположенных по длинной оси помещения на высоте 1,5 м. Для измерения шума применяются приборы - шумомеры (ШМ-1).
Для оценки шума используют частотный спектр измеренного уровня звукового давления, выраженный в дБ, в октавных полосах частот, который сравнивается с предельным спектром, нормированным в ГОСТ 12.1.003-86 “ССБТ.
Шум. Общие требования безопасности”(табл.6.5).
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 23-03-2003 «Защита от шума», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха и снижение работоспособности и производительности труда работающих. Для разных видов шумов применяются различные способы нормирования.
Для постоянных шумов нормируются уровни звукового давления L
p,i
в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000,
2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки шумовой характеристики рабочих мест допускается за шумовую характеристику принимать уровень звука L по шкале A, измеряемый по временной характеристике шумомера «S – медленно».
Нормируемыми параметрами прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать эквивалентные уровни звукового давления L
экв в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.
Для непостоянных шумов нормируется так же эквивалентный уровень звука.
Допустимые уровни звукового давления для рабочих мест служебных помещений и для жилых и общественных зданий и их территорий различны.

75
Таблица 18. Нормативные значения уровней шума на рабочих местах (ГОСТ
12.1.003-83 с изм. 1999 г.)
Рабочие места
Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами,
Гц
Уровн и з ву ка и
эк ви ва ле нтн ые уровни звука, дБ
А
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Конструкторские бюро, программисты, лаборатории
86 71 61 54 49 45 42 40 38 50
Помещения управления, рабочие комнаты
93 79 70 63 58 55 52 50 49 60
Помещения для точной сборки
96 83 74 68 63 60 57 55 54 65
Помещения лабораторий для проведения экспериментов
103 91 83 77 73 70 68 66 64 75
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий
107 95 87 82 78 75 73 71 69 80
Способы защиты от шума
Согласно ГОСТ 12.1.003-86 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые.
В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.
Средства коллективной защиты
Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций малошумными или полностью бесшумными, однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение шума в источнике — путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.
Средства и методы коллективной защиты подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические.
Защита от шума акустическими средствами предполагает:

76

звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов);

звукопоглощение
(применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей);

глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).
Архитектурно-планировочные методы — рациональная акустическая планировка зданий; размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека. К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно- защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитнойзоны можно уменьшением шума на пути его распространения.
Организационно-технические мероприятия — изменение технологических процессов; устройство дистанционного управления и автоматического контроля; своевременный планово-предупредительный ремонт оборудования; рациональный режим труда и отдыха.
1. Уменьшение шума в источнике. Этот метод является наиболее рациональным. Осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса.
Механические шумы снижаются при помощи следующих технических мероприятий:

замена ударных процессов и механизмов безударными, например, применять оборудование с гидроприводом вместо оборудования с кривошипным и эксцентрированным приводами. Заменяют штамповку прессованием: клепку
– сваркой, обрубку – резкой и т.д.;

применять вместо прямозубых шестерен косозубые;

замена зубчатых и цепных передач клиноременными;

замена подшипников качения на подшипники скольжения;

замена (по возможности) металлических деталей на пластмассовые;

использование принудительной смазки трущихся поверхностей;

применять балансировку вращающихся элементов машин.
Аэродинамические шумы.

звукоизоляцией источника

установка глушителей
Гидродинамические шумы. Возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы).

улучшение гидродинамических характеристик насосов и выбор оптимальных режимов их работы.

77
Электромагнитные шумы – возникают в электрических машинах и оборудовании за счет магнитного поля, обусловленного электрическим током.

конструктивные изменения в электрических машинах (в трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы).
2. Уменьшение шума на пути его распространения. Этот метод применяется, когда рассмотренными выше методами не возможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума.
Снижение шума этим методом может быть осуществлено применением:

звукоизолирующих кожухов, экранов, кабин.
Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Для машины, выделяющей теплоту
(электродвигатели, компрессоры и т.п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями. Кожух должен плотно закрывать источник шума, но при этом не соединяться жестко с механизмом, так как это дает отрицательный эффект - кожух становится дополнительным источником шума.
Экраны устанавливаются между источником шума и рабочим местом.
Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Степень проникновения зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, меньше снижение шума. Поэтому экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума, а при низких частотах они малоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана. Экран оказывается эффективным тогда, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т. е. либо на открытом воздухе, либо облицованном помещении

глушителей шума.
Глушители шума применяются в основном для уменьшения шума различных аэродинамических установок и устройств. Они разделяются на адсорбционные, реактивные и комбинированные. Адсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.
Средства индивидуальной защиты
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается.
Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека – ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя.
Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот. СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски,
специальные костюмы (рис.6.1)

78
Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения.
Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10... 15 дБ.
В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125 … 8000 Гц.
Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц.
К лечебно-профилактическим мероприятиям защиты от шума следует отнести применение функциональной музыки, санитарное просвещение, медицинские осмотры, а также организацию комнат акустической разгрузки.
Методическая часть
Описание лабораторной установки
Стенд имеет вид макета производственных помещений, одно из которых имитирует производственный участок (слева), а второе – конструкторское бюро
(справа).
Рисунок 10. Лабораторный стенд
Источник шума находится внизу левой камеры, в правой камере на подставке установлен микрофон.
Внутри стенда имеются направляющие, на которые устанавливается съемная звукоизолирующая перегородка, обеспечивающая изоляцию правой и левой камер друг от друга.
Рис.9 СИЗ от производственного шума

79
Рисунок 11. Внутреннее
устройство стенда
Генератор низкочастотных
сигналов
Для создания шума используется генератор низкочастотных сигналов.
Внешний вид генератора представлен на рисунок 6.4.
Рисунок 12. Генератор
электрических сигналов
На лицевой панели генератора расположены кнопки выбора диапазона частот, ручка плавного регулирования частоты, ручка плавного регулирования входного напряжения, гнезда для подключения динамика.
П
ОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1.
И
ССЛЕДОВАНИЕ ШУМА С ИЗМЕРЕНИЕМ ЭКВИВАЛЕНТНОГО УРОВНЯ ЗВУКА БЕЗ
ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИХ
ПЕРЕГОРОДОК
И
СО
ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИМИ
ПЕРЕГОРОДКАМИ
.
1. Подключить генератор низкочастотных сигналов к лабораторному стенду.
2. Задать звуковой сигнал на генераторе, который используется в качестве источника шума (задается частота и амплитуда сигнала таким образом, чтобы уровень звукового давления не раздражал окружающих, но при этом был все же
отчётливо слышен, см. рекомендуемый уровень в табл. 19).
Таблица 19 Общая таблица измерений
Тип перегородки
63 Гц
125 Г
ц
250 Г
ц
500 Г
ц
1 кГц
2 кГц
4 кГц
8 кГц
Рекомендуемы й уровень звукового давления для различных частот
70–80 80–85 75–80 80–85 75–80 65–70

80 3. На заданной частоте измерить уровень звукового давления без перегородки.
Далее, не меняя частоту и амплитуду сигнала, замерить уровень звукового давления поочередно для каждой перегородки (3 шт.: фанера, ДСП, ДВП). Результат занести в таблицу 4.
4. Затем установить следующую частоту (амплитуда остается постоянной) и заполнить следующий столбец в табл. 4, как показано стрелками.
Таблица 20 Общая таблица измерений
Тип перегородки
63
Гц
125 Г
ц
250 Гц
500 Г
ц
1 кГц
2 кГц
4 кГц
8 кГц
Без перегородки
Фанера
ДСП
ДВП