WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 33 |

Рис. 15. Типы спектров шума: а – линейный; б – непрерывный; в – смешанный Спектры могут быть линейчатыми, непрерывными или смешанными. Линейчатые спектры присущи отдельным источникам (генераторы, сирены и др.). Они имеют максимум энергии на отдельных частотах. В отличие от них механические и ударные шумы, характерные для обогатительных машин, имеют смешанный или сплошной широкополосный спектр.

Интенсивность звука и звуковое давление объективно характеризуют физический процесс распространения звуковых волн, в то время как слух человека субъективен и воспринимает громкость звука.

Одно и то же звуковое давление воспринимается человеком по-разному в зависимости от.частоты. Наиболее чувствителен слух человека к звукам с частотой 1000 Гц. Например, звук с частотой 200 Гц и звуковым давлением 2·10-3 Па вызывает такое же субъективное ощущение, как звук с частотой 1000 Гц и звуковым давлением 2·10-5 Па. Поэтому для правильной оценки звукового восприятия введено понятие «уровень громкости», который определяется путем субъективного сравнения громкости слышимого звука с эталонным звуком частотой 1000 Гц таким образом, чтобы их субъективная громкость была одинаковой.

В основе построения шкалы уровней громкости лежит закон Вебера, в соответствии с которым чувствительность слуха человека пропорциональна логарифму интенсивности звука. В качестве единицы уровня громкости принят фон, представляющий собой разность уровней интенсивности, равную 1 дБ слышимого звука и эталонного звука частотой 1000 Гц при звуковом давлении 2·10-5 Па. На рис. 16 приведены графики зависимости между уровнями звукового давления и уровнями громкости. В пределах 20-120 фон (диапазон слышимости) изменение громкости в 2 раза приблизительно равно изменению уровня звука на дБ.

Для непосредственного измерения громкости шума нет специальных приборов. С достаточной степенью точности уровень громкости определяется на основании измеренных уровней звукового давления с учетом ниже приведенных корректирующих поправок, соответствующих неодинаковой чувствительности человеческого слуха к звукам разной частоты:

Частота, Гц 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 Поправка к уровням звукового давления, Дб -39,2 -26,2 -16,1 -8,6 -3,2 0 +1,2 +1,0 -1,По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный (колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный).

Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, непостоянным — более чем на 5 дБА. ГОСТ 12.1.003—83 устанавливает предельно-допустимые условия постоянного шума на рабочих местах, при которых шум, действуя на работающего в течение восьмичасового рабочего дня, не приносит вреда здоровью. Нормирование ведется в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Таблица Граничные и среднегеометрические частоты (Гц) октавных и третьоктавных полос Граничные для полос Среднегеометрические для полос октавных третьоктавных октавных третьоктавных 1 2 3 45-90 45-56 63 56-71 71-90 90-180 90-112 125 112-140 140-180 180-355 180-224 250 224-280 280-355 355-710 355-450 500 450-560 560-710 710-1400 710-900 1000 900-1120 1120-1400 1400-2800 1400-1800 2000 1800-2240 2240-2800 Окончание табл. 1 2 3 2800-5600 2800-3540 4000 3540-4500 4500-5600 5600-11200 5600-7100 8000 7100-9000 9000-11200 Измеренные на среднегеометрических частотах уровни звукового давления корректируют с учетом приведенных поправок и полученные значения суммируют по закону акустического сложения. Суммарная величина представляет собой интегральное значение уровня звука, соответствующее слышимому уровню громкости.

Пример. По данным измерений получены уровни звукового давления, равные 101; 99; 98; 89; 87; 86; 80; 76 дБ соответственно на среднегеометрических частотах 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; Гц. Величина уровня звука, которая эквивалентна уровню громкости, рассчитывается следующим образом.

Из значений уровня звукового давления вычитают поправки к уровням звукового давления (см. выше). В результате получают следующие величины: 74,8; 89,9; 89,4; 85,8; 87; 81; 74,9 дБ, которые далее следует сложить по закону акустического сложения.

Рис. 16 Зависимости между громкостью, уровнем громкости, уровнями звукового давления и частотой Рис. 17 Частотные характеристики корректирующих фильтров шумомеров:

A – скорректированные с учётом чувствительности слуха человека; Lin – соответствующая объективному изменению звука Сложение производят последовательно в несколько этапов.

Вначале находят разность между двумя наиболее высокими значениями.

В данном случае разность между 89,4 и 87 дБ составляет 2,4 дБ, что соответствует поправке, равной 2 дБ, которая должна быть прибавлена к наибольшей из складываемых величин. Таким образом, при сложении уровней звукового давления 89,4 и 87 дБ получают 91,4 дБ. Далее складывают величину 91,4 дБ со следующим наиболее высоким значением, которое равно 87 дБ. Разность 4,4 дБ соответствует поправка, равная 1,5 дБ, которая прибавляется к величине 91,4 дБ. Полученная сумма составляет 92,9 93 дБ. В такой же последовательности суммируют другие уровни звукового давления. В результате сложения всех величин с точностью до.0,5 дБ с учетом поправок получается уровень звука 94 дБА, который соответствует уровню громкости 94 фон.

Криворожским институтом гигиены труда и профзаболеваний установлено, что у рабочих шумных предприятий порог слуховой чувствительности к концу рабочей смены повышается на 7-13 дБ. Частота заболеваний среди рабочих шумных предприятий в 2,9 раза больше, чем для рабочих малошумных отделений, а число дней нетрудоспособности в 3,2 раза больше [8,6]. Неудовлетворительная слышимость, снижение концентрации внимания, притупление реакции являются косвенными причинами производственного травматизма, особенно при обслуживании потенциально травмоопасного оборудования. Специальные исследования показали, что около 10% несчастных случаев на обогатительных фабриках происходят из-за снижения внимания и утомления, особенно на рабочих местах и в зонах обслуживания шумного оборудования.



Безаварийная работа обогатительного оборудования, а также качество продукции в значительной степени зависят от внимания, быстроты реакции работающих, которые, как показано, резко снижаются под действием длительного воздействия шума. Следовательно, интёнсивный шум является косвенной причиной снижения качества продукции фабрик и производительности труда рабочих.

2.2. Источник шума в производственных помещениях В производственных помещениях сконцентрированы разнообразные машины и оборудование, являющиеся источниками интенсивного шума. Кроме того, в некоторых производственных помещениях, оборудование устанавливается в зданиях зального и антресольно-павильонного типов, что приводит к акустической связи практически всех рабочих мест. Звуковые волны распространятся от источника во все стороны помещения в виде прямого звука и, отражаясь от ограждающих поверхностей, усиливают прямой звук. Часть звуковой энергии проникает через стены и распространяется в виде поперечных волн на большие расстояния с переизлучением в воздух в смежных помещениях.

Вибрация машин передается через фундамент конструкциям здания и, распространяясь в них, переходит на звуковых частотах в структурный шум, величина которого пропорциональна излучающей поверхности.

Рис. 18 Принципиальная схема распространения звука (1-4) от жесткоустановленного источника в замкнутом помещении В результате сложения прямого, отраженного и структурного звуков в помещении фабрик при одновременной работе многочисленного оборудования создается сложное звуковое поле. Уровни звука и уровни звукового давления на рабочих местах обусловлены акустической мощностью отдельных машин, режимом их работы, акустическими свойствами помещения, техническим состоянием машин, условиями монтажа и другими факторами. Каждый из этих факторов изменяется в достаточно широких пределах.

Многочисленные источники шума от оборудования можно условно разделить на несколько групп.

I. Прямой звук:

ударный (бункера, узлы самотечного транспорта, дробилки, мельницы);

механический (редукторы, цепные и ременные передачи привода машин, узлы оборудования вибрационного действия - грохоты, вибропитатели);

аэродинамический, гидродинамический (вентиляторы, воздуходувки, вакуум-насосы, вакуум-фильтры, ресиверы, пульсаторы отсадочных машин, трубопроводы);

электромагнитный (электродвигатели, генераторы, трансформаторы, электромагнитные сепараторы).

II. Структурный звук (металлоконструкции, строительные конструкции).

III. Отраженный звук (внутренние поверхности помещений, поверхность машины и оборудования).

Условность такого деления связана с тем, что в большинстве машин находятся одновременно несколько источников шума (например, электродвигатели и генераторы одновременно производят электромагнитный, аэродинамический и механический виды шумов).

Такое разделение по доминирующим источникам помогает разрабатывать комплекс мероприятий по снижению шума машин. Уровни звука, измеренные на расстоянии 1 м от различных источников шума обогатительных фабрик, следующие, дБ: мельницы - 99-113; дробилки - 87-108; самотечный транспорт - 93-110; редукторы - 96-102; грохоты - 90100; вибропитатели - 88-98; вентиляторы, воздуходувки - 91-106; вакуумфильтры, насосы - 84-95; отсадочные машины - 84-94; электродвигатели - 84-98; трансформаторы, электромагнитные сепараторы - 76-86.

Анализ этих значений показывает, что уровень звука большинства МАшин и оборудования составляет 80-110 дБА, т.е. механизмы относят к источникам звука высокой интенсивности. При этом в зависимости условий работы уровни звука одних и тех же машин отличаются 8-дБА.

Интенсивный шум от источников ударного шума в основном обусловлен ударами кусков обогащаемого материала друг о друга и о металлические стенки узлов самотечного транспорта, бункеров, сит грохотов. В дробилках источниками ударного шума является шум, возникающий при разрушении дробимого материала. При ударах шум характеризуется широкополосным спектром, ширина спектра определяется из соотношения f 1/, где - продолжительность ударов, с.

Величина, по данным исследований, составляет для металлических конструкций машин около 0,0001 с, поэтому f =104 Гц, т.е. охватывает весь нормируемый диапазон частот. В результате увеличения времени удара происходит сжатие спектра создаваемых колебаний, большая часть энергии переходит в область низких частот, т.е.

шум снижается на высоких и средних частотах, что воспринимается слухом как снижение уровня громкости. Следовательно, основным направлением снижения ударного шума является изыскание средств и методов для увеличения времени удара, например за счет применения материалов с большим модулем упругости (резина, пластик и т.д.).

Группу источников механического шума составляют практически все приводы машин, а также машины вибрационного действия (грохоты, вибропитатели и др.), шум которых обусловлен вибрацией поверхностей, упругими деформациями, неуравновешенностью и недостаточной балансировкой узлов, неточностью изготовления деталей. Особую роль в создании шума приводов машин играют подшипниковые узлы и зубчатые передачи.





Основными причинами возникновения шума являются деформации сопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки и динамические процессы в зацеплении, обусловленные неточностью, допущенной при изготовлении зубчатых колес. Даже небольшое отклонение в точности изготовления профиля зубчатых колес вызывает ударные нагрузки, которые через валы и подшипниковые узлы передаются корпусам редукторов, вызывая в них упругие колебания.

Излучаемая при этом энергия определяется величинами действующих сил, частотным составом, конструкцией и режимом работы механизма.

Из-за большой поверхности, например в узлах грохотов, возбуждаются изгибные волны, которые усиливают генерируемый шум пропорционально излучаемой поверхности. При этом низкочастотные шумы и вибрации вызываются силами инерции и силами трения, а высокочастотные шумы обусловлены ударными нагрузками в соединениях, имеющих зазоры.

Мощность (Вт), генерируемая колеблющимися поверхностями машин, "зависит от формы колебаний, размеров поверхности и в общем случае выражается формулой [8] P cSvk, где - плотность воздуха, кг/м3; с - скорость звука в воздухе, м/с; S - площадь излучающей поверхности, м2; k - усредненная по поверхности эффективная колебательная скорость, м/с; - коэффициент излучения, характеризующий способность колеблющейся поверхности излучать шум (=1 на частотах f>400/а, a - характерный размер машины).

При большом числе источников, что имеет место в машинах, общая мощность складывается из мощности отдельных источников:

n P vk Ri i, Ri cS где.

Следовательно, снижение шума редукторов, узлов привода, а также машин вибрационного действия может быть осуществлено в результате повышения точности изготовления и сборки деталей, уменьшения площади колебаний и применения средств и методов снижения коэффициентов звукоизлучения деталей.

Группу источников аэродинамического и гидродинамического шума, для которых характерен максимум звуковой энергии в диапазоне частот 800-4000 Гц, составляют выхлопы пульсаторов отсадочных машин, воздуходувок, вакуум-фильтры, насосы, вентиляторы и др. В этих машинах шум обусловлен турбулентными пульсациями скорости потока воздуха и воды. Шум возникает при истечении сжатого воздуха и газа из отверстий (выпуск отработанного воздуха), пульсации давления в трубопроводах.

Группу источников прямого звука представляют также источники электромагнитного излучения, шум которых обусловлен в основном периодическими силами, возникающими от взаимодействия высших гармоник магнитных полей в воздушном зазоре между статором и ротором электрических машин или трансформаторов. К этим источникам следует отнести трансформаторы, электродвигатели, электромагнитные сепараторы, электровибропитатели и др.

Звуковая энергия, излучаемая источниками в виде воздушного шума, распространяется во все стороны. Часть ее отражается от отражающих поверхностей и создает внутри помещения реверберационное поле. Другая часть, в зависимости от степени отражения стен, проходит наружу или в другое помещение через стены и проемы. В результате многократного отражения звука в замкнутом помещении создается звуковое поле, близкое к диффузному, уровень звукового давления которого по сравнению со свободным звуковым полем выше на 5-10 дБ. Это приводит к дополнительному возрастанию уровня шума в зонах обслуживания машин. Величина этого превышения зависит от формы помещения, его объема, материала строительных конструкций, расположения машин и оборудования.

Неточная сборка и недостаточная балансировка деталей машин, особенно вибрационного действия центробежных, а также недостаточная виброизоляция и неудовлетворительный монтаж приводят к возникновёнию переменных динамических нагрузок, передающихся на строительные конструкции.

Причиной возникновения колебаний рабочих площадок, а следовательно, и строительных конструкций являётся также жесткий контакт последних с вибрирующими частями оборудования, например с отсадочными машинами. Площадки их обслуживания, как правило, опираются на уголки, приваренные к корпусу машин, а сливные желоба жестко крепятся к металлическим балкам, на которые уложены площадки.

То же имеет место для площадок сепараторов, флотационных машин, элеваторов, скребковых конвейеров. Значительные динамические нагрузки передаются на конструкции зданий и при работе грохотов, дробилок.

В результате переменных динамических нагрузок в металлических и железобетонных конструкциях производственных зданий на резонансных частотах возбуждаются колебания и в виде звуковой энергии передаются в помещение. За счет жесткой связи элементов конструкции эти колебания передаются по всему объему здания.

В твердых телах (бетоне, металлоконструкциях) звук распространяется в виде плоских или изгибных волн и с незначительными потерями расходится во все стороны на значительные расстояния.

Поэтому, если воздушный звук проникает в такую стену с небольшой степенью звукопоглощения, она сама становится источником шума, звуковая мощность которого зависит от интенсивности проходящей волны и от площади стены. Так, стена площадью 10 м2 будет излучать на 3 дБ больше звука, чем стена площадью 5 м2. Таким образом, шумовая обстановка в производственных помещениях фабрик зависит от большого числа взаимосвязанных факторов.

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 33 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.