Методы и средства борьбы с шумом
Оценка условий труда в производственных помещениях и на отдельных рабочих местах во многом зависит от интенсивности шума и его частотной характеристики.
Предупреждение образования значительного уровня звукового давления в условиях производства должно осуществляться на стадиях конструирования технологического оборудования, проектирования, строительства и эксплуатации предприятий, а также разработки технологических процессов.
Борьба с производственным шумом осуществляется методами, обозначенными четырьмя группами:
устранение причин шума в источнике его образования;
применение организационно-технических мероприятий.
Наиболее действенным способом борьбы с шумом является уменьшение его в источнике образования путем применения технологических и конструктивных мер, организацией правильной наладки и эксплуатации оборудования.
К конструктивным и технологическим мерам, позволяющим создать механизмы и агрегаты с низким уровнем шума, относят совершенствование кинематических схем за счет:
замены зубчатых передач клиноременными или цепными; изыскания наилучших конструктивных форм для безударного взаимодействия деталей и плавного обтекания их воздушными потоками;
изменения массы или жесткости элементов конструкции машин для уменьшения амплитуд колебания и устранения резонансных явлений;
применения материалов, обладающих способностью поглощать колебательную энергию;
замены возвратно-поступательного движения деталей на вращательное, подшипников качения — подшипниками скольжения;
использования прокладочных материалов, затрудняющих передачу колебаний от одних деталей к другим.
Примером последнего может служить внедрение в практику амортизационных зубчатых колес.
Конструктивной особенностью амортизационного зубчатого колеса (рис.) является отсутствие жесткой связи между ступицей и венцом.
Рис. Амортизационное зубчатое колесо: а — амортизационная шестерня; б — венец; в — ступица; г — шайба; 1 — венец; 2,3- шайбы; 4 — ступица; 5 — болт; 6,7 — вкладыши
Крутящий момент передается резиновыми вкладышами, которые находятся между внутренними зубьями венца и ступицы. Эластичное соединение ступицы и венца препятствует передаче структурного шума и вибрации, улучшает условия зацепления и снижает аэродинамический шум.
Способы снижения шума с помощью некоторых конструктивных, эксплуатационных и наладочных мероприятий представлены в табл.
Снижение уровня шума, дБ
Ликвидация погрешностей в зацеплении шестерен
Замена прямозубых зубчатых колес на косозубые (угол наклона зубьев 20. 45 °)
Совершенствование геометрии зуба
Применение свободной посадки вместо плотной
Замена зубчатой передачи на клиноременную
Применение шумозаглушающего кожуха
Применение вязкой смазки
Замена подшипников качения на подшипники скольжения
Звукоизоляция — это комплекс мероприятий по снижению уровня шума, проникающего в помещение извне.
Ослабление шума с помощью звукоизоляции осуществляют средствами, в основе которых лежит применение акустических материалов. Эффективность звукоизоляции характеризуют коэффициентом отражения, который численно равен доле энергии звуковой волны, отраженной от поверхности ограждения, изолирующего источник шума.
К наиболее распространенным средствам звукоизоляции относят:
применение звукоизолирующих кожухов и кабин; увеличение массы преграды;
разобщение легкой строительной конструкции сплошным воздушным промежутком на отдельные части;
устранение или уменьшение жестких связей между элементами разобщенной конструкции;
заполнение воздушного пространства в двойных легких перегородках звукопоглощающими материалами;
повышение воздухонепроницаемости преграды.
Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Внутреннюю поверхность стенок кожуха рекомендуют облицовывать звукопоглощающим материалом.
Для машин, выделяющих теплоту, кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями (рис. б).
Рис. Звукоизолирующий кожух: а — схема кожуха; б — конструкция кожуха с вентиляционным устройством; 1 — звукопоглощающий материал; 2, 6, 7 — каналы с глушителями для входа и выхода воздуха; 3, 5 — источник шума; 4 — стенка
Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом. В противном случае кожух становится дополнительным источником шума.
Расчет звукоизолирующих свойств кожуха сводится к определению необходимой толщины его стенок, обеспечивающих нужное снижение шума.
В табл. приведена масса некоторых строительных конструкций и материалов.
| Материалы и конструкции | Толщина конструкций, мм | Масса 1 м 2 , кг |
| Стальной лист | 2 | 16 |
| Технический войлок | 25 | 8 |
| Железобетон | 100 | 240 |
| Пустотные пемзовые блоки | 190 | 190 |
| Стена из шлакобетона | 140 | 140 |
| Стена кирпичная толщиной: | ||
| 0,5 кирпича | 120 | 250 |
| 1 кирпича | 250 | 470 |
| 2 кирпича | 520 | 834 |
| 1,5 кирпича | 380 | 690 |
| Перегородка из досок толщиной 2 см, оштукатуренных с двух сторон | 60 | 70 |
| Перегородка из стоек толщиной 10 см, обшитых с двух сторон досками толщиной 2,5 см, оштукатуренная с двух сторон | 180 | 95 |
| Перегородка из гипсовых пустотелых камней | 110 | 117 |
| Стекло | 3 | 8 |
Для облегчения ограждающих конструкций без уменьшения звукоизолирующей способности применяют ограждения, состоящие из двух конструкций, разделенных воздушным промежутком. Воздушная прослойка создает упругое сопротивление передаче колебаний. Рекомендуемая ширина воздушной прослойки 3 . 11 см. Такая конструкция обладает хорошими звукоизолирующими свойствами в области высоких частот.
При массе 1 м 3 строительного материала конструкции до 100 кг вводят в зазор между раздельными панелями звукопоглощающий материал. При этом следует размещать его посередине зазора, где колебательная скорость частиц воздуха, а следовательно звукопоглощения, наибольшая.
Для увеличения массы легкой конструкции промежуток между двойными панелями (из досок, фанеры и т. п.) рекомендуют засыпать чистым речным песком или заполнять стекловатой. Конструкция такого типа может обеспечить звукоизоляцию до 40 дБ.
Необходимость заполнения воздушного пространства звукоизолирующими материалами зависит от массы стен. Для стен, выполненных из строительных материалов массой 1 м 3 более 200 кг, воздушные пространства шириной 5 . 10 см целесообразно оставлять незаполненными. В стенах с массой 1 м 3 100 . 200 кг мягкая прослойка прикрепляется к одной стороне. В перегородках массой 1 м 3 до 30 кг вся воздушная прослойка заполняется каким-либо звукопоглотителем.
Звукопередача из одного помещения в другое происходит не только через преграду, разделяющую это помещение, но и через примыкающие боковые стены (продольная звукопередача).
Продольная звукопередача может быть значительной, когда к тяжелой ограждающей конструкции с хорошей звукоизолирующей способностью примыкают боковые стены, выполненные из легкого строительного материала.
Проникновение шума в помещение также происходит через щели и неплотности в дверях и перегородках. Даже небольшое отверстие в стене уменьшает ее звукоизолирующую способность в области высоких частот примерно на 10 дБ. Применение уплотняющих прокладок из резины увеличивает среднюю звукоизоляцию дверей и окон на 5 . 8 дБ.
Звукопоглощение — это ослабление уровня шума, распространяющегося в помещении вследствие отражения энергии от облицовочных материалов ограждений, конструктивных частей оборудования.
Звукопоглощение характеризуют коэффициентом звукопоглощения, который представляет собой отношение энергии, поглощенной 1 м 2 поверхности, к падающей на эту поверхность энергии.
Использовать звукопоглощение целесообразно, если коэффициент звукопоглощения материала не менее 0,2.
По эффективности метод звукопоглощения намного уступает звукоизоляции.
Звукопоглощение даже с весьма высоким коэффициентом поглощения может снизить уровень шума не более чем на 8 . 10 дБ. Эффективная шумозащита требует совместного использования методов звукоизоляции и звукопоглощения.
В производственных цехах предприятий в качестве акустической обработки можно использовать плиты «Акмигран» различного типа с коэффициентом звукопоглощения 0,6. Этим достигается высокая эффективность в поглощении звуков высокой частоты.
Плитами «Акмигран» осуществляют облицовку потолка и верхней части стен с учетом того, чтобы общая площадь ее занимала не менее 60% всей площади стен и потолка помещения.
Кроме того, можно использовать звукопоглотители, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (рис.). Звукопоглотители располагают по периметру верхней части стен или развешивают равномерно к потолку на определенной высоте так, чтобы не влиять на освещение рабочих мест.
Рис. Штучные звукопоглотители
Снизить уровень шума от работы производственного оборудования можно с помощью локальных экранов. Экран представляет собой мягкую звукопоглощающую ленту, подвешенную к горизонтальной прокладке, которую крепят к вертикальным стойкам. Стойки делают стационарными или переносными. Звукопоглощающая лента состоит из брезентового материала, прикрепленной к нему простеганной ленты из стекловолокна, закрытого слоем стеклоткани, общей толщиной 40 . 50 мм или супертонкого стекловолокна, оклеенного полиамидной пленкой марки АТМ-1. Размеры звукопоглощающей ленты выбирают по размерам оборудования.
На предприятиях, когда это возможно по условиям производства, а также для облицовки защитных камер применяют разработанную Ленинградским институтом охраны труда (ЛИОТ) конструкцию перфорированных облицовок с тканью. Эффективность звукопоглощения таких облицовок составляет около 10 дБ, что соответствует уменьшению громкости звука на 30 . 50%.
Физическая сущность приведенных способов звукопоглощения заключается в том, что волокнистые пористые материалы плохо отражают звук. При падении на такой материал звуковой волны воздух, находящийся в порах, приводится в колебательное движение, которое резко тормозится большим сопротивлением, образующимся вследствие трения при его движении в мелких порах и каналах. На преодоление этого сопротивления и расходуется энергия звуковых волн. В результате отраженная волна сильно ослабевает.
Для ослабления распространения шума в обеденных залах ресторанов, кафе, столовых используют звукопоглощающие материалы современного дизайна.
Источником аэродинамического шума предприятий общественного питания является оборудование, обеспечивающее кондиционирование воздуха обеденных залов, вентиляционные системы производственных помещений, холодильное хозяйство и воздушное отопление (тепловая завеса входных дверей).
Уменьшения шума вентиляционных установок достигают хорошей балансировкой вентилятора, установкой его на одной оси с электродвигателем или на соответствующем амортизаторе в изолированные помещения. Распространение звука по воздуховодам предотвращают соединением эластичными вставками трубопровода с вентилятором.
Воздуховоды следует делать без крутых поворотов и резких изменений сечения, которые способствуют образованию завихрения и возникновению аэродинамического шума.
Для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств применяют активные и реактивные глушители. Действие активных глушителей основано на принципе поглощения звуковой энергии звукопоглощающим материалом, а реактивные — отражают ее обратно к источнику.
Наиболее простым глушителем активного типа является трубчатый глушитель (рис. а), представляющий собой перфорированный стальной воздухопровод, поверхность которого покрывают слоем звукопоглощающего материала и защитным покрытием. Ослабление шума таким глушителем пропорционально коэффициенту поглощения пористого материала, длине облицованной им части и обратно пропорционально сечению канала. Так как затухание шума возрастает с уменьшением сечения канала, для сокращения длины глушителя на практике широко используют пластинчатые глушители (рис. б), которые собирают из отдельных секций, заполненных волокнистыми материалами.
Рис. Глушители аэродинамического шума: а — трубчатый; б — пластинчатый; 1 — перфорированный стальной воздуховод; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитный кожух; 4 — звукопоглощающая пластина; 5 — каркас пластины; 6 — волокнистый материал; 7 — стальная сетка
Глушители реактивного типа применяют для снижения шума с резко выраженными составляющими.
Простейшие реактивные глушители — это глушители типа расширительных камер.
Организационно-технические мероприятия по борьбе с производственным шумом заключаются:
в правильной планировке цехов на территории предприятия;
рациональном размещении оборудования по степени шумности;
озеленении помещений широколиственными растениями, так как они способны хорошо поглощать звуки.
Хороший эффект по снижению шума достигается насаждением деревьев и кустарников на территории предприятия. Многорядовая посадка деревьев с разрывами интенсивнее поглощает звуковую энергию, чем плотная полоса без разрывов.
Если инженерно-техническими средствами не удается снизить уровень звукового давления до допустимого значения, используют индивидуальные средства защиты (наушники, антифоны и т. п.), при выборе которых необходимо учитывать такие факторы, как частотный спектр шума, требования санитарных норм по ограничению шума, удобство ношения при выполнении конкретной работы.
Источник
Методы борьбы с шумом
Методы борьбы с шумом регламентируются по ГОСТ 12.1.029-80 [6] и СНиП 23-03-2003 [11].
Шум, в зависимости от источника, подразделяют на механический (вибрационный), аэродинамический, электромагнитный, гидродинамический. При разработке средств, снижающих шум на пути его распространения, необходимо учитывать особенности этих путей, а именно, выделять воздушный шум (передающийся по воздуху) и структурный шум (распространяющийся по элементам строительных конструкций здания).
Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы:
уменьшение уровня шума в источнике его возникновения;
ослабление шума на путях передачи (звукопоглощение, звукоизоляция, установка глушителей шума);
рациональное размещение оборудования;
применение средств индивидуальной защиты.
Классификация средств коллективной защиты от шума представлена на рис. 2.
Рисунок 2 – Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения
Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы безударными, применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей, повышать класс точности обработки деталей и шестерен; заменять возвратно-поступательные движения вращательными, штамповку прессованием, клепку сваркой, обрубку резкой, прямозубые шестерни на косозубые и шевронные (позволяет снизить уровень звука до 5 дБА).
Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения подшипниками скольжения (шум снижается на 10–15 дБА), зубчатых и цепных передач клиноременными или зубчато-ременными передачами (шум снижается на 10–15 дБА), металлических деталей – деталями из пластмасс.
Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.
К архитектурно-планировочным методам защиты от шума относят:
рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов (концентрация цехов с большим уровнем шума и удаление их от других производственных помещений);
рациональное размещение технологического оборудования, рабочих мест;
рациональное акустическое планирование зон и режима работы шумного оборудования, движения транспортных средств и транспортных потоков;
создание шумозащитных зон в различных местах нахождения человека;
лесные насаждения (уменьшают шум на 10 – 15 дБ).
Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука, который может быть уменьшен за счет увеличения площади звукопоглощения помещения, т.е. необходимо применять:
покрытие внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими облицовками. Такая акустическая обработка помещений позволяет снизить уровень звука до 45 дБА;
размещение в помещениях штучных звукопоглотителей (объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку).
К организационно-техническим методам защиты от шума относят:
применение малошумных технологических процессов путем изменения технологии производства, способов обработки, транспортирования материала;
оснащение шумных машин средствами дистанционного управления (снижает шум на 20–30 дБА);
применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;
устройство экранов (с покрытием их звукоизолирующими материалами) между машиной и рабочим местом;
совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;
использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях;
сокращение времени нахождения в шумовых условиях;
гигиенический контроль уровней шума на рабочих местах.
Организационно-технические методы обеспечивают снижение уровня звука на 5–10 дБА.
В тех случаях, когда перечисленные методы не обеспечивают необходимого снижения шума, применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ) – противошумы.
Противошумы по ГОСТ 12.4.011–89 [8] подразделяются на три типа:
наушники (рис. 3), закрывающие ушную раковину. В зависимости от частоты они обеспечивают снижение шума на 7–47 дБ. Наиболее эффективно наушники обеспечивают защиту на высоких частотах;
вкладыши (рис. 3), перекрывающие наружный слуховой канал (беруши). В зависимости от частоты они обеспечивают снижение уровня шума на 5–20 дБ. Их изготавливают из специального ультратонкого волокна, а также из резины или эбонита;
шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину. Применяют при очень высоких уровнях шума (более 120 дБ).
Наушники противошумные «Комфорт»
Рисунок 3 – Средства индивидуальной защиты органов слуха
Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума.
На предприятиях зоны звука выше 80 дБА должны обозначаться знаками безопасности и работающие в этих зонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБА в любой полосе частот.
В технических условиях на машины и паспорта должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.050-86 [7].
Важным для снижения опасного воздействия шума на организм человека является периодическое медицинское обследование состояния здоровья и лечебно-профилактические мероприятия.
В данной работе более подробно рассмотрены акустические средства защиты от шума: звукоизоляция, звукопоглощение, глушители шума.
Источник
