Борьба с шумом и вибрацией

Методы борьбы с шумом и вибрацией

Основными методами борьбы с производственным шумом и вибрацией является:

– уменьшение шума в источнике;

– звукопоглощение и вибропоглащение;

Тест на знание английского языка Проверь свой уровень за 10 минут, и получи бесплатные рекомендации по 4 пунктам:

  • Аудирование
  • Грамматика
  • Речь
  • Письмо

Проверить

– звукоизоляция и виброизоляция;

– акустическая обработка помещений;

– уменьшение шума на пути его распространения;

– рациональная планировка предприятия и цехов;

– установка глушителей шума;

– применение средств индивидуальной защиты.

Узнай стоимость написания работы Получите ответ в течении 5 минут. Скидка на первый заказ 100 рублей!

Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возникновения этих колебаний:

– механические;

– аэродинамические;

– гидродинамические;

– электроявления.

В связи с этим различают шумы:

– механические;

– аэродинамические;

– гидродинамические;

– электромагнитного происхождения.

Основным источником механического шума являются:

– подшипники качения;

– зубчатые передачи;

– неуравновешенные вращающиеся части машин.

Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования:

– замена ударных процессов и механизмов безударными, например, применение оборудования с гидроприводом вместо оборудования с кривошипными и эксцентриковыми приводами; штамповку – прессованием, клепку – сваркой, обрубку – резкой;

– замена возвратно-поступательного движения – вращательными движениями, применение вместо прямозубых шестерен – косозубых и шевронных, повышение класса точности обработки, замена зубчатых и цепных передач – клиноременными, что дает снижение шума на 10-14 дБ;

– замена подшипников качения на скольжения, снижение шума на 10-15 дБ;

– замена металлических деталей на пластмассовые – 10-12 дБ снижение шума;

– применение принудительной смазки трущихся поверхностей;

– балансировка вращающихся элементов машин.

Основные источники шума станков можно разделить на 5 групп:

1. Зубчатые передачи – главного и вспомогательного движения, коробки передач.

2. Гидравлические агрегаты.

3. Электродвигатели.

4. Направляющие трубы токарных автоматов.

5. Прочие резания.

Кроме того, источником шума являются:

– подшипники;

– ременные передачи;

– кулачковые механизмы;

– дисковые муфты.

Насосы и электродвигатели должны монтироваться на виброизоляторах. На участках токарных автоматов источником шума являются удары обрабатываемого прутка по стенкам направляющих труб. Разработано большое количество конструкций малошумных направляющих труб.

Самым эффективным методом снижения шума при обработке металлов резанием является оснащение станка подвижными кожухами, герметично закрывающими зону резания. Обычные кожухи изготавливаются из листового железа, предназначены они только для защиты оператора от попадания эмульсии и стружки. Звукоизолирующий кожух состоит из 2-х слоев листового железа, между которыми находится демпфирующий материал. Места контакта кожуха уплотнены вибропоглащающим материалом.

Кожухи и ограждения на станке, предназначенные для устранения случайного контакта человека с подвижным механизмом, необходимо выполнять герметичными, стенки должны быть многослойными или иметь демпфирующее покрытие.

Уровни силы производственных шумов (в дБ):

– обдирочный станок 95-105;

– токарный станок 93-96;

– строгальный станок 97;

– кузнечный цех 98;

– штамповочный цех 112;

– клепальный цех 117;

– реактивный двигатель до 130 (болевой порог человека);

– ракетный двигатель до 170.

Аэродинамические шумы являются главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и воздуха в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания и др. В двигателе внутреннего сгорания основным источником шума является шум систем выпуска и впуска. Аэродинамический шум в источнике может быть снижен увеличением зазора между лопаточными венцами, подбором соотношения чисел направляющих и рабочих лопаток; улучшением аэродинамических характеристик приточной части компрессоров, турбин и т. п. Часто меры по ослаблению аэродинамических шумов в источнике оказываются недостаточными, поэтому применяется звукоизоляция источников и установка глушителей.

Гидродинамические шумы возникают вследствие:

– стационарных;

– нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулентность потока, гидравлический удар).

Меры борьбы:

– улучшение гидродинамических характеристик насосов;

– выбор оптимальных режимов работы;

– при гидроударах – правильное проектирование и эксплуатация гидросистемы.

Электромагнитные шумы возникают в электромашинах и оборудовании. Причины – взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных магнитных полей.

Меры защиты:

– конструктивные изменения в электромашинах, например, изготовление скошенных пазов якоря ротора;

– в трансформаторах – более плотная прессовка пакетов, использование демпфирующих материалов.

Интенсивный шум, вызванный вибрацией, можно уменьшить покрытием вибрирующей поверхности материалом с большим внутренним трением (резина, асбест, битум), при этом часть звуковой энергии поглощается. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала. Наиболее часто в качестве звукопоглощающей облицовки применяется конструкция в виде слоя однородного пористого материала определенной толщины, укрепленного непосредственно на поверхности ограждения либо отнесенного от него на некоторое расстояние (рис. 5.3.).

Рис. 5.3. Звукопоглощающая облицовка

1 – стена (потолок); 2 – звукопоглощающий материал; 3 – защитная оболочка;
4 – защитный перфорированный слой; 5 – воздушный промежуток

Если стены помещения выполнены прозрачно или площадь свободной поверхности недостаточна для установления плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения шума применяют объемные штучные звукопоглотители (рис. 5.4.). Это объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку равномерно по помещению на определенной высоте.

Рис. 5.4. Объемные штучные звукопоглотители

В настоящее время применяются звукопоглощающие материалы:

– ультратонкое волокно;

– стекловолокно;

– капроновое волокно;

– минеральная вата;

– древесно-волоконные плиты;

– пористый поливинилхлорид.

Звукоизоляция – это метод снижения шума путем создания конструкций, препятствующих распространению шума из одного в другое изолированное помещение.

Звукоизолирующие конструкции изготавливают из плотных твердых материалов (металл, дерево, пластмасса), хорошо препятствующих распространению шума. Звукоизоляция однородной перегородки R, дБ может быть определена по формуле:

(5.3)

где m – масса 1 м2 перегородки, кг;

f – частота, Гц.

Шумные агрегаты можно изолировать с помощью звукоизолирующих кожухов, которые следует устанавливать без жестких связей с оборудованием. Для увеличения эффективности звукоизоляции внутреннюю поверхность кожухов облицовывают звукопоглащающими материалами (рис. 5.5.).

Рис. 5.5. Звукоизоляция кожухом

1 – источник шума; 2 – звукопоглощающий материал; 3 – глушитель шума

Эффективность (звукоизоляция) кожухов определяется по формуле:

(5.4)

где a – коэффициент звукопоглощающей облицовки;

R – звукоизоляция однородной перегородки, дБ.

Звукоизолирующие перегородки и звукопоглощающие кабины эффективно снижают только воздушный шум, но в производстве часто встречается и структурный шум (при работе вентиляторов, компрессоров, кузнечных молотов, насосов и др.). Вибрация этих машин в виде упругих волн распространяется от фундаментов по конструкции здания во все помещения, где и проявляется в виде шума. Ослабление такого шума достигается виброизоляцией и вибропоглощением.

Виброизоляция устраняет жесткие связи между неуравновешенными машинами и конструкцией здания за счет применения упругих прокладок (пружин, резины) (рис. 5.6.).

Рис. 5.6. Виброизоляция

1 – фундамент; 2 – амортизаторы; 3 – электродвигатель; 4 – насос,

компрессор; 5 – вентиль; 6 – упругая прокладка; 7 — кронштейн

Снижение вибрации, распространяющейся по трубопроводам вентиляции, достигается устройством разрывов в отдельных участках трубопроводов с установкой в эти участки мягких вставок из брезента (резины).

Для защиты работающих от прямого воздействия шума используют экраны, установленные между источником шума и рабочим местом (рис. 5.7.).

Рис. 5.7. Экранирование рабочего места

1 – экран; 2 – звукопоглощающая облицовка; 3 – оборудование; 4 – рабочее место

Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Для уменьшения шума аэродинамических установок и устройств применяют в основном глушители шума. Они разделяются на:

– активные;

– реактивные;

– комбинированные.

Активные – поглощают шум, реактивные – отражают энергию обратно к источнику. Экранные глушители устанавливаются на выходе из канала в атмосферу или на входе в канал (рис. 5.8.).

а) б) в)

г) д) е)

Рис. 5.8. Разновидности экранных глушителей

— звукопоглощающий материал;

— металлический лист

На высоких частотах эффект их установления достигает 10-25 дБ. Большое значение имеют расстояние от экрана до канала и диаметр экрана; чем ближе расположен экран и чем больше его диаметр, тем эффективнее его установка. Снижение производственного шума может быть достигнуто рациональной планировкой цехов и предприятий. При планировке предприятия наиболее шумные цеха должны быть сконцентрированы в одном-двух местах. Между шумными цехами и тихими помещениями (заводоуправление, конструкторское бюро) должны быть размещены зеленые насаждения и соблюдаться необходимое расстояние. Внутри здания тихие помещения необходимо размещать вдали от шумных, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждений с хорошей изоляцией.

Общие технические решения не всегда позволяют снизить шум и вибрацию до допустимых величин. В этих случаях применяют индивидуальные защитные средства. К ним относят:

– вкладыши;

– наушники;

– шлемы.

Вкладыши в виде мягких тампонов из ультратонкого волокна, иногда пропитанных воском и парафином, жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) вставляют в слуховой аппарат и снижают шум на 5-20 дБ. Широкое применение нашли «Беруши».

В промышленности широко применяют наушники ВЦНИИОТ, снижающие уровень звукового давления от 7 до 38 дБ. При воздействии шумов с высокими уровнями (>120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечат необходимой защиты, так как шум действует непосредственно на мозг человека. В этих случаях применяют шлемы.

К средствам индивидуальной защиты рук от воздействия вибрации относятся:

– виброзащитные рукавицы или перчатки;

– прокладки или пластины, снабженные креплениями для рук.

Также необходимо соблюдение рационального режима труда и выполнение гигиенических мероприятий: 10 минутный перерыв после 1 часа работы, гигиенические ванны для кистей рук, душ после работы, ультрафиолетовое облучение.

При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочего места следует принимать все необходимые меры по снижению шума, ультразвука и вибрации на рабочем месте до значений, не превышающих допустимых, указанных ГОСТ 12.1.003—76 и ГОСТ 12.1.001—75. Осуществлять эти меры следует: техническими средствами борьбы с шумом (уменьшением шума машин в источнике; применением технологических процессов, при которых уровни звукового давления на рабочих местах не превышают допустимые уровни; применением дистанционного управления шумными машинами; автоматизацией управления шумными машинами; применением звукоизолирующих кожухов, полукожухов, кабин; устройством систем блокировки отключающих генератор источника ультразвука при нарушении звукоизоляции и др.); строительно-акустическими мероприятиями; применением средств индивидуальной защиты; организационными мероприятиями (выбором рационального режима труда и отдыха, сокращением времени нахождения в шумных условиях, лечебно-профилактическими и другими мероприятиями).

Зоны с уровнем звука выше 85 дБ должны быть обозначены знаками безопасности. Работающих в этих зонах администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

На предприятиях, в организациях и учреждениях должен быть обеспечен контроль уровней шума на рабочих местах и установлены правила безопасной работы в шумных условиях.

  • Конструктивные и планировочные решения по борьбе с шумами и вибрациями
  • Шумо-виброгашение на деревообрабатывающих станках

При разработке мероприятий для защиты от шума и вибрации следует руководствоваться ГОСТ 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума и вибрации».

Снижения шума и вибрации можно достичь следующими методами:

– уменьшение шума и вибрации в источнике их образования;

– изоляция источников шума и вибрации средствами звуко- и виброизоляции, звуко- и вибропоглощения;

– архитектурно-планировочные решения, предусматривающие рациональное размещение технологического оборудования, машин, механизмов, акустическая обработка помещений;

– применение средств индивидуальной защиты.

Наиболее эффективна защита от шума и вибрации в источнике их образования. Поэтому при проектировании и конструировании оборудования и технологических процессов необходимо (где это возможно) заменять ударные взаимодействия деталей безударными, возвратно-поступательное движение – вращательным, подшипники качения – подшипниками скольжения, металлические детали – деталями из пластмасс или других материалов, шумные технологические процессы – бесшумными или малошумными и т.д.

При изготовлении оборудования необходимо соблюдать минимальные допуски в сочленениях и тщательную балансировку движущихся деталей, демпфировать (поглощать) вибрации соударяющихся деталей путем покрытия их материалами, имеющими большое внутреннее трение (резиной), а также применением прокладок из пробки, битумного картона, войлока, асбеста и т.п.

Защита от аэродинамического шума, возникающего при работе вентиляционных установок, кондиционеров, компрессоров, при обдувке деталей сжатым воздухом для их очистки, сушки и при других технологических операциях требует больших усилий и часто является недостаточной. Основное снижение шума достигается в основном звукоизоляцией источника или применением глушителей, которые устанавливают на воздуховодах, всасывающих трактах, магистралях выброса и перепуска воздуха.

Звукоизоляция – это специальные устройства – преграды (в виде стен, перегородок, кожухов, экранов и т.д.), препятствующие распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении. Физическая сущность звукоизоляции состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от ограждающих конструкций.

Звукоизолирующая способность преград возрастает с увеличением их массы и частоты звука. В ряде случаев многослойные конструкции, состоящие из разных материалов, обладают более высокой звукоизоляцией, чем однослойные конструкции такой же массы. Воздушная прослойка между слоями увеличивает звукоизолирующую способность преграды.

В производственных условиях часто вместе со звукоизоляцией применяют звукопоглощение. Наиболее эффективно поглощают звук пористые материалы. Это объясняется переходом энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту, образующуюся в результате их трения в порах материала. В качестве звукопоглощающего материала применяют капроновое волокно, поролон, минеральную вату, стекловолокно, пористый поливинилхлорид, асбест, пористую штукатурку, вату и др.

Очень часто для защиты от шума используют специальные кожухи, устанавливаемые на агрегатах. Их обычно изготавливают из тонких алюминиевых, стальных или пластмассовых листов. Внутренняя поверхность кожуха обязательно облицовывается звукопоглощающим материалом. При установке кожуха на пол должны использоваться резиновые прокладки. Кожух может обеспечить снижение шума на 15-20 дБ.

Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воздействия шума используют экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочим местом. Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Экраны облицовывают звукопоглощающим материалом толщиной не менее 50-60 мм. Снижение шума в местах, защищенных экранами, составляет 5-8 дБ.

В шумных цехах ряд рабочих мест, например операторов пультов управления, размещают в звукоизолированных кабинах, внутренние поверхности которых облицовывают звукопоглощающими материалами.

В больших производственных помещениях хороший эффект в снижении шума дают объемные звукопоглотители в виде перфорированных кубов, шаров или конусов. Их подвешивают над шумными агрегатами или размещают в определенном порядке вдоль ограждающих конструкций.

Большое значение для снижения шума и вибрации имеет правильная планировка территории и производственных помещений, а также использование естественных и искусственных преград, препятствующих распространению шума.

Для защиты от вибрации широко используют также вибро-поглощающие и виброизолирующие материалы и конструкции.

Виброизоляция – это снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи колебаний от их источника. Виброизоляция представляет собой упругие элементы, размещенные между вибрирующей машиной и ее основанием. Амортизаторы вибраций изготавливают из стальных пружин или резиновых прокладок.

Фундаменты под тяжелое оборудование, вызывающее значительные вибрации, делают заглубленными и изолируют со всех сторон пробкой, войлоком, шлаком, асбестом и другими демпфирующими вибрации материалами.

Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполненных из стальных листов, на них наносят слой резин, пластиков, битума, вибропоглощающих мастик, которые рассеивают энергию колебаний.

В тех случаях, когда техническими и другими мерами не удается снизить уровень шума и вибрации до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. В качестве индивидуальных средств защиты от шума в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 используют мягкие противошумные вкладыши, вставляемые в уши, тампоны из ультратонкого волокна или жесткие из эбонита или резины, эффективные при DL = 5-20 дБ. При звуковом давлении L>120 дБ рекомендуются наушники типа ВЦНИИОТ, предназначенные для защиты от высокочастотного шума; шлемы, каски и специальные противошумные костюмы.

Для защиты рук от воздействия локальной вибрации, согласно ГОСТ 12.4.002-74, применяют рукавицы или перчатки следующих видов: со специальными виброзащитными упруго-демпфирующими вкладышами, полностью изготовленные из виброзащитного материала (литьем, формованием и т.п.), а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке (ГОСТ 12.4.046-78).

Для защиты от вибрации, передаваемой человеку через ноги, рекомендуется носить обувь на войлочной или толстой резиновой подошве.

Для исключения контакта с источником ультразвука необходимо применять дистанционное управление оборудованием; автоблокировку, т.е. автоматическое отключение оборудования при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка продукции, нанесение контактных смазок и т.д.); приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали.

В качестве СИЗ работающих от вредного воздействия ультразвука, распространяющегося в воздушной среде, следует применять противошумы по ГОСТ 12.4.051.

Для защиты рук от воздействия контактного ультразвука необходимо применять две пары перчаток – резиновые (наружные) и хлопчатобумажные (внутренние) или только хлопчатобумажные.

К работе с ультразвуковым оборудованием не допускаются лица моложе 18 лет. Лица, обслуживающие ультразвуковое оборудование, должны проходить предварительный и периодический медосмотры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *