Физические характеристики шума

Вибрации, воздействующие на человека, можно классифицировать по ряду признаков:

1.     По способу  передачи вибрации на человеческий  организм:

-          общая; 

-          локальная. 

2.     По характеру  спектра: 

-         узкополосные вибрации, у которых  контролируемые параметры в одной  третьоктавной полосе частот  более чем на 15 дБ превышает  значения в соседних третьоктавных  полосах; 

-         широкополосные вибрации – с  непрерывным спектром шириной  более одной октавы.

3.     По частотному  составу: 

-         низкочастотные вибрации – с  преобладанием максимальных уровней  в октавных полосах частот 1¸4  Гц для общих вибраций, 8¸16 Гц  для локальных вибраций;

-         среднечастотные вибрации – с  преобладанием максимальных уровней  в октавных полосах частот 8¸16 Гц для общих вибраций, 31.5¸63 Гц  для локальных вибраций;

-         высокочастотные вибрации – с  преобладанием максимальных уровней  в октавных полосах частот 31.5¸63 Гц для общих вибраций, 125¸1000 Гц  для локальных вибраций.

4.     По временным  характеристикам: 

-         постоянные вибрации, для которых  величина нормируемых параметров  изменяется не более чем в  2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

-         непостоянные вибрации, для которых  величина нормируемых параметров  изменяется не менее чем в  2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения  не менее 10 минут при измерении  с постоянной времени 1 с.

Нормирование  шума и вибрации

Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха  и снижение работоспособности и  производительности труда работающих.

Цель нормирования вибраций - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерного утомления и снижения работоспособности. В основе гигиенического нормирования лежат медицинские  показания. Нормированием устанавливают  допустимую суточную или недельную  дозы, предупреждающие в условиях трудовой деятельности функциональные расстройства или заболевания работающих.

Для разных видов шумов  применяются различные способы  нормирования.

  Для  постоянных  шумов нормируются уровни звукового  давления LPi (дБ) 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  в дБ(А), измеряемый по временной характеристике шумомера «S - медленно».

Нормируемыми параметрами  прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать  эквивалентные (но энергии) уровни звукового  давления Lэкв в дБ 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 в дБ(А).

Допустимые уровни звукового  давления для рабочих мест служебных  помещений и для жилых и  общественных зданий и их территорий различны.

Нормирование вибраций

Различают санитарно-гигиеническое  и техническое нормирование.

В первом случае производят ограничение параметров вибрации рабочих  мест и поверхности контакта с  конечностями работающих, исходя из физиологических  требований, и снижающих возможность  возникновения вибрационной болезни.

Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с  учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний  день для данного вида машин уровня вибрации.

Для общей и локальной  вибрации зависимость допустимого  значения виброскорости от времени  фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин (8-ми часовой  рабочий день), определяется по формуле:

Где   - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин.

Устранение или  уменьшение шума  в источниках его  образования

На ряде производств доминирует механический шум, обусловленный колебаниями  деталей машин и их взаимным перемещением. Он вызывается силовыми воздействиями  неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением  материалов в трубопроводах или  в лотках, колебаниями деталей  машин, обусловленных силами немеханической природы, и т п.

Эти колебания служат причиной как воздушного, так и структурного шума. Поскольку возбуждение механического  шума обычно носит ударный характер, а излучающие его конструкции  и детали представляют собой распределенные системы с многочисленными резонансными частотами, спектр механического шума занимает широкую область частот. В нем представлены составляющие на указанных резонансных частотах и на частоте ударов и их гармоник.

Наличие высокочастотных  составляющих в механическом шуме приводит к тому, что обычно он субъективно  очень неприятен. Колебания движущихся деталей передаются корпусу (станине, кожуху), который меняет спектр колебаний  и излучаемого шума. Процесс возникновения  механического шума весьма сложен, так как определяющими факторами  здесь являются кроме формы, размеров, числа оборотов, типа конструкции, механических свойств материала, способа возбуждения  колебаний также состояние поверхностей взаимодействующих тел, в частности  трущихся поверхностей, и их смазывание. Расчетным путем определить излучаемое звуковое поле обычно не удается. Применение теории размерностей к расчету механического  шума не дает однозначной его оценки.

Шум современных газетных агрегатов, не оснащенных шумозащитными  устройствами, колеблется в зависимости  от скоростных параметров и схемы  построения машин. Шум полиграфических  машин можно разделить на несколько  характерных групп: 1) шум, вызываемый работой технологических механизмов (захватами, печатными аппаратами, режущими устройствами), 2) шум, создаваемый приводными механизмами зубчатыми и цепными  передачами, кулачковыми механизмами  и др., 3) шум, создаваемый обрабатываемыми  материалами (бумагой, фольгой и  др ), 4) шум вспомогательного оборудования.

В газетных агрегатах преобладающими шумами являются шумы 1-й и 2-й групп, т.е. шумы механического происхождения. Шумы обрабатываемого материала  и вспомогательного оборудования несущественны. Основными источниками шума печатных секций являются приводные системы, губчатые передачи, размещенные на станине печатных секций, механизмы красочного аппарата, а также механизмы бумагопроводящей системы.

Уровень звука печатной секции, включенной автономно, составляет в  среднем 101—105 дБ. Шум имеет широкополосный характер с максимумом в области  частот 1000—2000 Гц. В фальцевальном  аппарате кроме приводных механизмов, которые создают равномерный  широкополосный шум, по своим характеристикам мало отличающийся от шума печатных секций, значительный шум создают фальцующие механизмы (валики, ножи, опорные детали). Шум этих механизмов носит импульсный характер. По уровню он не превосходит шум приводных механизмов.

Разработка методов снижения шума газетных агрегатов идет в следующих  направлениях применение в механизмах полимерных материалов с улучшенными  виброакустическими свойствами; размещение газетных агрегатов в отдельных  помещениях (домах) на виброизолированных фундаментах с управлением с  помощью телеметрической аппаратуры, создание с помощью кабин и  экранов специальных зон для  обслуживающего персонала. Через звукоизолирующие кабины осуществляется вывод продукции. На входе и выходе конвейеры должны быть оснащены шумозащитными каналами. Кабины устанавливают на виброизолированном фундаменте.

Стены кабины выполняют из легких звукоизолирующих материалов, таких как: Термозвукоизол, Тексаунд, Фонстар, Зкозвукоизол, звукоизол, Роквул, Базальтин и т.д. Применение звукоизолирующих кабин такой конструкции является лучшим средством защиты операторов от шума. При этом сохраняется традиционная технология, уровень автоматизации  повышается незначительно и сохраняется  конструкция печатных секций и фальцевальных  аппаратов.

Ролевые печатные машины

Уровень звука от скоростных ролевых машин, не оборудованных  шумозащитными устройствами, достигает  в среднем 90—95 дБ. Шум является широкополосным. Преобладают шумы механического  происхождения. Как и в газетных агрегатах, основные источники шума находятся в фальцевальном аппарате и в печатных секциях. Это фальцующие механизмы, приводные коробки печатных и красочных аппаратов.

Основные электродвигатели в зоне их установки создают шум, уровень которого превышает общий  фон излучения на 1—3 дБ. Уровень  звука 88—90 дБ создают также бумаговедущие валики и цилиндры. Допустимый уровень шума при работе ролевых печатных машин может быть достигнут без принципиальных изменений схем машин и традиционных методов работы на них путем звукоизоляции печатных секций и фальцевального аппарата.

Секция со стороны обслуживания технологических механизмов должна герметично закрываться легко отодвигающимися  или съемными кожухами. Места выхода и входа бумаги должны быть оснащены шумозащитными устройствами. Приводные  кожухи устанавливают на упругих  прокладках с большим коэффициентом  потерь. Конструкция соединительных элементов и материалы огражден и выбирают в соответствии с рекомендациями, изложенными в специальной литературе. В приводах красочных аппаратов  следует применять демпфированные зубчатые передачи. Проходы между  печатными и фальцевальными секциями должны иметь дополнительные герметичные  двери. Фальцевальный аппарат также  нужно заключать в звукоизолирущий  кожух.

Листовые ротационные  машины

Современные листовые ротационные  машины создают уровни звука в  пределах 82—89 дБ. Шум носит широкополосный характер. Доминирующим его источником является выводной конвейер, поэтому  основное внимание должно быть обращено на снижение шума цепных передач. В  отличие от ролевых в данных машинах  в первую очередь необходимо бороться с шумом в источниках возникновения, т. е. непосредственно в механизмах, с помощью установки виброизолирующих устройств в зубчатых и цепных передачах. В листовых машинах следует  увеличить площадь ограждений на приемке и кожухов печатных секций.

Плоскопечатные машины

Уровень звука большинства  плоскопечатных машин находится  и пределах 86—87 дБ на максимальных скоростях. На эксплуатационных скоростях  шум этих машин не превышает допустимых значений. Виброакустические исследования показали перспективность применения подрессоренных зубчатых колес в приводных механизмах. При этом не только снижается шум, но и улучшаются динамические показали механических систем.

Переплетно-брошюровочные  машины

Большинство переплетно-брошюровочных  машин имеют сравнительно невысокие скорости. Поэтому уровень звука их (кроме фальцевальных машин большого формата и некоторых других) находится в пределах 80— 90 дБ. Специфика переплетно-брошюровочных машин требует применения большого числа разнообразных рычажно-кулачковых механизмов (например, в машинах БТГ применяется около ста кулачковых механизмов). Поэтому во всех машинах с уровнем звука до 90 дБ следует применять демпфированные конструкции зубчатых и кулачковых механизмов. В высокоскоростных отделочных линиях модульного построения уровни звука в отдельных локальных областях достигают 96— 100 дБ. При таких уровнях звука целесообразно применение конструкций, предусматривающих полную герметизацию машин, звукоизолирующие ограждения проектировать на отдельные модули.

Снижение шума методом звукоизоляции

Звукоизоляция — снижение уровня шума, проникающего в помещения  извне. Количественная мера звукоизоляции  ограждающих конструкций выражается в децибелах. Степень необходимости  звукоизоляции перекрытий зависит  от характеристик, используемых в строительстве материалов и соблюдения всех технологических норм.

Меры по звукоизоляции  помещений призваны бороться с четырьмя видами шумов:

1.Ударный шум возникает когда конструкция помещения принимает удар и рождаемый при этом колебания передаются на стены или перекрытия. Ударный шум возникает при ударах о пол тяжелых предметов, перемещение мебели, звук шагов, удары по стене. По конструкциям звуковые колебания могут распространяться достаточно далеко, т.к. они передаются на все смежные стены, потолки и полы.

2.Воздушный шум распространяется по воздуху, но стены и перекрытия поглощают воздушные звуковые колебания не достаточно хорошо. Способность поглощать звуки стенами и перекрытиями зависит от того материала из которого они состоят. Чем массивней перегородки, тем большей звукоизоляционным эффектом они обладают. В помещениях воздушным шумом чаще всего является громкие голоса, громкая музыка, лай собак.

3.Структурный шум возникает при передаче вибраций трубами, шахтами вентиляции и другими элементами коммуникаций. Некоторые элементы коммуникаций могут передавать звуки на большие расстояния. Известно, что стук по батареям могут слышать очень многие соседи.

4.Акустический шум чаще всего возникает в необустроенных помещениях и проявляется в виде эха.

По своим физическим характеристикам  и способности защищать от разного  вида шумов звукоизоляционные материалы  делятся на звукоизоляционные и шумопоглощающие. Звукоизоляционные материалы отражают шумы, препятствуя дальнейшему распространению звука. Такие материалы эффективны при борьбе с воздушным шумом. К таким материалам относятся защитные мембраны, неорганические нетканые звукоизоляционные материалы, тяжелые минеральные мембраны.