Общая характеристика средств и методов защиты от шума

Санкт-Петербургский  государственный Технологический  Институт      (Технический  Университет) 

 

 

 

  

 

 
РЕФЕРАТ

 
Тема: «Общая характеристика средств  и методов защиты от шума»

 

 

 

 

Выполнила: студентка  группы 111,

 Переходенко  Полина 

Проверил:  __________________   

 

                                              Санкт-Петербург

                                                        2013

                                                Содержание

 Введение…………………………………………………………….3

 Основные характеристики шума………………………………….3

Классификация средств защиты от шума…………………………6

 Расчет глушителей шума………………………………………….11

Список использованной литературы……………………………...22

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            

      

                                                Введение

 Снижение шума в жизнедеятельности человека становится актуальной проблемой. Среди всех шумов, оказывающих воздействие на человека выделяется шум производственного происхождения. Уровень производственного шума существенно подрос. Это вызвано использованием высокопроизводительных машин и механизмов, возрастанием рабочих скоростей. Одним из самых распространенных видов производственного шума является механический шум. Уровни этого шума достигают 120 дБ. Во многих отраслях промышленности преобладают шумы импульсные и ударные, которые выделяются как весьма вредные. Неожиданные и ударные шумы могут вызвать реакцию испуга и неадекватность поведения. Своеобразное негативное действие шума ударного происхождения может вызвать повышение кровяного давления, частоты дыхания,синусовую аритмию и снизить умственную работоспособность.

Шум наносит  вред не только здоровью людей, но и  экономике страны. Так люди, занятые  трудом умственной напряженности, делали на фоне шума в 70 дБ почти в два  раза больше ошибок, чем в тишине. Работоспособность занятых умственным трудом падает примерно на 60%, а физическим - на 30%. Шум ударного происхождения  наиболее характерен для промышленности (металлургия, машиностроение, транспорт) и обуславливает соударение машин  и механизмов в процессе работы. Эта проблема относится к числу  наиболее актуальных проблем, связанных  с оценкой поведения различных  конструкций в условиях воздействия  интенсивных импульсивных нагрузок, которые возникают при эксплуатации современного оборудования. Анализ литературных данных показал, что наиболее распространен  метод исследования на моделях процессов  соударения в лабораторных условиях с целью разработки материалов и  конструкций с повышенными демпфирующими  характеристиками, низким звукоизлучением.

                                   Основные характеристики шума

 Шумом называют всякий неблагоприятно  действующий на человека звук. Обычно шум является сочетанием  звуков различной частоты и  интенсивности. С физической точки  зрения звук представляет собой  механические колебания упругой  среды. Звуковая волна характеризуется  звуковым давлением р, Па, колебательной  скоростью V, м/с, интенсивностью I, Вт/м2, и частотой — числом  колебаний в секунду f, Гц.

 Звуковые колебания какой-либо  среды (например, воздуха) возникают  при нарушении ее стационарного  состояния под воздействием возмущающей  силы. Частицы среды начинают  колебаться относительно положения  равновесия, причем скорость этих  колебаний (колебательная скорость) значительно меньше скорости  распространения звуковых волн (скорости  звука), которая зависит от упругих  свойств, температуры и плотности  среды.

 Во время звуковых колебаний  в воздухе образуются области  пониженного и повышенного давления, которые определяют звуковое  давление.

 Звуковым давлением называется  разность между мгновенным значением  полного давления и средним  давлением в невозмущенной среде.

 Характеристикой источника  шума служит звуковая мощность  Р, которая определяется общим  количеством звуковой энергии,  излучаемой источником шума в  окружающее пространство за единицу  времени.

 При распространении звуковой  волны в пространстве происходит  перенос энергии. Количество переносимой  энергии определяется интенсивностью  звука. Средний поток энергии  в какой-либо точке среды в  единицу времени, отнесенный к  единице площади поверхности,  нормальной к направлению распространения  волны, называется интенсивностью  звука в данной точке.

 Слуховой орган человека  воспринимает в виде слышимого  звука колебания упругой среды,  имеющие частоту примерно от 20 до 20 000 Гц, но наиболее важный  для слухового восприятия интервал  от 45 до 10000 Гц.

 Источниками шума на машиностроительных  предприятиях являются: производственное  оборудование (станочное, кузнечно-прессовое  и т.п.); энергетическое оборудование, компрессорные и насосные станции,  вентиляторные установки, трансформаторные  подстанции; продукция предприятия  — при ее испытаниях на стендах  (двигатели внутреннего сгорания, авиационные двигатели, компрессоры  и т. п.).

 В зависимости от физической  природы возникающего шума они  подразделяются на источники  механического, аэродинамического,  электромагнитного и гидродинамического  шума. Снижение шума на рабочих  местах должно достигаться прежде  всего за счет акустического  совершенствования машин — улучшения  их шумовых характеристик.

 Восприятие человеком звука  зависит не только от его  частоты, но и от интенсивности  и звукового давления. Наименьшая  интенсивность I0 и звуковое давление  Р0, которые воспринимает человек,  называются порогом слышимости. Пороговые значения I0 и Р0 зависят  от частоты звука. При частоте  1000 Гц звуковое давление Р0 = 2 -10-5 Па, 10 = 10-12 Вт/м2. При звуковом давлении 2-102 Па и интенсивности звука  10 Вт/м2 возникают болевые ощущения (болевой порог). Между порогом  слышимости и болевым порогом  лежит область слышимости. Разница  между болевым порогом и порогом  слышимости очень велика. Чтобы  не оперировать большими числами,  ученый А. Г. Белл предложил  использовать логарифмическую шкалу.  Логарифмическая величина, характеризующая  интенсивность шума или звука,  получила название уровня интенсивности  L шума или звука, которая измеряется  в безразмерных единицах белах  (Б).

, (1)

 где I — интенсивность звука  в данной точке;

I0 — интенсивность звука, соответствующая  порогу слышимости.

 Так как интенсивность звука  пропорциональна квадрату звукового  давления, то для уровня звукового  давления можно записать:

, (2)

 Ухо человека реагирует на  величину в 10 раз меньшую, чем  бел, поэтому распространение  получила единица децибел (дБ), равная 0,1 Б, тогда

  (3)

 Шумовые характеристики (ШХ) источников  шума — активные уровни звуковой  мощности (УЗМ) Lp, дБ, и показатели  направленности излучения шума G, дБ, или предельно допустимые  шумовые характеристики (ПДШХ) должны  быть указаны в паспорте на  них, руководстве (инструкции) по  эксплуатации или другой сопроводительной  документации. При отсутствии таких  сведений необходимо пользоваться  справочными данными по шумовым  характеристикам применяемой машины  или ее аналога.

 В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83* шум классифицируется по спектральным  и временным характеристикам.

 Спектры шума подразделяются  на широкополосные и тональные.  Широкополосные характеризуются  спектром шума шириной более  одной октавы, тональные имеют  в своем составе выраженные  дискретные тона с превышением  уровня звукового давления (в  третьоктавной полосе частот) над  соседними не менее чем на 10 дБ.

 Для оценки и сравнения  шумов, изменяющихся по времени,  применяют уровни звука. Уровень  звука — это суммарный уровень  звукового давления, определенного  во всем частотном диапазоне.  Измеряют уровень звука шумомером  в децибеллах А [дБ (А)] по шкале,  имеющей корректирующий контур  А по низкочастотной составляющей.

 По временным характеристикам  шумы подразделяются: на постоянные  и непостоянные, а последние, в  свою очередь, делятся на колеблющиеся  прерывистые и импульсные. Шум  относится к постоянному, если  уровень звука, характеризующий  его, изменяется за восьмичасовой  рабочий день (рабочую смену) не  более чем на 5 дБ (А); для непостоянных  шумов характерно изменение уровня  звука в течение рабочего дня  более чем на 5 дБ (А).

 Колеблющиеся шумы характеризуются  уровнем звука, непрерывно изменяющегося  во времени, например шум транспортного  потока. Для прерывистых шумов  уровень звука изменяется ступенчато [на 5 дБ (А) и более], при этом  длительность интервалов, в течение  которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более, например  шум, возникающий при периодическом  выпуске газа из-под поршня. Импульсные  шумы — это один или несколько  звуковых сигналов каждый продолжительностью  менее 1 с, воспринимаемый человеком  как удары, следующие один за  другим, уровни звука при этом  отличаются не менее чем на 7 дБ. Для машин ударного действия  характерен импульсный шум.

                          Классификация средств защиты от шума

 Средства защиты от шума, применяемые на машиностроительных  предприятиях, подразделяются на  средства коллективной защиты (СКЗ)  и индивидуальной защиты (СИЗ). Классификация  средств коллективной защиты  приведена на рисунке 1.

 Рисунок 1 – Средства коллективной  защиты от шума на пути его  распространения.

 Наиболее рациональным методом  является борьба с шумом в  источнике возникновения (уменьшение  звуковой мощности Р). Причиной  возникновения шумов могут быть  механические, аэродинамические, гидродинамические  и электромагнитные явления, обусловленные  конструкцией и характером работы  машин и механизмов, а также  неточностями, допущенными в процессе  изготовления и условиями испытания  и эксплуатации. Для снижения  шума в источнике возникновения  могут успешно применяться следующие  мероприятия: замена ударных механизмов  и процессов безударными, например  замена ударной кленки сваркой,  рихтовки — вальцовкой, использование  гидропривода вместо кривошипно-шатунных  и эксцентриковых приводов; применение  малошумных соединений, например  подшипников скольжения, косозубых,  шевронных и других специальных  зацеплений; применение в качестве  конструкционных материалов с  высоким внутренним трением, например  замена металлических деталей  пластмассовыми и другими «незвучащими»  материалами; повышение требований  к балансировке роторов; изменение  режимов и условий работы механизмов  и машин; применение принудительной  смазки в сочленениях для предотвращения  их износа и шума от трения. Важное значение имеет своевременное  техническое обслуживание оборудования, при котором обеспечивается надежность  крепления и правильное регулирование  сочленений. Комплекс мероприятий,  направленных на уменьшение шума  в источнике, может обеспечить  снижение уровня звука на 10 ... 20 дБ (А) и более.

Изменение направленности излучения  шума. При проектировании установок  с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок  по отношению к рабочим местам, поскольку величина показателя направленности может достигать 10 ... 15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты  вентиляционной установки необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен  в противошумную сторону от рабочего места или жилого дома.

Рациональная планировка предприятий  и цехов. Шум на рабочем месте  может быть уменьшен за счет увеличения расстояния от источника шума до расчетной  точки. Внутри здания такие помещения  должны располагаться вдали от шумных помещений так, чтобы их разделяло  несколько других помещений. На территории предприятия более шумные цехи необходимо концентрировать в одном-двух местах. Расстояние между тихими помещениями (конструкторское бюро, заводоуправление) и шумными цехами должно обеспечивать необходимое снижение шума.

Акустическая обработка помещений. Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и  от отраженного звука, поэтому для  уменьшения последнего применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения (рис. 2, а) и штучные (объемные) поглотители  различных конструкций (рис. 2, б), подвешиваемые  к потолку помещений. Процесс  поглощения звука происходит путем  перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале. Для  большей эффективности звукопоглощения  пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и  незамкнутые поры.

 Звукопоглощающие материалы  имеют коэффициент звукопоглощения  а > 0,2. У бетона, кирпича величина  а не превышает 0,01 ... 0,05. Звукопоглощающие  свойства пористых материалов  определяются толщиной слоя, частотой  звука, наличием воздушной прослойки.  Эффект снижения шума за счет  применения звукопоглощающей облицовки  оценивают по формуле

  (4)

 где В2 и В1 — постоянные  помещения до и после проведения  акустической обработки. Величину  В определяют по СНиП П-12—77 в зависимости от вида помещения.

1 — защитный перфорированный  слой; 2 — звукопоглощающий материал;

3 — защитная стеклоткань; 4 —  стена или потолок; 5 — воздушный  промежуток;

6 — плита из звукопоглощающего  материала.

 Рисунок 2 – Акустическая  обработка помещений

 Уменьшение шума на пути  его распространения применяют,  когда перечисленные выше методы  не обеспечивают требуемого снижения  шума. Снижение шума достигается  за счет уменьшения интенсивности  прямого шума lпр путем установки  звукоизолирующих перегородок, кожухов,  экранов (рисунок 3) и т.п. Сущность  звукоизоляции ограждения состоит  в том, что падающая на него  энергия звуковой волны отражается  в значительно большей степени,  чем проходит за ограждение. Звукоизолирующая  способность (дБ) перегородки выражается  величиной: