14 Производственный шум и его характеристики. Нормирование шума.

Шум – сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Звук пред-ставляет собой волнообразное колебательное движение, передающееся через упругую среду (жидкость, газ, твердое тело).

Для оценки звука применяют следующие физические параметры : частоту f , звуковое давление P и интенсивность звука J.

Частота колебаний – число полных колебаний в единицу времени – выражается в герцах (Гц).

Органы слуха человека воспринимают звуки с частотами от 16 от 20 000Гц; не воспринимаемые человеком звуки частотой до 16 Гц называют инфразвуками, а более 20 000 Гц – ультразвуками. Ухо человека наиболее чувствительно к звукам частотой 1000…3000Гц.

Звуковым давлением называется отклонение создаваемого звуковой волной результирующего давления воздуха от атмосферного. Его измеряют в Паскалях (Па).

Порог слышимости – это величина звукового давления P₀ = 2 · 10^­5 Па, которое воспринимают органы слуха человека. Его определяют при частоте 1000 Гц и интенсивности звука J₀ = 10^-12 Вт/м².

Интенсивностью звука называется количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной за 1с через площадку в 1 м², перпендикулярную распространению звука.

Звуковое давление P = 210² Па и интенсивностью звука J = 10² Вт/м² образуют порог болевого ощущения. Значения звукового давления от порога слышимости до порога болевого ощущения могут изменяться в 10⁷ раз, а интенсивность – в 10¹⁴ раз. Оперировать указанными цифрами сложно. Кроме того, ощущение человека при восприятии звука пропорционально не абсолютному, а логарифмическому изменению энергии звукового раздражителя. В связи с этим на практике принято оценивать звуковое давление в логарифмических величинах:

, (1.1.)

где L – уровень звукового давления, дБ;

P – фактическое звуковое давление в данной точке, Па;

P₀ – звуковое давление, соответствующее порогу слышимости, Па;

За единицу измерения уровня звукового давления принят бел (Б). На практике применяется более мелкая единица децибел (дБ).

Суммарный уровень звукового давления L_с от нескольких источников звука с одинаковым уровнем звукового давления L_i рассчитывается по формуле:

L_c = L_i + 10 lgn (1.2.)

L_i – уровень шума одного источника, дБ

где n – число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления.

Зависимость величины 10 lgn (добавки) от числа источников шума приведены в табл.1.1.

При совместном действии двух различных источников с уровнем звукового давления L_б и L_м суммарный уровень L равен

L= L_б+ L, (1.3.)

где L_б больший из двух суммированных уровней L = f(L_б – L_м) добавка, зависящая от разности уровней (дБ) двух источников (выбирается она из номограммы рис.1.1.)

L_м – меньший из двух измеряемых уровней, дБ

При наличии нескольких различных источников шума суммирование производится последовательно, т.е. определяется вначале суммарный уровень шума 2– х наиболее интенсивных источников, затем он суммируется с

3– м источником и т.д.

Определение уровня шума в зависимости от расстояния к источнику шума производится по формуле:

L= L₁ – 20 lgr, (1.4.)

где L – искомый уровень шума, дБ;

L₁ - уровень шума на расстоянии 1м от измеряемого источника шума.

r – расстояние между микрофоном и источником шума, м.

Субъективное восприятие шума человеком значительно отличается от физических характеристик звука, так как слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Звуки малой частоты человек воспринимает как менее громкие по сравнению со звуком большей частоты той же интенсивности. Оценка уровня звука в дБ не учитывает частотный характер шума. Поэтому важной характеристикой последнего является его спектр, представляющий собой зависимость уровня звука L (дБ) и частоты f (Гц). Шум классифицируется по характеру спектра и времени действия ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». По характеру спектра шум делится на широкополосный, если имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы (реактивные двигатели), и тональный, если в спектре имеются слышимые прерывистые (дискретные) тона, на 10 дБ превышающие шумы в соседних октавах (дисковые пилы).

По времени действия шумы делятся на постоянный и непостоянный. Шум считается постоянным, если его уровень за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5дБ. Непостоянные шумы с непрерывно изменяющимся уровнем во времени называют колеблющимися , а если уровень шума, изменяясь, резко падает до уровня фонового шума, то его называют прерывистым.

Весь звуковой диапазон частот разделен на 8 октав, среднегеометрическими частотами которыми являются: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.

Поскольку вредное действие шума зависит от частоты, то каждая октавная полоса частот имеет отдельный допустимый уровень шума (ГОСТ 12.1.003-83). Нормы дифференцированы не только по частоте, но и по видам объектов. Установлены также допустимые уровни звука для ориентировочной оценки шума, измеренного по шкале А шумомера. Эта шкала имитирует общую чувствительность уха человека во всем диапазоне частот. Характеристика А имеется во всех шумомерах. Величина уровня звука, измеренного по этой шкале, обозначается в дБА. (см. табл.2.2.).

Предельно-допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот на рабочих местах в производственных помещениях (ГОСТ 12.1.003-83г.)

Продолжительный шум вызывает у человека головную боль, головокружение, может привести к заболеванию нервной и сердечно-сосудистой систем, нарушению функций желудочно-кишечного тракта и обменных процессов в организме. Шум нарушает концентрацию внимания, точность и координированность движений, ухудшает восприятие звуковых и световых сигналов опасности и поэтому является вредным фактором, способствующим росту травматизма.

Нормирование шума – главное мероприятие в борьбе с его вредным влиянием на организм человека.

ГОСТ 12.1.029-80 « ССБТ. Средства и методы защиты от шума» устанав-ливает классификацию основных средств и методов защиты от шума. На практике наиболее эффективным считается комплексный подход к защите от шума – сочетание следующих методов: уменьшение шума в источнике его возникновения; изменение направленности излучения шума, уменьшение шума на пути его распространения средствами звукоизоляции и звукопоглащения.

Звукоизоляция источника шума может осуществляться капотированием его или «рабочего места» путем размещения последнего в звукоизолированной кабине. Звукопоглащение осуществляется нанесением на поверхности конструкций вязких материалов или покрытием этих поверхностей пористыми материалами (поролоном и др.).

Для уменьшения шума применяются следующие основные методы:

1-уменьшение возмущения звуковых колебаний з источнике;

2-изменение направленности излучения;

3-рацкональная планировка предприятий и цехов;

4-звукоизоляция;

5-звукопоглощение;

б- применение средств индивидуальной и коллективной защиты. Предпочтение всегда следует отдавать I методу, т.к. при этом уменьшается влияние причин.вызывающих повышенный шум.Однако, выявить эти причины в ряде случаев весьма затреднительно, т.к. на увеличение уровней шума оказыз&ют одновременно влияние целый ряд механизмов,систем,кинематических пар.С одной стороны это связано с кинематикой и динамикой механизмов,совершенством выбранных конструктивных решений и материалов,а с другой- с технологией изготовления,сборки и т.д. На определенном этапе методы уменьшения шума в источнике становятся экономически не целесообразными.Поэтому в практике борьбы с шумом чаще комплексно используются различные методы.

Для уменьшения шумов механического происхождения непосредственно в источнике применяется,например,цикл оборудования с гидроприводом вместо оборудования и механизмов с кривошипными и эксцентриковыми приводами,вместо прямозубых шестерен-косозубые и шевронные,по возможности следует применять кликоремен-ные и зубчатоременные передачи вместо зубчатых и цепных передач. Замена подшипников качения на подшипники скольжения при-аодит в ряде случаев к уменьшению шума порядка ЮдБ. По возможности следует заменять металлические детали деталями из пластмасс и других "незвучных" материалов. Необходимо применять балансировку вращающихся элементов машин.уравновешивание механизмов.

В большинстве случаев меры по ослабления аэродинамических шумов а источниках оказываются недостаточно эффективными и часто основное снижение шума достигается путем установки глушителей или звукоизоляцией источников. На сегодня,например, большую проблему составляет уменьшение шума процесса сгоран

Снижение электромагнитных шумов достигается путем конститутивных изменений в электрических машинах,например,путем «^готовления скошенных пазов якоря ротора.-В трансформаторах зеэбходимо применять более плотную прессовку пакетов,использо-гать демпфирующие материалы.Хорошая притирка щеток может уменьшать шум до 6-ЮдБ. Уменьшение механического шума при этом, кроме того.достигается лучшей балансировкой ротора.

Изменение направленности излучения пума- достигается ::тзетствующей ориентацией установок по отношению к рабочим кестам.Например,отверстия воддухозаборной шахты вентиляционной и компрессорной установки должны располагаться так,чтобы максимум излучаемого щума был направлен в противоположную <"то-::ну от рабочего места или от жилого дома.

При рациональной планировке наиболее шумные источники Ирлжны располагаться по возможности дальше от другого оборудования.При этом пгумные источники должны оказывать минимальное -лияние на жилые массивы.

Шум из одного помещения в другое может распространяться по трем направлениям:

I.Через ограждение .которое под действием переменного давления падающей, на него волны,колеблясь как диафрагма,излучает щум в тихое помещение.

2.Непосредственно по воздуху через, различного рода щели и отверстия.

ЗПосредством вибраций,возбуждаемых в строительных конструкциях механическим путем (удары,хождение и т.п.)

Б первых двух случаях передаются звуки,возникающие и распространяющиеся по воздуху и условно называемые воздушными звуками. Б третьем случае энергия возникающих упругих колебаний распространяется по конструкциям (стенай,перекрытиям,трубопроводам и т.п.) и затем излучается в виде шума.Такие колебания называв ют структурным шумом.

Эффективное, снижение шума может быть достигнуто путем установки звукоизолирующих преград в виде стен,перегородок,,кожухов, кабин и др. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него звковая энергия отражается в гораздо большей мере,чем проникает за ограждение.Коэффициент звукопроницаемости представляет собой отношение прошедшей через ограждение звуковой мощности к падающей на него,т.е. он характеризует звукоизолирующие качества ограждения