Методы борьбы с шумом и вибрацией

Комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение шума, предусматривает нижеследующие направления.

1. Снижение шума в источнике достигается различными способами: заменой возвратно-поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерным вращательным, тщательной балансировкой вращающихся механизмов, выбором малошумных материалов с большим внутренним трением и др.

2. Уменьшение шума на пути его распространения. На рис. 26 приведена классификация средств коллективной защиты от шума на пути его распространения

3. Уменьшения шума можно достичь за счет рациональной планировки зданий, в соответствии с которой наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в глубине территории в одном месте. Они должны быть удалены от помещений для умственного труда и ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум.

4. Помимо мер технологического и технического характера широко применяются средства индивидуальной защиты – антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Отрицательное действие шумов можно снизить за счет сокращения времени их воздействия, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня для восстановления функции слуха в тихих помещениях (защита временем).

Звукопоглощение

Звукоизоляция

Рис. 26. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения

Основные методы борьбы с вибрациями машин и оборудования.

1. Снижение вибраций воздействием на источник возбуждения посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил, например замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерно вращающимися, а также механизмами с гидроприводами и т.д.

2. Отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы.

3. Вибродемпфирование. Это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний в тепловую энергию. Для этого вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.). Вибрации, распространяющиеся по коммуникациям (трубопроводам, каналам), ослабляются их стыковкой через звукопоглощающие материалы (прокладки из резины и пластмассы). Широко применяются противошумные мастики, наносимые на поверхность металла.

4. Динамическое гашение вибрации чаще всего осуществляют путем установки агрегатов на фундаменты. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту.

5. Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций.

6. При работе с ручным механизированным электрическим и пневматическим инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибраций. К ним относят рукавицы, перчатки, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями в руке.

На рис. 27 приведена классификация методов и средств коллективной защиты от вибрации.

Рис. 27. Классификация методов и средств защиты от вибрации

Контрольные вопросы и задачи

1. Влияние шума на организм человека. Частотный диапазон слышимых человеком звуков. Инфразвук и ультразвук.

2. Понятие октавной полосы, спектра шума. Среднегеометрическая частота.

3. Уровень интенсивности звука, уровень звукового давления.

4. Задача. Определить уровень интенсивности звука в расчетной точке помещения, создаваемый десятью одинаковыми источниками интенсивностью 10^-5 Вт/м² каждый. Интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, составляет 10^-12 Вт/м².

5. Нормирование шума. Понятие предельного спектра. Уровень звука
(дБА). Понятие дозы шума.

6. Нормирование ультразвука и инфразвука.

7. Основные характеристики вибрации.

8. Логарифмический уровень виброскорости и виброускорения.

9. Классификация вибрации по способу передачи на человека.

10. Категории вибрации в зависимости от источника ее возникновения.

11. Нормирование вибрации.

12. Методы борьбы с шумом и вибрацией.

Электромагнитные поля

Электромагнитное поле (ЭМП) представляет особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем. электромагнитное поле может существовать и в свободном состоянии в виде движущихся со скоростью 3·10⁸ м/с фотонов или в виде электромагнитных волн.

Движущееся ЭМП (электромагнитное излучение– ЭМИ) характеризуется векторами напряженности электрического Е, [В/м], и магнитного Н, [А/м], полей, которые определяют силовые свойства ЭМП.

Длина волны λ, частота колебаний f и скорость распространения электромагнитных волн в воздухе с связаны соотношением с = λ f. Например, для промышленной частоты f = 50 Гц длина волны λ = 3·10⁸/50 = 6000 км, а для ультракоротких частот f = 3·10⁸ Гц длина волны равна 1 м.

В ЭМП существует три зоны, которые различаются по расстоянию от источника.

Зона индукции I(ближняя зона) имеет радиус R ≤ λ/2π. В этой зоне электромагнитная волна не сформирована, и поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.

Зона интерференции II (промежуточная) имеет радиус λ/2π < R <2π λ.
В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряженность электрического и магнитного полей, а также энергетическая составляющая.

Зона излучения III(дальняя), имеющая радиус R ³ 2πλ, характеризуется тем, что это зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействует только энергетическая составляющая, а векторы Е и Н всегда взаимно перпендикулярны. В вакууме и воздухе Е = 377 Н.

Для токов промышленных частот размер зон I и II составляет несколько десятков километров. Начиная со сверхвысоких частот, зона индукции уменьшается и оценка осуществляется по характеристике S, для которой в нормативных документах принято название – плотность потока энергии (ППЭ), хотя фактически – это плотность потока мощности, [Вт/м²], которая в общем виде определяется векторным произведением Еи Н, а для сферических волн при распространении в воздухе может быть выражена как

,

где Р – мощность излучения,Вт.