Розрахунок шумових характеристик
Зміст заняття. Акустичні величини. Шум. Дія шуму на організм людини. Нормування шумів. Розрахунки рівня шуму.
Рекомендована література: [3] с.156-170, [5], [7], [9].
Теоретичні передумови до виконання роботи
Шум – будь-який небажаний звук, котрий заважає.
Виробничим шумом називається шум на робочих місцях, на дільницях або на територіях підприємств, котрий виникає під час виробничого процесу.
Наслідком шкідливої дії виробничого шуму можуть бути професійні захворювання, підвищення загальної захворюваності, зниження працездатності, підвищення ступеня ризику травм та нещасних випадків, пов’язаних з порушенням сприйняття попереджувальних сигналів, порушення слухового контролю функціонування технологічного обладнання, зниження продуктивності праці.
Шум як фізичне явище – це коливання середовища. Він характеризується звуковим тиском як функцією частоти та часу. З фізіологічної точки зору шум визначається як відчуття, що сприймається органами слуху під час дії на них звукових хвиль в діапазоні частот 16-20000 Гц. Загалом шум - це безладне поєднання звуків різної частоти та інтенсивності.
Час коливань f – число коливань за одну секунду. Одне коливання за секунду – 1 Гц. Октавна смуга частот – смуга в котрій верхня гранична частота в два рази перевищує нижчу. Третинооктавна смуга – смуга, в котрій співвідношення граничних частот складає 1,26. Середньогеометрична частота октавної смуги:
,
де f1 – нижня гранична частота Гц;
f2 – верхня гранична частота Гц.
Чутні звуки обмежуються певною частотою звуку. Людина чує звуки в частотному діапазоні 16-20000 Гц. Звуки з частотою 30-300 Гц вважаються низькими, з частотою 300-800 Гц - середніми, з частотою понад 800 Гц - високими.
Негативний вплив шуму на продуктивність праці та здоров’я людини загальновідомий. Під час роботи в шумних умовах продуктивність ручної праці може знизить до 60 %, а кількість помилок, що трапляються при розрахунках , зростає більше, ніж 50 %. При тривалій роботі в шумних умовах перш за все уражаються нервова та серцево-судинна системи та органи травлення. Зменшується виділення шлункового соку та його кислотність, що сприяє захворюванню гастритом. Необхідність кричати при спілкуванні у виробничих умовах негативно впливає на психіку людини.
Вплив шуму на організм людини індивідуальний. У деяких людей погіршення слуху настає через декілька місяців, а у інших воно не настає через декілька років роботи в шумі. Встановлено, що для 30% людей шум є причиною передчасного старіння.
Граничні величини шуму на робочих місцях регламентуються ГОСТ 12.1 003-86. В ньому закладено принцип встановлення певних параметрів шуму, виходячи з класифікації приміщень за їх використанням для трудової діяльності різних видів.
Допустимі рівні звукового тиску в окремих смугах частот та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях слід вибрати згідно з табл.
Таблиця 11 - Допустимі спектри рівнів звукового тиску
| Робоче місце | Рівень звукового тиску, дБ, в октавних смугах із середньогеометричними частотами, Гц | Рівень звуку і еквіва-лентний рівень звуку, дБ А | |||||||
| Приміщення конструкторських бюро, програмістів обчислювальних машин, лабораторій для теоретичних робіт і опрацювання експериментальних даних, прийому хворих в медпунктах | |||||||||
| Приміщення керування, робочі кімнати | |||||||||
| Кабіни спостережень і дистанційного керування: без мовного зв’язку по телефону з мовним зв’язком по телефону | |||||||||
| Приміщення і дільниці точного збирання, приміщення лабораторій для виконання експериментальних робіт | |||||||||
| Постійні робочі місця і робочі зони у виробничих приміщеннях і на території підприємств | |||||||||
| Територія житлової забудови |
Завдання 1.
Визначити сумарний рівень шуму від декількох однакових машин. Рівні шуму однієї машини прийняти по таблиці 12. За результатами розрахунку скласти графік, на якому показати криві, отримані з розрахунку, і криві, що характеризують припустимі рівні шуму ГОСТ 12.4.003 – 83.
| Вариант | Наименование оборудования | Среднегеометрическая частота октав, Гц, дБ | |||||||
| 1. | Мотальная М-150-1 | ||||||||
| 2. | Сновальная С-140 | ||||||||
| 3. | Ленточная ЛШ-1т | ||||||||
| 4. | Ровничная РА-164-Л | ||||||||
| 5. | Прядильно-крутильная ПК-100М | ||||||||
| 6. | Прядильная ПС-100-Ло | ||||||||
| 7. | Пневмопрядильная БД-200 | ||||||||
| 8. | Автоматический станок АТ-100-7 | ||||||||
| 9. | Микрочелночный станок СТБ-2-175 | ||||||||
| 10. | Пневматический станок АТПР-100-1 |
Таблиця 12 - Рівні шуму різних видів устаткування
Таблиця 13 - Кількість видів обладнання
| Варіант | Кількість машин, шт. | Варіант | Кількість машин, шт. |
Вказівки до виконання завдання 1.
Сумарний рівень сили шуму від п однакових джерел у рівновіддалених від них точки за формулою:
L=L1+10 lg n,
де L1– рівень сили шуму одного джерела, дБ;
n – число джерел шуму;
10 lg n – додаткова величина до рівня сили шуму одного джерела.
Нижче приведенні значення 10 lg n.
| Число джерел шуму, п | ||||||||||
| Додаткова величина до рівня одного джерела, 10 lg n, дБ |
Приклад. Визначити сумарний рівень сили шуму від 10 однакових машин у смузі з середньометричною частотою 250 Гц. Рівень шуму однієї машини дорівнює 88 дБ.
L= 88+10 lg n=88+10=98 дБ.
Отже, сумарний рівень сили шуму від 10 однакових машин складає 98 дБ.
Завдання 2.
Визначити сумарний рівень шуму для 5 різних верстатів у октаві з середньогеометричною частотою 4000 Гц.
Рівні шуму верстатів прийняти по варіантам.(табл.14)
Таблиця 14 - Рівні шуму верстатів, дБ
| Варіант | Верстати | ||||
| 95,5 | |||||
| 91,5 | |||||
| 96,5 | |||||
| 96,5 | |||||
| 94,5 | |||||
| 93,5 | 92,5 | ||||
| 96,5 | |||||
| 97,5 | |||||
Зробити виводи о перебільшені сумарного рівня сили шуму в порівнянні з норміруємим значенням по ГОСТ 12.1.003 – 83.
Вказівки до виконання завдання 2.
При спільному впливі двох джерел шуму з різними рівнями сили шуму L1 та L2 сумарний рівень сили шуму не складається арифметично, а к більшому з двох сумарних рівнів додають значення приросту сили шуму 
. Нижче приведені значення .
| Різниця рівнів двох джерел L1 та L2, дБ | 2,5 | ||||||
Величина, добавлена до більшого з рівней  , дБ. | 2,5 | 1,5 | 0,5 |
Таким чином,
L= L1+ ,
де L1 – більший з двох сумарних рівней шуму.
Якщо L1 
L2 на 8 дБ, то шум L2 практично можна не враховувати, бо буде менше 0,5дБ.
Приклад. Визначити сумарний рівень сили шуму від трьох машин з рівнями 94, 93, 92, дБ.
Різниця рівнянь від першин двох машин L1-L2 =94-93=дБ, що відповідає доданій величині 2,5 дБ.
Отже, L= L1+ =94+2,5=96,5 дБ.
Наступна різниця 96,5-92=4,5 дБ.
Ця різниця відповідає добавці 1,5 дБ
L= 96,5+1,5=98 дБ.
Отже, сумарний рівень шуму від трьох різних машин на 4 дБ перевищує рівень найбільш шумної машини.
Завдання 3.
Визначити рівень звукового тиску на грані жилого району. Рівень сили шуму звукового джерела у даній октановій смузі прийняти за варіантом.
| Варіант | Частота октанової смуги, Гц | Рівень шуму одного джерела, дБ | Відстань від підприємства до жилого району, м. |
Вказівки до виконання завдання 3.
Рівні звукового тиску, створюваного на грані жилого району визначаються за формулою:
Li=LP-20lgri-8+ПН,
де Li – октановий рівень звукового тиску в розрахункновій точці, дБ;
LP – октановий рівень сили шуму одного джерела, дБ;
ri – найкоротша відстань від центру джерела шуму до розрахункової точки, м;
ПН – показник спрямованості змін (ПН=7дБ).
Приклад. На території підприємства в октановій смузі 63 Гц джерело шуму створює рівень сили шуму 105 дБ. Визначити рівень звукового тиску на грані жилого району, розташованого на відстані 30 м від підприємства.
Li=105-20lg30-8+7=74 дБ
Для октанової смуги 63 Гц в розглянутій точці відповідно нормам Li доп.=67 дБ. Отже, необхідно знизити шум на 74-67=7 дБ, що може бути досягнуто збільшенням ri.
Приймаємо ri=100 м, тоді рівень звукового тиску:
Li=105-20lg100-8+7=64, тобто 
Li доп. = 67дБ.
Питання для самоконтролю
1. Що таке шум?
2. Вплив шуму на організм людини.
3. Вплив шуму на продуктивність праці.
4. Нормування виробничого шуму.
5. Методи зниження шуму.
6. Методика виміру шуму на виробництві.
Порядок проведення заняття та оформлення протоколу
Методика проведення заняття та оформлення протоколу такі ж, як і заняття № 1.
Практичне заняття № 5