Шум, ультразвук, инфразвук

Шумом принято называть нежелательный для человека звук, мешающий восприятию полезных сигналов. Источником шума в промышленных условиях являются колеблющиеся твердые, жидкие и газообразные тела.

Статический шум – беспорядочное сочетание звуков, различных по силе и частоте в диапазоне от 16 до 20000 Гц.

Тональный шум – шум с ярко выраженной тональной окраской.

В зависимости от среды, в которой распространяется звук, условно различают структурные и воздушные шумы. Структурные шумы возникают при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машин, корпусом и т. д. Колеблющиеся поверхности, приводя в колебание прилегающие к ним частицы воздуха, образуют звуковые волны. Если источник не связан с какими-либо конструкциями, то шум, излучаемый им в воздух, носит название воздушного шума. Характер шума зависит от вида источника. Различают:

1) механический шум, возникающий в результате движения отдельных деталей и узлов машин (металлообработка);

2) ударный шум, возникающий в некоторых технологических процессах (клепка, обрубка, штамповка);

3) аэродинамический шум, возникающий при больших скоростях движения газообразных сред (авиадвигатели, компрессоры);

4) взрывной (импульсный), возникающий при работе двигателей внутреннего сгорания, и др.

Если среда, проводящая звуковые колебания, однородна, то она порождает звуковые волны, которые интерферируя и подчиняясь закону наложения, образуют звуковое поле.

Нормирование шума. В зависимости от спектрального состава, временных характеристик и продолжительности действия производственные шумы делят:

1) по спектральному составу – на низкочастотные: максимальные значения амплитуд звукового давления в спектре шума расположены на частотах ниже 300 Гц, среднечастотные – на частотах от 300 до 800 Гц, высокочастотные – на частотах выше 800 Гц;

2) по характеру спектра – на тональные (в шуме прослушиваются отдельные тона) и широкополосные;

3) по временным характеристикам – на стабильные (уровень звукового давления постоянный или изменяется не более чем на ± 3 дБ за исследуемый период времени), импульсные (или ударные), взрывные и прерывистые (шумы, действие которых повторяется через некоторые промежутки времени периодически или апериодически.

4) по продолжительности действия – на продолжительные (суммарная длительность непрерывна или с паузами не менее 4 ч в смену), кратковременные (длительность менее 4 ч в смену).

При нормировании шума используют два метода:

1) нормирование по предельному спектру шума (ГОСТ 12.1.003-83);

2) нормирование уровня звука, дБ(А) (ГОСТ 17187-81).

Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. Здесь нормируются уровни звуковых давлений в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром.

Второй метод нормирования общего уровня шума, называемого уровнем звука в децибелах, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шумов, так как в этом случае спектр шума остается неизвестным.

Защита от шума. Для снижения шума можно применять следующие методы:

1) уменьшение шума в источнике улучшением конструкций машин за счет точности изготовления узлов;

2) совершенствование технологических процессов и оборудования (балансировка, замена качения скольжением);

3) рациональная планировка предприятий и цехов;

4) изменение направления излучения шума;

5) акустическая обработка помещений;

6) установка звукоизолирующего ограждения;

7) применение глушителей шума в аэродинамических установках.

Инфразвук – не слышимые человеческим ухом упругие волны низкой частоты (менее 16 Гц).

Основными источниками инфразвука являются вентиляторы, поршневые компрессоры и другие тихоходные машины. При действии инфразвука с уровнями 100-120 дБ появляются головные боли, снижение работоспособности, чувство страха, нарушение функции вестибулярного аппарата, а при частоте 5- 10 Гц – чувство вибрации внутренних органов. Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц должны быть не более 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц – не более 102 дБ.

В результате длительных воздействий инфразвуковых колебаний у человека появляются слабость, утомляемость, раздражительность, нарушается сон. Инфразвук с частотой 8 Гц наиболее опасен для человека в связи с тем, что эта частота совпадает с альфа-ритмом биотоков мозга.

Снижение интенсивности инфразвука достигается за счет уменьшения его источника, изоляции, поглощения, применения индивидуальных средств защиты. К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно также отнести: повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума излучения в область слышимых частот; повышение жесткости конструкций больших размеров; устранение низкочастотных вибраций; устранение глушителей реактивного типа (отражающих энергию обратно к источнику).

Ультразвук – не слышимые человеческим ухом упругие волны, частоты которых превышают 20 кГц. Ультразвук содержится в шуме ветра и моря, издается и воспринимается рядом животных (летучие мыши, дельфины, рыбы, насекомые и др.), присутствует в шуме машин. Применяется в практике физических, физико-химических и биологических исследований, а также в технике для целей дефектоскопии, навигации, подводной связи, для ускорения некоторых химико-технологических процессов, получения эмульсий, сушки, очистки, сварки и других процессов, в медицине для диагностики заболеваний мозга (эхоэнцефалография), сердца (эхокардиография), исследования плода и др. Основные устройства для генерации ультразвука – пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи.

Ультразвук также находит широкое применение при пайке, сварке, обработке сверххрупких и сверхтвердых материалов, дефектоскопии, очистке загрязненного воздуха и т.д. Генераторами ультразвука являются ультразвуковое технологическое оборудование и приборы. Во время их работы при частоте 20-70 кГц создается неслышимый ухом шум в 100-120 дБ. При соприкосновении с предметами, в которых возбуждены ультразвуковые колебания, происходит опасное контактное облучение (защита – резиновые перчатки с хлопчатобумажной подкладкой).

В приборостроении ультразвук используется для интенсификации технологических процессов при очистке и обезжиривании деталей, ультразвуковой дефектоскопии и т. д.

Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм; происходят нарушения нервной системы, изменяются давление, состав и свойства крови, теряется слуховая чувствительность. Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и через жидкую и твердую. В соответствии с ГОСТ 12.1.001.-83 уровни звуковых давлений в диапазоне частот 11-20 кГц не должны превышать соответственно 75-110 дБ, а общий уровень звукового давления в диапазоне частот 20-100 кГц не должен быть выше 110 дБ.

Защита от действия ультразвука через воздух обеспечивается:

1) использованием в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

2) применением кожухов из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм) и гетинакса (5 мм) с обклейкой резиной или рубероидом;

3) устройством экранов (прозрачных) между оборудованием и работающим;

4) размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях или кабинах.

Защита от действия ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного соприкосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку такое воздействие наиболее вредно.

Для снижения уровня звукового давления (УЗК) применяют звукопоглощение и звукоизоляцию. Хорошие звукоизолирующие свойства имеют металлические кожухи из листовой стали толщиной 1,5-2 мм, покрытые резиной толщиной до 1 мм, а также пористая резина, поролон, органическое стекло. При определении ультразвуковой характеристики измерения выполняют в контрольных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура оборудования и не менее 2 м – от отражающих поверхностей (ГОСТ 12.1.001.- 83).

Дата добавления: 2014-01-20