КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методические указания по подготовке к работе
Лабораторная работа
ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ И СПОСОБОВ ОСЛАБЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА Цель работы: ознакомление с основными понятиями о производственном шуме, методами его санитарно-гигиенического нормирования, методами измерения и нормирования шумовых характеристик машин, методами снижения шума на рабочих местах, изучение приборов и методик их применения, изучение нормативных документов по шуму и борьбе с ним.
Шум представляет собой сочетание звуков, различных по частоте и интенсивности в частотном диапазоне 16-20000 Гц, не несущих полезной информации. В каждой точке пространства, в котором распространяются звуковые волны, давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. При колебаниях частиц воздуха, вызванных прохождением звуковой волны, возникает избыточное (относительно атмосферного) давление, называемое звуковым давлением Р, Па. Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через единицу поверхности, характеризуется интенсивностью звука I, Вт/м2. Для простейшего случая плоской волны (1) где P - звуковое давление, Па; - плотность воздуха, кг/м3; С - скорость звука в воздухе, м/с. Интенсивность звука и звуковое давление принято выражать в относительных единицах, называемых соответственно уровнем интенсивности звука и уровнем звукового давления. Размерность относительных единиц децибел (дБ). Уровень звукового давления численно равен уровню интенсивности и может быть определен как (2) где I0 и Р0 - соответственно минимальные (порог слышимости) значения интенсивности звука и звукового давления частотой 1000 Гц, воспринимаемые человеком (I0 = 1012 Вт/м2, P0 = 2 . 10-5 Па). Максимальные значения уровней, которые воспринимаются человеком с ощущением боли в ушах, (порог болевого ощущения) составляют 140 дБ что соответствуют I =102 Вт/м2 или Р= 2 . 102 Па. Распределение энергии звуковых колебаний по диапазону частот (спектр шума) принято оценивать по значениям уровней интенсивности в октавных или третьоктавных полосах частот. Под октавой понимается полоса частот, в которой верхняя граничная частота fв в два раза больше нижней граничной частоты fн. Для удобства каждую октавную полосу обозначают одной величиной - среднегеометрической частотой (3) При одновременной работе N источников шума с различными уровнями интенсивности звука Li суммарный уровень L определяется согласно принципу энергетического суммирования по формуле (4) Если источники имеют одинаковые уровни интенсивности Li, то эта формула приводится к виду (5) Чувствительность уха зависит от частоты и уровня звукового давления. Международная электротехническая комиссия утвердила в качестве стандартной частотную характеристику «А», приближающуюся к частотной характеристике чувствительности человеческого уха. Уровень звука LА связан с уровнем звукового давления в октавных полосах частот формулой (6) где - корректирующая поправка для j-й полосы, j- номер октавной полосы. Суммирование ведется по всем октавным полосам. Показания шумомера, полученные с использованием характеристики «А», называют уровнем звука с единицей измерения дБА (или просто дБА). Кроме корректированной частотной характеристики «А» применяются также частотные характеристики В и С. Уровни звукового давления Lj и уровень звука LA позволяют оценить степень опасности шума для людей. Нормирование допустимого для человека шума ведется на основе ГОСТ 12.1.003-83 [I] в зависимости от спектра шума, характера его изменения во времени, вида производственной деятельности человека и т.д. По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные. Широкополосными называются шумы, которые имеют спектр шириной более одной октавы. Тональные шумы – это шумы, в спектре которых имеются выраженные дискретные тона. Шум может считаться тональным, если его уровень в некоторой октавной полосе частот превышает уровень в соседних октавных полосах на 10 дБ и более. По изменению во времени шумы разделяются на постоянные и непостоянные. Непостоянные шумы в свою очередь делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные. Постоянные шумы, уровень звука которых за рабочую смену изменяется не более чем на 5 дБА при измерении на временной характеристике "медленно" шумомера. Непостоянные шумы - это шумы, выходящие за границы указанных ограничений. В свою очередь непостоянные шумы делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные. Колеблющиеся во времени - шумы, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени на 5 дБА и более при измерениях на временной характеристике "медленно". Прерывистыми называются шумы, уровень звука которых резко изменяется, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет не менее 1 с; Импульсные шумы состоят из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с, а уровни звука, измеренные в дБА при временных характеристиках "импульс" и "медленно" шумомера, отличаются более, чем на 7 дБ. Характеристикой постоянного шума, позволяющей произвести его санитарно-гигиеническую оценку, являются уровни звукового давления Lj, дБ, измеренные в октавных полосах, или уровни звука LА, дБА, измеренные на временной характеристике "медленно" шумомера. Характеристикой любого непостоянного шума является интегральный критерий - эквивалентный по энергии уровень звука. Эквивалентный по энергии уровень звука LАЭ, дБА (или уровень звукового давления в октавной полосе частот LjЭ, дБ) численно равен уровню постоянного широкополосного шума, который оказывает на человека равное (эквивалентное) действие. Расчет эквивалентного уровня звука производят по формуле , (7) где ni - число отсчетов значений уровня звука в интервале i; LАi - среднее значение уровня звука i-го интервала, дБ; NЭ - общее число отсчетов; к - число интервалов. При измерении непостоянных шумов в соответствии с ГОСТ 20445-75 отсчеты уровней звука следует производить с интервалом 5 - 6 с. Продолжительность измерений в одной точке должна быть не менее 30 мин, а количество отсчетов 360. Измерения шума на рабочих местах должны производиться не реже одного раза в шесть месяцев. Минимальное количество точек измерения в рабочей зоне - три. Для постоянных шумов измерения следует производить не менее трех раз в каждой точке. Микрофон располагается на высоте 1,5 м от уровня пола (если работа выполняется стоя) или на высоте головы человека. Он должен быть направлен в сторону источника шума и удален не менее, чем на 0,5 м от человека, производящего измерения. В условиях производства в большинстве случаев технически невозможно ослабит шум до очень малых уровней, поэтому при нормировании исходят не из оптимальных, а из допустимых условий, т.е. таких, при которых действие шума на человека проявляются незначительно. Гигиеническое нормирование шума основано на задании предельно допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот (предельных спектров). Предельные спектры обозначают сокращением ПС с цифровым индексом, соответствующим уровню звукового давления в децибелах в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц, через который проходит данный спектр. Так, например ПС - 80 обозначает предельный спектр, проходящий на частоте 1000 Гц через 80 дБ. Нормы допустимого шума на рабочих местах регламентированы ГОСТ 12.1.003-83. Выдержки из этого стандарта приведены в Приложении I. Для тонального и импульсного шума допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука следует принимать на 5 дБ меньше значений для широкополосных шумов, принятых для тех же условий работы. Максимальный уровень звука, колеблющегося во времени, и прерывистого шума на рабочих местах не должен превышать 110 дБА при измерениях на характеристике "медленно", а максимальный уровень звука импульсного шума на рабочих местах не должен превышать 125 дБА при измерениях на характеристике шумомера "импульс". Запрещается даже кратковременное пребывание людей в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе частот. Шумовая характеристика машины - это технический показатель машины при строго регламентированных режимах ее работы в условиях испытаний. Основной шумовой характеристикой машины в соответствии с ГОСТ 12.1.023 - 80 являются уровни звуковой мощности LPj в октавных полосах частот или корректированный уровень звуковой мощности LPA , (8) где DAj - корректирующая поправка, соответствующая частотной характеристике А, дБ. В научно-технической документации на машины должны быть указаны предельно-допустимые значения шумовых характеристик (ПДШХ). Эти значения устанавливают исходя из требований обеспечения на рабочих местах допустимых уровней шума в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 при учете одновременной работы нескольких машин в помещении при их групповой установке в типовых условиях эксплуатации. Если источник шума соответствует ПДШХ, то это означает, что при типовых условиях установки и эксплуатации шум вблизи него не будет превышать допустимых уровней. ПДШХ задают в виде спектра, представляющего собой совокупность предельно-допустимых уровней звуковой мощности LPjн в октавных полосах частот, либо в виде предельно допустимого значения корректированного уровня звуковой мощности LPAн. Значения ПДШХ вычисляют по формуле
, (9)
где Lн - предельно допустимый уровень звука или уровень звукового давления; S - площадь измерительной поверхности в виде полусферы радиусом R, в центре которой находится источник шума; Sо = I м2; -поправка на групповую установку машин в типовых условиях эксплуатации. Когда значение шумовых характеристик машин, соответствующих лучшим мировым достижениям аналогичной техники, превышает значение, обеспечивающее на рабочих местах уровни звука, удовлетворяющие ГОСТ 12.1.003-83, то стандартами или техническими условиями на машины допускается устанавливать на ограниченный срок технически достижимые шумовые характеристики (ТДШХ). В этих случаях для выполнения требований ГОСТ 12.1.003-83 следует применять дополнительные средства и методы защиты от шума (коллективные или индивидуальные). ТДШХ должны быть обоснованы результатами измерения шумовых характеристик, данными об уровнях звуковой мощности лучших машин, выпускаемых за рубежом, анализом способов и средств снижения шума, используемых в машине, мероприятиями по снижению шума до допустимых уровней. ТДШХ определяется либо по формуле (8), либо по формуле (9) с подстановкой реального измеренного значения уровня звукового давления взамен нормативного, взятого из ГОСТ 12.1.003-83. Для измерения шумовых характеристик может быть использован один из пяти методов: - точный метод в реверберационной камере по ГОСТ 12.1.025-81; - точный метод в заглушенной камере по ГОСТ 12.1.024-81; - технический метод в реверберационном помещении по ГОСТ 12.1.027-80; - технический метод в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью по ГОСТ 12.1.028-80; - ориентировочный метод по ГОСТ 12.1.026-80. В лабораторной работе измерение шумовых характеристик ведется либо точным методом в заглушенной камере, либо техническим методом в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью, либо ориентировочным методом. Точный метод в заглушенной камере по ГОСТ 12.1.024-81 распространяется на все источники шума, создающие в воздушной среде все виды шумов, как по частотному составу, так и по временным характеристикам. Объем заглушенной камеры должен быть не менее, чем в 200 раз больше объема источника шума и не менее 100 м3. При расчете Lpj и Lpa по точному методу учитывается влияние атмосферного давления и температуры воздуха на затухание звука в воздухе, для чего вводится поправка. Технический метод в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью по ГОСТ 12.1.026-80 распространяется на все виды шума. Максимальный размер источника шума равен 15 м. Измерения могут производиться на открытых площадках, в заглушенных камерах, в помещениях. При проведении измерений техническим методом в помещении или в заглушенной камере необходимо в результаты расчетов вносить поправку Kj, учитывающую влияние отраженного звука. Ориентировочный метод по ГОСТ 12.1.028-80 распространяется на все виды шумов. Метод следует применять, если точный или технический методы не могут быть применены или их применение не вызвано технической необходимостью. Измерения производятся на открытых площадках или в помещениях, где установлено оборудование. Оценка шумовых характеристик источника шума каждым из описанных методов включает следующие операции: - измерение уровней звукового давления (или уровней звука) в точках, равномерно распределенных по измерительной поверхности; - определение истинных значений уровней звукового давления Lji,дБ (или уровней звука LAi, дБА) в i точках; - вычисление средних по измерительной поверхности уровней звукового давления Ljm, дБ (или уровней звука LAm, дБ); - вычисление значений шумовых характеристик; - сравнение шумовых характеристик с ПДШХ. Определение уровней Lji и LАi производятся шумомером в 10 точках, лежащих на полусферической поверхности, в центре которой находится источник шума. Схема расположения точек на измерительной поверхности приведена в справочных материалах к лабораторной работе. Вычисление шумовых характеристик источника производится по формулам, приведенным в табл.1, а значений ПДШХ - по формуле (9) с учетом поправки на групповую установку машин. В тех случаях, когда шумовая характеристика машин не удовлетворяет требованиям ПДШХ, необходимо провести дополнительные мероприятия по снижению шума, излучаемого источником. Классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.029-80. Все средства и методы по отношению к защищаемому объекту делятся на средства индивидуальной и коллективной защиты. Средства индивидуальной защиты применяются в тех случаях, когда технически невозможно или экономически нецелесообразно применять средства коллективной защиты. Средства коллективной защиты по отношения к источнику возбуждения шума делятся на снижающие шум в источнике и снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта. Снижение шума в источнике его возникновения может осуществляться уменьшением сил, вынуждающие акустические колебания, увеличением внутреннего механического импеданса машины за счет увеличения массы станин и фундаментов, внутренней виброизоляцией за счет применения упругих элементов в конструкции машины, уменьшением площади излучающей поверхности. В тех случаях, когда современное состояние техники не позволяет снизить шум в источнике до допустимых пределов, дальнейшая борьба с ним ведется с помощью мер, препятствующих распространению шума. К числу таких мер относятся звукоизоляция и звукопоглощение. Все применяемые виды звукоизоляции могут быть представлены тремя схемами: 1. звукоизоляция самого источника (звукоизолирующая оболочка машины); 2. звукоизолирующая перегородка между шумным и защищаемым помещениями; 3. звукоизолирующая оболочка вокруг человека или его рабочего места (звукоизолирующая кабина). При падении звуковой волны на преграду энергия частично отражается, частично проникает в преграду и поглощается в ней, превращаясь в тепло, а частично излучается по другую сторону преграды. При звукоизоляции используется как отражение звуковой волны, так и ее поглощение в материале преграды. Звукоизолирующая способность преграды или кожуха оценивается коэффициентом t, равным отношением интенсивности звука Iпад в падающей на преграду волне к интенсивности Iпрош в волне, прошедшей преграду, t=I1/I2. С коэффициентом t связана звукоизоляция преграды или кожуха, равная R=10lgt, и измеряемая в децибелах. Для увеличения звукоизоляции кожухи, перегородки обклеивают слоем звукопоглощающего материала, выбираемого или рассчитываемого в соответствии со спектральным составом шума. Способность материалов поглощать энергию звуковой волны оценивается коэффициентом звукопоглощения , (10) где Iпогл - интенсивность звука, поглощенного материалом; Iпад - интенсивность звука падающей волны. Звукоизоляция машины, заключенной в кожух с нанесенным на него звукопоглощающим материалом, может быть оценена как
(11)
Первый член в этой формуле представляет собой величину снижения шума, обусловленную звукоизолирующим действием самого кожуха, а второй - характеризует накопление звуковой энергии внутри кожуха. Наилучшая звукоизоляция достигается при максимальном отношении a/t. Звукоизоляция основной преграды зависит от частоты звука и массы единицы ее поверхности как , (12) где mn= rn . d - масса единицы поверхности преграды, кг/м2; rn - удельная плотность материала преграды, кг/м3; d - толщина преграды, м; rВ - удельная плотность воздуха, кг/м3; CВ - скорость звука в воздухе, м/с; fj - среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц. Выражение (12) применимо для тонкостенных преград до частот 3-4 кГц. Значения rВ и СВ зависят от температуры, t0, 0C и от атмосферного давления Pc, Па, и определяются следующим образом: , (13) , (14) При расчете звукоизолирующей преграды необходимо определить ее толщину, обеспечивающую допустимое по ГОСТ 12.1.003-83 значение уровня шума. Расчет проводится по формуле , (15) где RjT -- требуемое значение звукоизоляции преграды в j-й октавной полосе частот. Коэффициент звукопоглощения различных материалов зависит от частоты звука и определяется экспериментальным путем в реверберационных камерах. Процесс реверберации-- многократного отражения звуковой волны от стен помещения, определяющий гулкость помещения,-- характеризуется временем реверберации Tр, т.е. временем, необходимым для уменьшения уровня звукового давления на 60 дБ после прекращения действия источника звука. Коэффициент звукопоглощения a определяется как отношение эквивалентной площади звукопоглощения Aj к площади внутренней поверхности помещения SV, т.е. (16) Для кожуха, не обработанного звукопоглощающим материалом:
, (17) где SМ-- площадь поверхности машины; SK-- площадь поверхности кожуха. Таблица 1 Аналитические зависимости для определения шумовых характеристик
Примечания: 1. Площадь измерительной поверхности , где R - радиус полусферы, м. 2. А - эквивалентная площадь звукопоглощения измерительной камеры или помещения, м. 3. SV - площадь внутренней поверхности помещения, в котором проводятся измерения, м2. 4. Pc -- атмосферное давление, Па. 5. t - температура воздуха, 0 С.
Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 431; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |