Методические указания студентам по изучению профессионального модуля “Основы обеспечения безопасности на производствах электронной промышленности” (стр. 39 )

Рисунок 6.9. Методы поглощения при расположении источника и приемника с одной стороны от ЗУ:

а – энергия отбирается; б – энергия пропускается

При рассмотрении колебаний наряду с коэффициентом α часто используют коэффициент потерь η, который характеризует количество энергии, рассеянной ЗУ:

,

где Ws и εs - средние за период колебаний T соответственно мощность потерь и рассеянная за то же время энергия; ω - круговая частота, ω = 2π/T; ε - энергия, запасенная системой.

В большинстве случаев качественная оценка степени реализации целей может осуществляться двуми способами:

1) определяет коэффициент защиты kw в виде отношения:

;

2)определяют коэффициент защиты в виде отношения:

Эффективность защиты, дБ,

.

6.3.2. Методы и средства защиты от шума и вибрации

Необходимость проведения мероприятий по снижению шума, определяется на основании измерений соответствующих уровней L, LАэкв, LAmax и сравнении их с допустимыми по нормам. Целесообразность таких мероприятий может быть определена только на основании акустического расчета, включающего:

1) выявления источников шума и определение их шумовых характеристик;

2) выбор расчетных точек (РТ) акустического расчета и определение для них допустимых уровней звукового давления (УЗД);

3) определение ожидаемых УЗД в расчетных точках до проведения мероприятий по снижению шума;

4) определение требуемого снижения УЗД в расчетных точках;

5) выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения УЗД;

6) расчет и проектирование шумоглушащих, звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (глушители, эраны, звукопоглощающие облицовки и т. п.).

Для выполнения акустического расчета прежде всего необходимо знать шумовые характеристики машин: уровни звуковой мощности (УЗМ) Lp на стандартных среднегеометрических частотах октавных полос (Lp = 10lgP/P0, где P - звуковая мощность источника, Вт; P0 - пороговое значение мощности, P0 = 10–12 Вт) и фактор направленности шума Ф берется из паспортных данных оборудования. Шумовые характеристики приводятся заводом-изготовителем в технической документации на стационарные машины и оборудование.

Для таких распространенных источников шума, как вентиляторные, компрессорные, газотурбинные и другие аэрогазодинамические установки, шумовые характеристики могут быть рассчитаны или определены по справочной литературе.

Суммарный уровень шума от n одинаковых по интенсивности источников в равноудаленной от них точке определяется по формуле L∑ = Li + 10 lgn, где Li - уровень звукового давления i-го источника шума, дБ; n - количество источников шума.

Например, суммарный уровень шума от 10 одинаковых по интенсивности источников со звуковым давлением 70 дБ составит по этой формуле L∑ = 70+ 10 lg10 = 80 дБ.

При одновременном действии двух источников с различными уровнями суммарный уровень определяется по формуле

,

где Li - наибольший из двух уровней шума, дБ; ∆L - добавка в функции разности уровней источников (табл. 6.1).

При наличии двух источников шума при разности их уровней в 2,5 дБ и уровне более мощного 70 дБ суммарный уровень по приведенной формуле и на основании табл. 6.1 составит L∑ = 70 + 2 = 72 дБ.

Таблица 6.1. Добавка для определения суммарного уровня шума

Разность уровней двух источников	0	1	2,5	4	6	10
Величина добавки, ∆L	3	2,5	2	1,5	1	0,5

При большом числе источников шума суммирование интенсивности про-

изводится последовательно от большого к меньшему. Из табл. 6.1 следует, что при разности уровней более 6÷8 дБ уровнем интенсивности менее мощного источника можно пренебречь.

При расположении расчетной точки в помещении и в открытом пространстве акустический расчет проводится по формулам

;

,

где Lp - уровень звуковой мощности источника, дБ; L - искомый уровень звукового давления, дБ; B - постоянная помещения, м2,; ; Lср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения; S - площадь поверхности, принимающей излучение; ∆Lp - снижение уровня звуковой мощности на пути распространения (до 50 м и ∆Lp = 0).

Из анализа выше приведенных формул вытекает основные методы борьбы с шумом: уменьшение шума в источнике; изменение направленности излучения; рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения; использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) [4].

Борьба с шумом посредством уменьшения его в источнике (снижение Lp является наиболее распространенной. Это замена ударных процессов безударными, возвратно-поступательных движений равномерными вращательными, прямозубых шестерен косозубами, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными, подшипников качения подшипниками скольжения, металлических деталей пластмассовыми; изготовление деталей из пластмасс или из металлов с большим внутренним трением; балансировка вращающихся элементов машин; использование прокладочных материалов и упругих вставок в сочленениях; облицовка шумящих элементов демпфирующими материалами.

Аэрогидродинамический шум можно уменьшить снижением скорости обтекания, улучшением аэродинамики тел, выбором оптимальных режимов работы оборудования. Однако в большинстве случаев меры по ослаблению аэрогидродинамических шумов в источнике оказываются недостаточными, поэтому дополнительное, а часто и основное снижение шума достигается путем звукоизоляции источника и установка глушителей.

Причиной электромагнитного шума является главным образом взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, поэтому его снижение осуществляется путем конструктивных изменений в электрических машинах, более плотной компоновки пакетов магнитопроводов, использования демпфирующих материалов.

Изменение направленности излучения достигается соответствующей ориентацией источника по отношению к рабочим местам.

Рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая обработка помещений обеспечивает соответствующим расположением шумных помещений, соблюдением требуемых расстояний между помещениями, увеличением эквивалентной площади поглощения путем размещения звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглощателей.

Величину снижения шума в помещении при применении звукопоглощающей облицовки ∆Lобл можно определить по формуле

,

где A1 - эквивалентная площадь поглощения, , L - коэффициент звукопоглощения необлицованной поверхности, Lнеобл = 0,1; ∆A - добавочное поглощение, вносимое облицовкой, ∆A = A2 - A1; A2 - эквивалентная площадь помещения после установки облицовки.

Уменьшение шума на пути его распространения применяется, когда рассмотренные выше методы неэффективны. Сущность этого метода заключается в установке звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, кожухов, кабин и т. д. Звукоизолирующая способность однородной перегородки R может быть определена по формуле

,

где G - масса 1 м2 ограждения, кг; f - частота, Гц.

Таким образом, звукоизолирующая способность ограждений растет с увеличением его массы и частоты падающего на него звука.

Эффективность звукоизолирующего кожуха определяется по формуле

,

где α - коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха.

При невозможности изолировать шумные машины изолируют рабочее место с пультом управления (экраны).

Основными направлениями борьбы с вибрацией являются снижение вибраций в источнике возникновения посредством снижения или ликвидации действующих переменных сил; отстройка от режимов резонанса путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы; вибродемпфирование - увеличение механического импеданса колеблющихся элементов путем увеличения активных потерь (трения) при колебаниях вблизи резонансных режимов; динамическое гашение колебаний - увеличение механического импеданса узла, механизма, агрегата путем внесения в систему дополнительных реактивных импедансов; виброизоляция; использование СИЗ.

Первое направление состоит в замене ударных процессов безударными, в повышении точности изготовления деталей, использовании специальных видов зацеплений - глобоидных, шевронных и т. п., надежном креплении деталей, балансировке вращающихся масс.

Отстройка от режимов резонанса заключается в определении собственных частот отдельных элементов расчетным путем либо экспериментально на специальных стендах. Устранение резонансных режимов производится либо изменением массы и жесткости системы, либо установлением нового рабочего режима.