Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие по практическим занятиям

Подождите немного. Документ загружается.

шения расстояния r к максимальному размеру l

max

источника шума по графи-

ку рис. 2, б; Ф – фактор направленности источника шума; при равномерном

распространении звука во всех направлениях Ф = 1; B – постоянная помеще-

ния в октавных полосах частот, м

;

В = В

1000

⋅

где В

1000

– постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц,

(табл. 7);

– частотный множитель (табл. 8)).

а б

Рис. 2. Графики: а – для определения коэффициента ψ; б – для определения c = f⋅(r/l

max

)

Октавные уровни звукового давления в расчетных точках помещений, в

которых находится несколько источников шума, дБ,

( ) ( )













∆⋅+∆⋅=

∑∑

iiiip

BSФL

/4/lg10 ψχ ,

где

⋅

=∆

1,0

;

– октавный уровень звуковой мощности, дБ, излучае-

мый i-м источником шума; m – количество источников шума, находящихся

от расчетной точки на расстоянии r

≤

5 r

min

, где r

min

– расстояние от расчет-

ной точки до акустического центра ближайшего источника; n – общее количе-

ство источников шума.

Таблица 7

Значения постоянной помещения В

1000

на среднегеометрической частоте

1000 Гц

Тип поме-

щения

Описание помещения Постоянная

помещения

1000

, м

1 С небольшим количеством людей (металлообрабатывающие

цехи, вентиляционные камеры, генераторные, машинные за-

лы, испытательные стенды и т. п.)

2 С жесткой мебелью и большим количеством людей или с

небольшим количеством людей и мягкой мебелью (ткацкие

или деревообрабатывающие цехи, кабинеты и т. п.)

3 С небольшим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие

помещения зданий управлений, залы конструкторских бюро)

Таблица 8

Значения частотного множителя

Объем

помещения, м

Частотный множитель

на среднегеометрических частотах октавных полос

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Менее 200 0,8 0,75 0,7 0,8 1 1,4 1,8 2,5

200−1000

0,65 0,62 0,64 0,75 1 1,5 2,4 4,2

Более 1000 0,5 0,5 0,55 0,7 1 1,6 3 6

Требуемое снижение уровней звукового давления, дБ,

допртреб

LLL

−

∆

где L

– уровень звукового давления в расчетной точке; L

ДОП

– предельно до-

пустимый уровень звукового давления, принимаемый по СНиП 41-01–03.

Методы и средства защиты от шума не должны усложнять технологи-

ческий процесс или отрицательно влиять на него. Для снижения шума при-

меняют следующие методы:

уменьшение шума в источнике его образования (является наиболее

рациональным и эффективным, используется на стадии проектирования

оборудования и технологических процессов);

уменьшение шума на пути его распространения (звукоизоляция, экрани-

рование, звукопоглощение, глушители шума);

применение средств индивидуальной защиты;

регламентированные перерывы.

Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что основная

часть падающей звуковой энергии отражается от него и лишь незначительная

проникает за ограждение. К средствам звукоизоляции относят перегородки,

стены, перекрытия, кабины, кожухи, экраны, двери, оконные проемы и др.

Конструкцию звукоизолирующего ограждения, обеспечи-вающего требуе-

мую величину ∆L

ТРЕБ

, принимают по справочным данным. Звукоизолирую-

щая способность выбранного ограждения должна быть выше требуемой в

каждой октавной полосе. Допускается снижение требуемой по расчету зву-

коизолирующей способности не более 3 дБ и только в одной октавной поло-

се. Если из таблицы не удается выбрать конструкцию, обладающую требуе-

мой звукоизоли-рующей способностью, ее проектируют на основании расче-

та.

Требуемая звукоизолирующая способность перегородки для октавной

частоты f, дБ,

∆L

зв.из

= 20 lg (f⋅G) − 47,5,

отсюда

(

)

(

)

20/5,47

10/1

∆

⋅=

иззв

где G – поверхностная масса перегородки, кг/м

; f – октавная частота, Гц.

Толщина перегородки, м,

где

– плотность материала перегородки, кг/м

Задача

В помещении цеха рядом с механическим участком решено разместить

участок точной сборки 3. Уровень звукового давления в расчетной точке и

допустимый уровень на участке точной сборки приведены в табл. 9.

Необходимо определить требуемое снижение уровня шума и подобрать

перегородку с дверями.

Решение

1. Требуемое снижение шума в расчетной точке в каждой октавной

частоте, дБ,

. доптртр

LLL

−

∆

Рис. 3. Схема к расчету звукоизолирующей перегородки

Таблица 9

Исходные данные к расчету звукоизолирующей перегородки

Уровень шума

Уровни звукового давления, дБ, по октавным частотам, Гц

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

В расчетной точке 77,3 79,7 83,3 83,4 83,3 78,9 73,0 70,5

Допустимый на уча-

стке точной сборки

83 74 68 63 60 57 55 56

Для этого из уровня шума (табл. 9) в расчетной точке (строка 1 исходных

данных) вычтем допустимый уровень шума (строка 2).

Октавная частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

тр

∆

, дБ

−5,7

5,7 15,3 20,4 23,3 21,9 18 14,5

2. Пользуясь справочными данными о звукоизолирующей способности

стен и перегородок определяем, что условиям задачи удовлетворяют перего-

родки из любых материалов, за исключением фанерных толщиной 3 мм и из

алюминиево-магниевых сплавов толщиной 1 мм. Из соображений пожаробе-

зопасности и эстетики принимаем перегородку из железобетонных плит

толщиной 100 мм.

3. Сравниваем требуемое снижение уровня шума со звукоизолирующей

способностью дверей.

Вывод: Принимаем для установки глухую щитовую дверь толщиной 40

мм без уплотняющих прокладок.

Задача

Рассчитать толщину звукоизолирующей перегородки из керамзитового

бетона марки М. Объемная плотность бетона ρ = 1100 кг/м

Решение

1. Необходимая поверхностная масса перегородки для каждой частоты,

кг/м

(

)

(

)

.10/1

20/5,47+∆

⋅=

тр

Так как уровень шума в расчетной точке на частоте 63 Гц ниже допусти-

мого, расчет начинаем с частоты 125 Гц:

125

= (1/125) ·10

(5,7+47,5)/20

= 3,65.

Выполнив аналогичные расчеты для остальных частот, получим тре-

буемые величины:

Частота, Гц

125

250

500

1000

2000

4000

8000

G, кг/м

−

3,65 5,50 5,0 3,5 1,5 0,5 0,2

Следовательно, самая большая поверхностная плотность перегородки не-

обходима для снижения шума на частоте 250 Гц.

Подобрав толщину перегородки для этой частоты, выполним требова-

ния и для остальных частот.

2. Минимальная толщина перегородки, м,

δ = G/ρ = 5,5/100 = 0,005.

5. Производственная вибрация

Вибрация − это движение точек или механической системы, при кото-

ром происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений,

по крайней мере, одной координаты. Она возникает при работе машин и аг-

регатов с возвратно-поступательным движением деталей, неуравновешенны-

ми вращающимися массами, механизмами ударного действия.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются час-

тота колебаний f, величина амплитуды смещения точек (вибросмещение) А,

скорость перемещения точек (виброскорость) V, ускорение, с которым идет

нарастание и убывание виброскорости (виброускорения) а.

В практике оценки вибрации используют также и относительные зна-

чения вибросмещения L

, виброскорости L

и виброускорения L

в децибелах

по отношению к их пороговым значениям:

(

)

,/lg20

AAL

⋅

(

)

,/lg20

VVL

⋅

(

)

/lg20 aaL

⋅

где А

− пороговое значение амплитуды, А

= 8⋅10

-12

м; V

− пороговое значе-

ние виброскорости, V

= 5⋅10

-8

м/с; а

− пороговое значение виброускорения,

= 3⋅10

-4

м/с

По воздействию на организм человека различают общую и локальную

вибрацию. Общей вибрации организм подвергается под воздействием коле-

баний рабочего места (рабочей площадки, пола, сиденья). Источники воз-

никновения локальных вибраций: ручные машины с двигателями, органы

ручного управления машинами и оборудованием, ручные машины без двига-

телей, обрабатываемые детали.

Систематическое воздействие общей вибрации на человека приводит к

стойким нарушениям опорно-двигательного и вестибулярного аппарата, цен-

тральной и периферической нервной системы, желудочно-кишечного тракта

и др. Последствия воздействия вибрации зависят от ее вида, продолжитель-

ности и направления воздействия, частоты и амплитуды колебаний, а также

от уровня шума, микроклиматических условий на рабочем месте и других

сопутствующих факторов.

Систематическое неконтролируемое воздействие локальной вибрации

вызывает спазмы кровеносных сосудов рук, поражает нервные окончания,

мышечные и костные ткани, что приводит к снижению чувствительности ко-

жи, ухудшению, а в тяжелых случаях прекращению кровоснабжения мышц,

окостенению сухожилий, отложению солей в суставах, деформации и потере

подвижности суставов. Совокупность болезненных изменений в организме,

вызванных воздействием вибраций, называют виброболезнью.

Уменьшение неблагоприятного воздействия вибрации на работающих

достигается мероприятиями технического, организационного, санитарно-

гигиенического и профилактического характера.

Основными техническими мероприятиями по снижению вибрации яв-

ляются снижение вибрации воздействием на источник ее возникновения,

виброизоляция, вибродемпфирование и виброгашение.

Для снижения вибрации в источнике ее возникновения необходимо

производить выбор технологии и оборудования выбор технологии и обору-

дования, исключающих ударные и резкие динамические процессы. Напри-

мер: замена ковки и штамповки прессованием, ударной правки вальцовкой,

пневматической клепки гидравлической, замена кулачковых и кривошипных

механизмов гидравлическими, применение косозубых, шевронных и других

специальных видов зацеплений вместо прямозубых, подшипников скольже-

ния вместо подшипников качения.

Большое значение для снижения вибрации машин и механизмов имеет

точность изготовления вращающихся деталей, их статическая и динамиче-

ская балансировка и отстройка режимов вращения от собственной частоты

колебаний путем изменения скорости вращения, массы колеблющейся сис-

темы или ее жесткости.

Из технических решений по снижению воздействия вибрации на рабо-

тающих наибольшее распространение получила виброизоляция машин или

рабочих площадок путем введения упругих связей (виброизоляторов) между

машиной и основанием или основанием и рабочей площадкой. Виброизоля-

торы выполняют в виде стальных пружин, рессор, прокладок из резины, ре-

зино-металлических конструкций и др.

Основным показателем, определяющим эффективность виброизоляции

машины массой M, установленной на виброизоляторы с жесткостью C, явля-

ется коэффициент передачи , который показывает, какая доля амплитуды

, динамической силы F

или виброскорости V

от общей амплитуды A, си-

лы F или виброскорости V, действующих со стороны машины, передаются

виброизоляторами основанию (фундаменту, перекрытию).

µ = A

/A = F /F = V

/V = 1/[(f/f

)

− 1],

где f

− частота собственных колебаний системы машина-основание (частота,

передаваемая основанию или рабочей площадке), Гц; f − частота возмущаю-

щей силы (частота колебаний машины), Гц,

,/2/1;60/

0 ст

gfnf δπ==

где n − частота вращения (движения) возмущающей силы (двигателя, криво-

шипа, ползуна и т.д.), об/мин; g − ускорение свободного падения см/с

; δ

ст

=M/C − статическая осадка виброизоляторов под действием массы машины,

см.

Эффект от виброизоляции тем выше, чем больше отношение f/f

Сле-

довательно, для лучшей виброизоляции основний от вибрации машины при

известной частоте возмущающей силы необходимо уменьшить частоту соб-

ственных колебаний системв машин-основание, что достигается либо увели-

чением массы машины, либо снижением жесткости виброизоляции. Опти-

мальным при устройстве виброизоляции считают отношение f/f

= 3/4, что

соответствует µ = 1/8−1/15.

Эффективность виброизоляции, дБ:

по амплитуде

∆L

= L

− L

= 20lg(A

);

по виброускорению

∆L

= L

− L

= 20lg(a

);

по виброскорости

∆L

= L

− L

= 20lg(V

);

по коэффициенту передачи и частоте

∆L = 20 lg(1/µ) = 20lg[(f/f

)

− 1],

где L

и L

− соответственно уровни виброскорости машины или основания

без виброизоляции и с виброизоляцией, дБ; V

и V

− значения колебательной

скорости машины или основания без виброизоляции и с виброизоляцией,

мм/с; L

и L

− уровень амплитуды колебаний машины или основания без

виброизоляции и с виброизоляцией, дБ; А

и А

− значения амплитуды коле-

баний машины или основания без виброизоляции и с виброизоляцией, м; L

а1

и L

а2

− уровень виброускорения машины или основания без виброизоляции и

с виброизоляцией, дБ; а

и а

− значения виброускорения машины или осно-

вания без виброизоляции и с виброизоляцией, мм/с

Параметры вибрации определяют опытным путем в соответствии с

ГОСТ 12.1.034−81 ССБТ «Вибрация. Общие требования к проведению изме-

рений» и указывают в паспортах машин и механизмов. После установки обо-

рудования в производственных помещениях производят контроль парамет-

ров вибрации на рабочих местах. Если результаты измерений превышают до-

пустимые параметры хотя бы по одному показателю, применяют меры защи-

ты рабочих мест путем установки виброизволяторов между машиной и осно-

ванием, между основанием и площадкой, на которой расположено рабочее

место. В некоторых случаях в производственных помещениях устраивают

«плавающие» полы (поля, уложенные на виброизоляторы).

Выбор и расчет виброизоляции поддерживающей кончтрукции, на ко-

торой закреплено стационарное оборудование (основание, фундамент, плита

перекрытия, пол), подробно изложены в ГОСТ 12.4.093−80 ССБТ «Вибрация.

Машины стационарные. Расчет виброизоляции поддерживающей конструк-

ции». В настоящем пособии рассмотрены задачи виброизоляции рабочих

мест от технологических вибраций, передаваемых от поддерживающих кон-

струкций человеку.

Исходными данными для расчета пассивно-изолирующей площадки

оператора являются:

− частота вынужденных колебаний основания, Гц;

− фактическая амплитуда колебаний, мм;

и Q

− соответственно масса виброизолирующей площадки и опера-

тора, кг.

Расчет производят в следующем порядке:

1) колебательная скорость основания, мм/с,

= 2⋅π⋅f

⋅A

2) сравнивают вычисленную величину с допустимой скоростью коле-

баний. Если расчетная величина больше нормируемой, применяют пассивно-

изолирующую площадку с пружинными или резиновыми виброизоляторами;

3) требуемый коэффициент виброизоляции (коэффициент передачи):

µ = A

где A

− допустимая амплитуда колебаний, мм. Обычно эту величину прини-

мают равной 0,002 мм, что ниже рекомендуемой по СН2.2.4/2.1.8.566−96;

4) частота свободных собственных вертикальных колебаний площадки,

Гц,

(

)

.1/1/

+= µff

5. требуемая суммарная жесткость пружин площадки, кг/см,

= (Q⋅f

)/25,

где Q = Q

− суммарная масса площадки и оператора, кг;

зависит от кострукции и материала площадки. Q

принимают равной

60−70 кг.

Жесткость одного вычисляют, предварительно задавшись числом

амортизаторов из конструктивных соображений. Чаще всего для рабочих

площадок n = 8 пружинных амортизаторов.

nKK

6. Нагрузка на 1 пружину, кг,

/5,1/5,1 nQтQPPP

пдинcn

+=+=