Боротьба з аеродинамічним та гідродинамічним шумом

Для поглинання аеродинамічних та гідродинамічних шумів застосовують такі типи глушників: активні й реактивні. Активні глушники застосовують у вигляді облицювальних матеріалів з середини повітря та рідинопроводів, які поглинають імпульсні коливання повітря та рідин, що виникають при їх турбулентній течії. Реактивні глушники налаштовуються на найбільш інтенсивну складову шуму за частотою шляхом розрахунку та розмі­щення елементів глушника, які відбивають енергію. При цьому досягається зниженням шуму на 20-30 дБ. Для отримання ефективного зниження шуму в широкому діапазоні частот застосовують комбіновані глушники.

 

Дія шуму на організм людини

Негативний вплив шуму на продуктивність праці та здоров’я людини загальновідомий. Під час роботи в шумних умовах продуктивність ручної праці може знизитись до 60%, а кількість помилок, що трапляються при розрахунках, зростає більше, ніж на 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.

Ультразвук

Ультразвук − це коливання пружного середовища з частотою понад 20000 ГЦ. Ультразвук, як і звук, характеризується ультразвуковим тиском (Па), рівнем звукового тиску (дБ), інтенсивністю (Вт/м²) та частотою коливань (Гц), При розповсюдженні в різних середовищах ультразвукові хвилі поглинаються тим швидше, чим вища їх частота. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища. Ступінь його біологічного впливу (в основному контактного) при контакті з рідким середовищем, в якому поширюються ультразвукові коливання, залежить від часу контакту, інтенсивності, частоти і характеру ультразвукових коливань. У людей, що працюють з ультразвуковими установками нерідко спостерігаються функціональні порушення нервової, серцево-судинної систем, зміна кров’яного тиску, складу і властивостей крові, головний біль, швидка втомлюваність.

Джерелами ультразвуку можуть бути різні акустичні перетворювачі, найпоширеніший з них − магнітострикційний перетворювач, що працює від змінного струму і генерує механічні коливання з частотою понад 20 кГц. Допустимі рівні звукового тиску на робочих місцях звукових та ультразвукових коливань, що поширюються повітряним шляхом, не повинні перевищувати таких значень:

 

Середньогеометричні частоти І/З октавних см\т, кГц	Рівень звукового тиску, дБ
12,5	80
16,0	90
21,0	100
25,0	105

 

З метою підвищення безпеки людини слід застосовувати ультразвук більш високих частот, які більш безпечні, передбачати дистанційне управління і системи блокування. Ультразвукові установки повинні мати кожухи або екрани із органічного скла або сталевих листів, що оброблені протишумною мастикою, гумовим покриттям. При обслуговуванні установок, що випромінюють ультразвук, слід застосовувати спеціальні рукавички з багатошарового матеріалу (гума, тканина) та захоплювачі-маніпулятори, що виключають безпосередній контакт людини з вібруючим обладнанням.

Ультразвук широко використовується в багатьох галузях промисловості. Джерелами ультразвуку є генератори, котрі працюють в діапазоні частот від 12 до 22 кГц для обробки рідких розплавів, очищення відливок, в апаратах для очищення газів. У гальванічних цехах ультразвук виникає під час роботи очищувальних та знежирювальних ванн. Його вплив спостерігається на віддалі 25−50 м від обладнання. При завантажуванні та розвантажуванні деталей має місце контактний вплив ультразвуку.

Ультразвукові генератори використовуються також при плазмовому та дифузійному зварюванні, різанні металів, при напилюванні металів. Ультразвук високої інтенсивності виникає під час видалення забруднень, при хімічному травленні, обдуванні струменем стисненого повітря при очищенні деталей, при збиранні. Під час промивання та знежирення деталей використовується ультразвук в діапазоні від 16 до 44 кГц інтенсивністю до (6−7)104 Вт/м², а при контролі складальних з’єднань − в діапазоні частот понад 80 кГц.

Ультразвук викликає функціональні порушення нервової системи, головний біль, зміни кров’яного тиску та складу і властивостей крові, зумовлює втрату слухової чутливості, підвищену втомлюваність. Ультразвук впливає на людину через повітря, а також через рідке і тверде середовище. Ультразвукові коливання поширюються у всіх згаданих вище середовищах з частотою понад 16000 Гц. Допустимі рівні ультразвуку в місцях контакту частин тіла оператора з робочими органами машин не повинні перевищувати 110 дБ. За умови сумарної дії ультразвуку від 1 до 4 год. за зміну нормативне значення допускається збільшити на 6 дБ, при впливі від 1/4 до 1 год. − на 12 дБ, від 5 до 15 хв. − на 18 дБ, від 1 до 5 хв. − на 24 дБ. При вимірюванні ультразвуку вимірювальну точку беруть на рівні голови людини на відстані 5 см від вуха. Мікрофон повинен бути спрямований в сторону джерела ультразвуку і віддалений не менше, ніж на 0,5 м від людини, котра здійснює вимірювання.

До складу вимірювальної апаратури входить мікрофон, 1/3 октавні фільтри та вимірювальний прилад зі стандартними часовими характеристиками. При вимірюванні рівнів ультразвуку в місці контакту з твердим середовищем замість мікрофона використовується джерело ультразвукових коливань.

При визначенні ультразвукових характеристик ультразвукового обладнання вимірювання виконуються в контрольних точках на висоті 1,5 м від підлоги, на відстані 0,5 м від контурна обладнання і не менше 2 м від оточуючих поверхонь. Число контрольних точок повинно бути не менше чотирьох, а відстань між ними не повинна перевищувати 1 м.

Для захисту від ультразвуку, котрий передається через повітря, застосовується метод звукоізоляції. Звукоізоляція ефективна в області високих частот. Між обладнанням та працівниками можна встановлювати екрани. Ультразвукові установки можна розташовувати в спеціальних приміщеннях. Ефективним засобом захисту є використання кабін з дистанційним керуванням, розташування обладнання в звукоізольованих укриттях. Для укриттів використовують сталь, дюралюміній, оргскло, текстоліт, личковані звукопоглинальними матеріалами. Звукоізолювальні кожухи на ультразвуковому обладнанні повинні мати блокувальну систему, котра вимикає перетворювачі при порушенні герметичності кожуха. У випадку дії ультразвуку захист забезпечується засобами віброізоляції. Використовують віброізолювальні покриття, гумові рукавиці, гумові килимки.

 

Інфразвук

Інфразвук − це коливання пружного середовища з частотою менше 16 Гц. Інфразвук людина не чує, однак відчуває; він справляє руйнівну дію на організм людини. Високий рівень інфразвуку викликає порушення функції вестибулярного апарату, зумовлюючі запаморочення, біль голови. Знижується увага, працездатність Виникає почуття страху, загальна немічність. Існує думка, що інфразвук сильно впливає на психіку людей. Усі механізми, котрі працюють при частотах обертання менше 16 об/с, випромінюють інфразвук. При русі автомобіля з швидкістю понад 100 км/год. він є джерелом інфразвуку, котрий утворюється за рахунок зриву повітряного потоку з його поверхні. У машинобудівній галузі інфразвук виникає при роботі вентиляторів, компресорів, двигунів внутрішнього згорання дизельних двигунів.

Згідно з діючими нормативними документами рівні звукового тиску в октавних смугах з середньо геометричними частотами 2, 4, 8, 16, Гц повинен бути не більше 105 дБ, а для смуг з частотою 32 Гц − не більше 102 дБ. Завдяки великій довжині інфразвуку поширюється в атмосфері на великі відстані. Практично неможливо зупинити інфразвук за допомогою будівельних конструкцій на шлях його поширення. Неефективні також засоби індивідуального захисту. Дієвим засобом захисту є зниження рівня інфразвук в джерелі його випромінювання. Серед таких заходів можна виділити наступні:

− збільшення частот обертання валів до 20 і більше обертів у секунду;

− підвищення жорсткості коливних конструкцій великих розміри − усунення низькочастотних вібрацій;

− внесення конструктивних змін в будову джерел, що дозволі перейти з області інфразвукових коливань в область звукових;

− в такому випадку їх зниження може бути досягнуте застосуванням звукоізоляції та звукопоглинання.

Багато природних явищ − землетруси, виверження вулканів, морські бурі і т. п. – супроводжуються випромінюванням інфразвукових коливань. Інфразвук несприятливо впливає на весь організм людини, в т. ч. і на органи слуху, знижуючи слухову чутність на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження, в результаті якого виникає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується гострота зору та слуху, порушується периферійний кровообіг, виникає відчуття страху і т. ін. Важкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тиску та тривалості. Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску, що перевищує 150 дБ, людина не в змозі перенести. Особливо несприятливі наслідки викликають інфразвукові коливання з частотою 2...15 Гц у зв’язку з виникненням резонансних явищ в організмі людини. Особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що вона може збігатися«ритмом біотоків мозку».

У відповідності до санітарних норм рівні звукового тиску інфразвуку в октавних смугах із середньо геометричними частотами 2; 4; 8 та 16 Ш не повинні перевищувати 105 дБ, а в діапазон і частот 32 Гц − 102 дБ. Боротьба з несприятливим впливом інфразвуку ведеться в тих самих напрямках, що і боротьба з шумом. Найдоцільніше зменшувати інтенсивність інфразвукових коливань па стадії проектування машин та агрегатів.

 

ТЕМА 5. Вібрація

Поняття про вібрацію

Джерела та причини вібрацій