5.6. Защита от шума, инфразвука, ультразвука

Меры защиты от шума:

1. Уменьшение звуковой мощности источника. Мероприятия уменьшения источника шума зависят от природы шума.

Механические шумы возникают при работе различных машин и механизмов от трения и соударения их деталей. Снижаются за счет:

• повышения точности изготовления деталей машин;

• замены ударных технологических процессов на безударные (например, клепку заменяют сваркой, штамповку – прессованием);

• замены в механизмах возвратно-поступательного движения на вращательное;

• использования пластмассовых деталей вместо металлических;

• применения клиноременных передач вместо зубчатых;

• применения смазки трущихся поверхностей.

Аэро-гидродинамические шумы возникают при работе вентиляторов, компрессоров, ДВС, при выпуске пара, при вращении винтов самолета. Снижаются за счет:

• уменьшения скорости обтекания тел и скорость движения газа;

• совершенствования аэродинамических характеристик тел;

• уменьшения турбулентности потока жидкости.

Электромагнитные шумы сопровождают работу различных электрических установок. Снижаются за счет плотной прессовки пакетов трансформаторов, притирки щеток электродвигателей.

2. Звукопоглощение осуществляется при переходе энергии колебаний звуковой волны в тепловую за счет потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения :

 = Е_пог / Е_пад

где: Е_пог, Е_пад – звуковая энергия, соответственно, поглощенная и падающая на поверхность материала.

Звукопоглощающими считаются материалы с   0.2. К ним относятся: минеральная вата, стекловолокно, акустические плиты «Акминит» и «Силакпор» (=0.6…0.9). При выборе звукопоглощающего материала учитывается частота шума, производственные условия (запыленность, влажность и т.д.).

Использование метода звукопоглощения:

• облицовка внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами;

• подвеска на потолочные перекрытия звукопоглотителей, в виде конуса, куба, параллелепипеда.

Снижение уровня шума методом звукопоглощения определяется по формуле:

L_обл = 10 lg B₂/ B₁

где: B₁ и B₂ – постоянные помещения до и после акустической обработки, определяются по формуле: B_1,2 = А_1,2 ^. (1 - _1,2)

где: А = 0.16 ^. V/T

где: V – объем помещения, м³;

Т – время реверберации - время, в течение которого уровень звукового давления уменьшается на 60 дБ после прекращения действия шума;

Наибольший эффект звукопоглощения обеспечивается в низких помещениях (высотой до 4 – 6 м), при высоких частотах шума.

3. Звукоизоляция основана на снижении шума за счет звукоизолирующих преград. При этом большая часть звуковой энергии отражается от ограждений. Основные типы звукоизоляции:

- стены, перегородки (используют бетон, железобетон, кирпич);

- экраны (изготавливают из сплошных металлических листов, толщиной 1.5–2 мм, покрытых звукопоглощающими материалами);

- кожухи (изготавливают из стали, дюралюминия, пластмассы). Закрывают машину, агрегат, установку;

- кабины (размещают пульты управления и рабочие места).

Характеристикой звукоизоляции служит:

коэффициент звукопроницаемости :

 = Е_пр / Е_пад

где: Е_пр и Е_пад – звуковая энергия, соответственно, прошедшая через ограждение и падающая на ограждение;

коэффициент звукоизоляции R:

R = 10 lg 1/ , дБ

Звукоизоляцию однородных ограждений рассчитывают по формуле:

R = 20 lg (m₀ ^. f) – 47.5

где: m₀ – масса 1 м² ограждения, кг; f – частота, Гц.

Из формулы следует, что R тем выше, чем выше частота и массивнее материал ограждения.

Сильный шум может генерироваться в кожухах и кабинах через технологические отверстия, поэтому применяют глушители шума. Они делятся на: активные (абсорбционные), реактивные, комбинированные.

Активные глушители содержат набивки, пластины из звукопоглощающих материалов.

а)

б) в)

Рис. 7.72. Глушители абсорбционного типа

а – трубчатый, б – пластинчатый, в - сотовый

Реактивные глушители снижают шум в узких частотных пределах и подразделяются на камерные и резонансные.

F ₁ V

F ₂

а) б)

Рис. 7.23. Реактивные глушители

а – камерный (F₁ – площадь трубы, F₂ – площадь камеры); б – резонансный

Камерные глушители выполняются в виде расширительных камер, отражающих звуковую волну обратно. Их эффективность растет с увеличением числа камер и длины соединяющей трубы. Резонансные глушители выполняются в виде ответвлений от основной конструкции. Потери звуковой энергии на колебательный процесс происходят в резонаторе объемом V.

4. Изменение направленности излучения шума. Шумовые отверстия необходимо размещать с противоположной стороны от рабочего места.

4. Рациональное размещение источников шума. Шумные цехи рекомендуется размещать в максимальном удалении от других производств. Территорию полезно озеленять, так как листва деревьев хорошо поглощает шум.

5. Средства индивидуальной защиты включают:

- вкладыши (мягкие – вата, марля; твердые – пластмассы, резина, эбонит). Самые дешевые и компактные средства, но не эффективные (снижение шума на 5-20 дБ), часто раздражают слуховой проход;

- наушники ослабляют шум в среднем на 40 дБ;

- шлемы применяют при воздействии шумов более 120 дБ, так как в этом случае шум действует на человека через черепную коробку.

Защита от действия ультразвука осуществляется теми же методами, что и защита от шума. При контактном действии ультразвука используют защитные рукавицы.

Чтобы избежать резонанса инфразвука необходимо проектировать ребристые конструкции зданий повышенной жесткости.