11. Меры по снижению шума и вибрации в гидросистемах

Гидравлические приводы отличаются чрезвычайно высокой плотностью энергии и силы относительно объема и веса конструктивных элементов, следовательно, в них возникают высокие уровни шума.

Средний уровень шума на рабочем месте не должен превышать 80-90 дБ (А), т.к. при постоянном воздействии шума на уровне больше 90 дБ (А) неизбежны повреждения слуха.

Изготовителя оборудования вынуждены рассматривать вопросы происхождения и воздействия шумов и меры по их снижению.

11.1. Звуковое давление и мощность

Число колебаний в секунду – частота – определяет высоту звука. Человеческое ухо воспринимает нагрузки в диапазоне 16…20000 Гц, причем верхняя граница слышимой частоты с возрастом снижается.

Кроме различий в высоте звука человек воспринимает также различие в громкости, которое определяется звуковым давлением (переменное давление атмосферного воздуха). Звуковое давление равное 1 мкбар (1 мкатм) примерно соответствует нормальной громкости разговора.

Чувствительность человеческого уха очень большая и при частоте 1000 Гц предел слышимости составляет от 2∙10^-10 бар до 200∙10^-6 бар (болевой порог лежит в области 300∙10^-6 бар).

Чтобы охватить этот диапазон с высокой «разрешающей способностью» при низких звуковых давлениях чувствительность нашего уха должна находиться в логарифмической зависимости от звуковой мощности и звукового давления.

Звуковая (акустическая) мощность N_зв связана со звуковым давлением Р_зв по формуле:

,

где S – площадь воображаемой оболочки вокруг источника шума.

При выборе формы огибающей поверхности и ее удаления от источника звука следует учитывать условия:

1) необходимо выдерживать минимальное расстояние от источника звука (≈ 1м);

2) все звуковые волны, исходящие от источника звука, должны иметь возможность проникать сквозь огибающую поверхность под прямым углом.

Для гидроагрегатов в качестве огибающей поверхности часто применяется прямоугольный параллелепипед.

Т.к. диапазон звуковой мощности очень большой (от 40000 кВт для ракеты и до 1∙10^-9 Вт для шелеста листьев), то для практических расчетов ввели логарифмическую систему отсчета: звуковая мощность соотносится с заданным или базовым значением.

Уровень звуковой мощности определяется по формуле:

или , дБ.

В качестве базового значения звуковой мощности принимают N_зв0 = 10^-12 Вт.

Т.о. уровень звуковой мощности складывается из:

— L_p – уровня звукового давления, которое определяется по измерительному прибору. Базовое значение звукового давления Р_зв0 = 2∙10^-10 бар. В этом случае уровень звукового давления равен 0 (исходная точка шкалы).

— L_S – меры измеряемой поверхности, которая определяется исходя из избранной огибающей поверхности и базовой поверхности S₀ = 1 м².

При наложении звуковых полей нескольких источников звука звуковые мощности суммируются., что довольно затруднительно. Еще одна трудность при измерении акустических эмиссий – это свойство человеческого слуха по-разному воспринимать звуки разной частоты. Чтобы учесть эту особенность в измерительном приборе измеренный уровень мощности корректируется.