2.7.4. Вимірювання параметрів вібрації

Для вимірювання вібрації, як правило, застосовують прилади, принцип роботи яких базується на перетворенні кінематичних параметрів вібрації в електричні, що вимірюються чи фіксуються на папері або плівці. Як первинні вимірювальні засоби (давачі) використовуються ємнісні, індукційні, п'єзоелектричні перетворювачі вібропереміщення, віброшвидкості, віброприскорення. Параметри вібрації вимірюють віброметрами ВМ-1, ВИП-2, апаратурою контрольно-сигнального вібровимірювального типу ВВК-003, ВВК-005, вимірювачами шуму та вібрації ВШВ-003.

Методи контролю параметрів вібрацій

Вимірювання вібрації виконують відповідно до положень ГОСТ12.3.012–75ССБТ «Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования». Для вимірювання загальної вібрації датчик вимірювального приладу закріплюють на робочій площадці чи сидінні оператора, а для контролю характеристик локальної вібрації – в місцях контакту рук працюючого з елементами обладнання. Гігієнічну оцінку вібрації здійснюють такими методами:  1. Частотним (спектральним) аналізом. 2. Інтегральною оцінкою. 3. Дозною оцінкою. Основним методом, що характеризує вплив вібрації на організм людини, є частотний аналіз – вимірювання логарифмічних рівней віброшвидкості (Lv) чи віброприскорення (Lw) на середньогеометричних частотах октавних смуг. Одержані величини представляють у графічному вигляді, як гістограми в координатах «Lv (Lw) – fсг», де fсг – середньогеометричні частоти октавних смуг. На цей графік наносять також значення ГДР вібрації для кожної середньогеометричної частоти, з урахуванням типу виробничого приміщення. Якщо гістограма реальних значень рівня вібрації (Lv чи Lw) перетинає графік залежності ГДР чи лежить нижче нього, то це свідчить про перевищення допустимого рівня вібрації. У цьому разі необхідно застосовувати відповідні заходи та засоби захисту працюючих.  В протилежному разі, коли гістограма реальних значень рівня вібрації (Lv чи Lw) лежить нижче графіка ГДР, це вказує на допустимість вібраційного впливу на персонал.

Для загальної вібрації вимірювання виконують в триоктавних смугах частот.  Інтегральну оцінку вібрації застосовують, як орієнтовну. Показник «доза вібрації» рекомендується використовувати для оцінки вібрації з урахування тривалості (часу) дії.  Дослідження вібрації виконують спеціальними приладами – вимірювачами шуму і вібрації. Відносно до джерела виникнення вібрації заходи колективного захисту поділяються на такі:  1. зниження параметрів вібрації впливом на джерело виникнення; 2. зниження інтенсивності вібрації на шляху її поширення від джерела виникнення. Метод зниження параметрів вібрації впливом на джерело виникнення Вплив на джерело виникнення вібрації зводиться до зміни: конструктивних елементів джерела вібрації; характеру сил і моментів, обумовлених робочим процесом у машині, що викликають вібрацію. Використовують також методи зрівноважування окремих деталей, вузлів машин і механізмів; відстройку по частоті робочого режиму обладнання від діапазону резонансних явищ. Відстройка від режиму резонансу виконується за допомогою раціонального вибору маси й пружності коливної системи, або зміною частоти змушувальної сили. Метод зниження інтенсивності вібрації на шляху її поширення  На шляху поширення вібрацію знижують за рахунок таких технічних рішень:  використання додаткових пристроїв, що вбудовують в конструкцію машини (віброізоляційні, віброгасні); 

застосування покриття, що демпфірує вібрацію; використання антифазної синхронізації джерел вібрації. Останній метод може бути реалізований тільки при парній кількості джерел вібрації, та за умови, що ці джерела характеризуються однаковими вібраційними характеристиками.  При проектуванні засобів віброзахисту у ряді випадків використовують комбінації вказаних методів. Ефективним методом зниження рівня вібрації є динамічне віброгасіння. Засоби динамічного віброгасіння за принципом дії підрозділяються на динамічні й ударні. Індивідуальні засоби захисту працюючих від дії вібрації Індивідуальні засоби захисту від дії вібрації за місцем контакту оператора з вібруючим об'єктом підрозділяються на такі види: для рук оператора – рукавиці чи перчатки з віброгасними долонями; віброгасні вкладиші; для ніг оператора – спеціальне взуття з віброгасною підошвою, виіброгасні наколінники; для тіла оператора – віброгасні нагрудники, пояси, спеціальні костюми. Загальні вимоги до засобів індивідуального захисту від дії вібрації регламентуються ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. «Засоби індивідуального захисту від вібрації. Загальні технічні вимоги».

Параметри звукового поля: звуковий тиск, інтенсивність, частота, коливальна швидкість. Звукова потужність джерела звуку.

Механічні коливання з частотою від 20 Гц до 20 кГц, що виникають у пружному середовищі, називають звуком. Чіткої різниці між поняттями «звук» та «шум» немає. Звуками, як правило, називають регулярні періодичні коливання, а шумом — неперіодичні коливальні процеси. При проведенні робіт щодо забезпечення нормальних умов життя людини шумом вважають будь-який небажаний звук незалежно від його характеру та природи виникнення Найбільш важливими параметрами шуму є звуковий тиск, інтенсивність звука та звукова потужність. У інженерній практиці ці величини виражають у логарифмічних одиницях, що пояснюється двома причинами:  - реакція вуха людини на різну гучність має логарифмічний характер;  - діапазон зміни цих параметрів надзвичайно широкий. Звуковий тиск — це різниця між миттєвим значенням повного тиску і статичним тиском у даній точці. Він характеризує зміну густини середовища в напрямі поширення коливань. Кількісною оцінкою звукового тиску є середньо-квадратичне значення  , (1.1)  де Т — час вимірювання; р(t) — миттєве значення звукового тиску.  Значення р вимірюють на певній відстані від джерела шуму в заданій смузі частот. Рівень звукового тиску L, дБ, визначають відносно порогового середньоквадратичного значення звукового тиску р0 = 2 • 10-5 Па за формулою  . (1.2) Звуковою потужністю називають потужність звука, який випромінюється джерелом в усіх напрямах простору, що оточує джерело. У цьому розумінні це інтегральна характеристика шуму, який створюється джерелом. Зазначимо, що джерело звука випромінює звукову потужність, а звуковий тиск є наслідком цього випромінювання. Слух людини сприймає звуковий тиск, а причиною цього сприймання є звукова потужність джерела. Рівень звукової потужності LP, дБ, визначають відносно порогової потужності Р = 10-12 Вт за формулою  (1.3)  Звукова потужність є мірою швидкості випромінювання звукової енергії, тобто звуковою енергією, що віднесена до одиниці часу. Інтенсивність звука характеризує швидкість потоку звукової енергії в певній точці звукового поля. Рівень інтенсивності звука LI, дБ, визначають відносно порогового значення I0 = 10-12 Вт/м2 за формулою  . (1.4)  Зазначимо, що I0 = р02/ρс, де ρс — хвильовий опір повітря, який дорівнює 416 кг/(м2с). Звуковий тиск та інтенсивність звука є точковими характеристиками звукового поля. Вони залежать від розташування точки вимірювання та умов поширення звукових хвиль. Звукова потужність не залежить від зазначених факторів, тому є унікальною мірою шумності даного джерела шуму. Звуковим полем називають простір, в якому поширюються звукові хвилі. У практиці вимірювань шуму звукові поля класифікують за наявністю відбивних перешкод (вільні й дифузні) та за відстанню від джерела звука (дальні та ближні). Для вільного звукового поля характерне поширення звукових хвиль без відбивання. Ідеальні умови вільного поля можна створити на відкритому повітрі в місцях, що віддалені від об'єктів з великими відбивними поверхнями. На місці вимірювання не повинно бути сторонніх шумів. Однак можливість вимірювання шуму на відкритому повітрі залежить від метеорологічних умов і часу доби.  Для дифузного звукового поля, навпаки, характерні багаторазові відбивання звукових хвиль, внаслідок чого ці хвилі поширюються в усіх напрямах з ідентичною амплітудою. Середня густина енергії звука однакова по всьому полю. Дальнім називають звукове поле в достатньо віддаленій від джерела зоні простору, де напрям швидкості поширення частинок збігається з напрямом поширення звукової енергії, а інтенсивність звука пропорційна квадрату звукового тиску. Ближнє звукове поле — це сусідня до джерела звука зона, в якій напрям коливань не обов'язково збігається з напрямом поширення звукової енергії. У цьому полі звуковий тиск не може характеризувати звукову потужність джерела, оскільки реактивна складова ближнього поля, що враховується в процесі вимірювання тиску, не пов'язана з випромінюванням потужності. Придатність приміщення для вимірювання шуму в умовах вільного дальнього поля перевіряють експериментально. При цьому ставляться такі вимоги:  • сторонній шум (перешкода), що проникає в приміщення, повинен бути слабкіший за сумарний шум агрегату та перешкоди не менше ніж на 10 дБ як за загальним рівнем, так і за рівнем окремих складових спектра в робочому діапазоні частот; у противному разі треба зробити поправку;  • спад рівня звукового тиску в дальньому полі джерела звука при подвоєнні відстані від джерела до точки вимірювання має становити не менше ніж 6 дБ;  • у приміщенні не повинно бути помітних стоячих хвиль, принаймні в місцях розміщення мікрофонів. Датчики шуму Мікрофони - це електроакустичні перетворювачі, що перетворюють звукові коливання на електричні. Залежно від конструкції розрізняють мікрофони тиску, а яких звуковий тиск впливає на діафрагму тільки з одного зовнішнього боку, та мікрофони градієнта тиску, в яких звуковий тиск впливає на два боки діафрагми, але з певним зсувом по фазі. У першому випадку зусилля на діафрагму визначається звуковим тиском, що діє на неї, а в другому — різницею тисків з обох боків діафрагми з урахуванням різниці фаз коливань. Мікрофони повинні бути по можливості малих порівняно з довжиною хвилі звука розмірів, щоб не впливати на вимірюване звукове поле. Невеликі мікрофони можна використовувати в широкому діапазоні частот. Перевага невеликих мікрофонів полягає ще й у тому, що їхня характеристика напрямленості більш рівномірна. Тому при вимірюванні в тому разі, коли напрям поширення звука не зовсім збігається з віссю напрямленості мікрофона, виникає менше помилок. Проте внаслідок відносно невеликої чутливості цих мікрофонів застосовування їх при малих значеннях вимірюваних величин обмежене. Залежно від характеру звукового поля розрізняють кілька показників чутливості мікрофона. У вільному полі напругу, що створюється мікрофоном, відносять до звукового тиску вільної плоскої біжучої хвилі, що рухається до центра мікрофона в напрямі його осі. Чутливість у дифузному полі становить відношення вихідної напруги до звукового тиску в цьому полі. Для визначення чутливості за тиском напругу на виході мікрофона відносять до звукового тиску, який фактично створюється перед мембраною мікрофона. Для вимірювань використовують здебільшого конденсаторні мікрофони в основному внаслідок їхньої порівняно рівномірної частотної характеристики. Крім того, конденсаторні мікрофони стійкі до зміни температурного режиму, відрізняються високою стабільністю характеристик у часі й мають рівномірну діаграму напрямленості. Останнім часом для вимірювань застосовують п'єзоелектричні мікрофони з термостійких матеріалів з достатньо великим п’єзоелектричним ефектом. У них використовується властивість п’єзоелектричних матеріалів створювати при механічній деформації напругу між електродами, які прикладені до пластин з цих матеріалів. У вимірювальних пристроях високого класу п’єзомікрофони застосовуються нечасто. Це пояснюється в основному низькою температурною стабільністю і дуже високим внутрішнім опором ємнісного типу. Останнє ускладнює підключення їх за допомогою довгих ліній, а також на навантаження з не великим опором. До переваг п’єзомікрофонів належать простота конструкції, невеликі розміри, висока чутливість. Електродинамічні мікрофони майже завжди використовуються для порівняльних вимірювань. Вони мають дуже низький рівень власних перешкод, тому придатні для вимірювань слабких шумів.  При застосуванні мікрофонів треба враховувати низку факторів. Зокрема зазначимо, що чим більша частота вимірювання, тим меншим має бути розмір мікрофона. Щоб не перекручувати звукове поле, мікрофонні приймачі, з'єднувальні кабелі повинні мати невеликі розміри відносно довжини звукової хвилі, а відстань між мікрофоном та оператором, який обслуговує апаратуру, повинна становити не менше ніж 1 м. Крім того, слід звести до мінімуму наведені електричні та магнітні поля, особливо помітні при застосуванні довгих кабелів.

Класифікація шумів за походженням, за характером, спектром та часовими характеристиками. Нормування шумів. Контроль параметрів шуму, вимірювальні прилади.

Шумом прийнято вважати звуки, які негативно впливають на організм людини і заважають його роботі та відпочинку. Тому шум часто називають несприятливим звуком. Зазвичай шум створюється під

час хаотичного чергування звуків різної частоти та інтенсивності. Звук, як фізичне явище, є коливальним рухом, що поширюється хвилеподібно у пружному середовищі (газоподібному, рідинному чи твердому). Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю звуку с, м/с; частотою /, Гц; звуковим тиском р, Па; інтенсивністю /, Вт/м2.

За нормальних атмосферних умов (Т = 293 К та Р = 1034 ГПа) швидкість звуку в повітрі дорівнює с = 344 м/с.

Частота звуку визначається кількістю коливань пружного середовища за одиницю часу і вимірюється в герцах (1 Гц — це одне коливання за секунду). За частотою звукові (акустичні) коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові, з частотою коливання менше ніж 20 Гц; звукові (сприймаються органом слуху людини) — від 20 до 20 ООО Гц; ультразвукові — більше ніж 20 000 Гц. У свою чергу звуковий діапазон прийнято поділяти на низькочастотний — до 400 Гц, середньочастотний — 400—1000 Гц, високочастотний — більше 1000 Гц.

Різницю між атмосферним тиском і значенням повного тиску у певній точці звукового поля прийнято вважати звуковим тиском р. Поширення звукової хвилі супроводжується перенесенням звукової енергії. Середній потік звукової енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення хвилі, називається інтенсивністю або силою звуку в певній точці / і вимірюється у Вт/м2. Співвідношення між інтенсивністю звуку / та звуковим тиском р має такий вигляд:

де р та с — відповідно густина та швидкість звуку в певному середовищі.

Вплив шуму на організм людини

Шкідливий та небезпечний вплив шуму на організм людини встановлено тепер з повною визначеністю. Ступінь такого впливу переважно залежить від рівня та характеру шуму, форми та тривалості впливу, а також індивідуальних особливостей людини. Численні дослідження підтвердили той факт, що шум належить до загальнофізіологічних подразників, які за певних обставин можуть впливати на більшість органів та систем організму людини. Так, за даними медиків дія шуму може спричинити нервові, серцево-судинні захворювання, виразкову хворобу, порушення обмінних процесів та функціонування органів слуху тощо. Із загальної кількості захворювань, які перераховані вище, останнім часом значно зросла частка тих, які спричинені саме шумовим впливом. У зв'язку з цим, слід звернути увагу на той факт, що протягом багатовікової еволюції людина так і не набула здатності адаптуватись до дії шуму, як і не було створено природного захисту для високочутливого та досконалого органу слуху людини від дії інтенсивного шуму.

Наближено дію шуму різних рівнів можна охарактеризувати у такий спосіб. Шум до 50 дБА, зазвичай, не викликає шкідливого впливу на людину в процесі її трудової діяльності. Шум з рівнем 50—60 дБА може викликати психологічний вплив, що виявляється у погіршенні розумової діяльності, послабленні уваги, швидкості реакції, утрудненні роботи з масивами інформації тощо. За рівня шуму 65— 90 дБА можливий його фізіологічний вплив: пульс прискорюється, тиск крові підвищується, судини звужуються, що погіршує постачання органів кров'ю. Дія шуму з рівнем 90 дБА і вище може призвести до функціональних порушень в органах та системах організму людини: знижується слухова чутливість, погіршується діяльність шлунку та кишківника, з'являється відчуття нудоти, головний біль, шум у вухах. При рівні шуму 120 дБА та вище здійснюється механічний вплив на орган слуху, що виявляється у порушенні зв'язків між окремими частинами внутрішнього вуха, можливий навіть розрив барабанної перетинки. Такі високі рівні шуму впливають не лише на органи слуху, а й на весь організм. Звукові хвилі, проникаючи через шкіру, викликають механічні коливання тканин організму, внаслідок чого відбувається руйнування нервових клітин, розриви дрібних судин тощо.

Нормування шуму для робочих місць регламентується санітарними нормами та державним стандартом. Для постійних шумів нормування ведеться по граничному спектру шуму. Граничним спектром зветься сукупність нормативних рівнів звукового тиску дев'яти стандартизованих октавних смугах частот із середньогео-метричними частотами 31,5,63,125, 500,1000,2000, 4000,8000 Гц. Кожен граничний спектр позначається цифрою, яка відповідає допустимому рівню звукового тиску (дБ) в октавній полосі із серед-ньогеометричною частотою 1000 Гц. Наприклад, граничний спектр ГС-75 означає, що в цьому граничному спектрі допустимий рівень звукового тиску в октавній смузі з середньогеометричною частотою 1000 Гц дорівнює 75 дБ.

Для орієнтовної оцінки приймається за характеристику постійного шуму на робочому місці рівень звуку в дБА, що вимірюється по шкалі «А» шумоміра і визначається за формулою: LA = 20\gPA/P0, де РА - середньоквадратичний звуковий тиск з урахуванням корекції шумоміра за шкалою, Па; Р0 = 2-10э - пороговий середньоквадратичний звуковий тиск, Па. У виробничих умовах часто шум має непостійний характер. Для цих умов найбільш зручно застосовувати середні величини, які звуться еквівалентним (по енергії) рівнем звуку Lem, що характеризує середнє значення енергії звуку в дБ А. Цей рівень вимірюється спеціальним інтегруючим шумоміром або розраховується. Для вимірювання рівнів звукового тиску і звуку використовують таку апаратуру: вимірювач шуму та вібрації ВШВ-1 (вимірювач шуму та вібрації); шумомір типу ПІ-71 з октавними фільтрами ОФ-5 і ОФ-6; шумомір PS 1-202 з октавними фільтрами OF-101 фірми RFT (Німеччина); шумоміри типу 2203, 2209 з октавними фільтрами типу 1613 фірми «Брюль і К'єр» (Данія).

У шумомірі звук, який сприймається мікрофоном, перетворюється на електричні коливання, які посилюються, проходячи крізь коригуючі фільтри і випрямник, а потім реєструються стрілковим або самописним приладом. Для прикладу наведемо норми допустимих рівнів шуму. На підприємствах вимірювання шуму на робочих місцях повинно проводитись не менше одного разу на рік.

Методи та засоби колективного та індивідуального захисту від шуму.

Заходи та засоби захисту від шуму поділяються на колективні та індивідуальні, причому останні застосовуються лише тоді, коли заходами та засобами колективного захисту не вдається знизити рівні шуму на робочих місцях до допустимих значень. Призначення засобів індивідуального захисту (313) від шуму - перекрити найбільш чутливі канали проникнення звуку в організм - вуха. Тим самим різко послаблюються рівні звуків, що діють на барабанну перетинку, а відтак - і коливання чутливих елементів внутрішнього вуха. Такі засоби дозволяють одночасно попередити розлад і всієї нервової системи від дії інтенсивного подразника, яким є шум.

До 313 від шуму належать навушники, протишумові вкладки, шумозаглушувальні шоломи (див. п. 2.12). Вибір 313 обумовлюється видом та характеристикою шуму на робочому місці, зручністю використання засобу при виконанні даної робочої операції та конкретними кліматичними умовами.

Засоби колективного захисту від шуму подібно до віброзахисту (див. рис. 2.24) поділяються за такими напрямками:

- зменшення шуму в самому джерелі;

- зменшення шуму на шляху його поширення;

- організаційно-технічні заходи;

- лікувально-профілактичні заходи.

Зменшення шуму в самому джерелі - найбільш радикальний засіб боротьби з шумом, що створюється устаткуванням. Досвід показує, що ефективність заходів щодо зниження шуму устаткування, що вже працює, досить невисока, тому необхідно прагнути до максимального зниження шуму в джерелі ще на стадії проектування устаткування. Це досягається за допомогою наступних заходів та засобів: удосконалення кінематичних схем та конструкцій устаткування; проведення статичного та динамічного зрівноважування і балансування; виготовлення деталей, що співударяються, та корпусних деталей з неметалевих матеріалів (пластмас, текстоліту, гуми); чергування металевих та неметалевих деталей; підвищення точності виготовлення деталей та якості складання вузлів і устаткування; зменшення зазорів у з'єднаннях шляхом зменшення припусків; застосування мащення деталей, що труться, і т. ін. У табл. 2.11 наведено показники ефективності деяких заходів щодо зменшення шуму в самому джерелі.

Організаційно-технічні засоби захисту від шуму передбачають: застосування малошумних технологічних процесів та устаткування, оснащення шумного устаткування засобами дистанційного керування, дотримання правил технічної експлуатації, проведення планово-попереджувальних оглядів та ремонтів.

До заходів лікувально-профілактичного характеру належать попередній та періодичні медогляди, використання раціональних режимів праці та відпочинку для працівників шумних дільниць та цехів, допуск до шумних робіт з 18 років тощо.

Таблиця 2.11. Показники ефективності деяких заходів щодо зменшення шуму в самому джерелі

№з/п	Заходи щодо зменшення шуму	Зменшення рівня шуму, дБА
1	Заміна прямозубих шестерень шевронними	5
2	Усунення погрішностей у зубчастому зачепленні	5-10
3	Заміна зубчастої передачі на клиноремінну	10-15
4	Заміна металевої шестерні на капронову чи текстолітову	10-12
5	Заміна металевого корпуса на пластмасовий	8-12
6	Усунення перекосу внутрішнього кільця підшипника	8-10
7	Мащення деталей, що труться	5-12

Засоби та заходи колективного захисту, що зменшують шум на шляху його поширення, поділяються на архітектурно-планувальні та акустичні (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Класифікація засобів та заходів колективного захисту, що зменшують шум на шляху його поширення

Архітектурно-планувальні заходи щодо захисту від шуму передбачаються при проектуванні, реконструкції та експлуатації підприємства (цехів, дільниць). Вони дозволяють зменшити вплив виробничих шумів на працівників нешумних виробництв та мешканців житлових масивів, що розташовані поруч з підприємством.

Для зменшення шкідливого впливу виробничого шуму на працівників шумних виробництв, послаблення передавання його в сусідні приміщення застосовують звуко- і віброізоляцію, звуко- і вібропоглинання та глушники шуму.

Звукоізоляція є ефективним засобом зменшення рівня шуму у напрямку його поширення, що реалізується шляхом встановлення звукоізоляційних перешкод (перегородок, кабін, кожухів, екранів). Принцип звукоізоляції базується на тому, що більша частина звукової енергії, яка потрапляє на перешкоду, відбивається і лише незначна її частина проходить крізь неї.

Для звукоізоляції окремих шумних дільниць у приміщенні чи устаткування застосовують легкі багатошарові звукоізоляційні перегородки з повітряними прошарками. Для звукоізоляції найбільш шумних вузлів та агрегатів (ланцюгові передачі, двигуни, компресори, вентилятори) використовуються звукоізоляційні кожухи, які є засобами, що встановлюються в безпосередній близькості від джерела шуму. В тих випадках, коли неможливо ізолювати шумне устаткування чи його вузли, захист працівника від дії шуму здійснюють шляхом облаштування звукоізольованої кабіни з пультом керування та оглядовими вікнами.

Метод акустичного екранування застосовується в тих випадках, коли інші методи малоефективні або недоцільні з техніко-економічної точки зору. Акустичний екран встановлюється між джерелом шуму та робочим місцем і являє собою певну перешкоду на шляху поширення прямого шуму, за якою виникає так звана звукова тінь (рис. 2.35). Найбільш поширеними для виготовлення екранів є сталеві чи алюмінієві листи товщиною 1-3 мм, які покриваються з боку джерела шуму звукопоглинальним матеріалом (рис. 2.36).

Рис. 2.35. Екранування шуму: 1 - джерело шуму; 2 - екран; З - звукова тінь; 4 -робоче місце

Рис. 2.36. Типи акустичних екранів: а - плоский; б - об'ємний; і - джерело шуму; 2 - робоче місце; 3 - оглядове вікно

Рівень шуму у виробничому приміщенні залежить не лише від прямого, але й відбитого звуку. Тому, якщо в цеху неможливо знизити енергію прямого звуку, то необхідно зменшити енергію звукових хвиль, які відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення. Для цього проводять акустичне оброблення всіх або частини стін та стелі приміщень шумних виробництв за допомогою звукопоглинального облицювання (рис. 2.37) та (або) підвішують до стелі штучні звукопоглиначі.

Процес поглинання звуку відбувається при переході коливної енергії частинок повітря в теплоту внаслідок втрат на тертя в порах звукопоглинального матеріалу. Тому для ефективного звукопоглинання матеріал повинен мати

Рис. 2.37. Види звукопоглинального облицювання: 1 - захисний перфорований шар; 2 - звукопоглинальний матеріал; З - захисна склотканина; 4 - стіна чи стеля; 5 - повітряний проміжок; 6 - плита з шумопоглинального матеріалу

пористу структуру, причому необхідно, щоб пори були відкриті з боку звукової хвилі і мали якнайбільше з'єднань між собою. Штучні звукопоглиначі найдоцільніше розміщувати в зонах, де концентруються звукові хвилі, що відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення (рис. 2.38).

Звукопоглиначі можуть мати різну форму (куля, куб, ромб, піраміда) і виготовляються з перфорованих листів твердого картону, пластмаси чи металу, які зі середини покриті звукопоглинальним матеріалом (рис. 2.39).

Рис. 2.38. Розміщення звукопоглинача: 1 - джерела шуму; 2 - звукопоглинач

Рис. 2.39. Штучний звукопоглинач: 1 - перфорований корпус; 2 - звукопоглинач поглинальний матеріал

Глушники шуму - це ефективний засіб боротьби з шумом аеродинамічного походження, який виникає при роботі вентиляційних систем, пневмо-інструменту, газотурбінних, дизельних, компресорних та деяких інших установок. За принципом дії глушники поділяють на активного, реактивного та комбінованого типу. У глушників активного типу зниження шуму відбувається внаслідок його затухання в порах звукопоглинального матеріалу. В глушниках реактивного типу шум знижується шляхом відбивання звукових хвиль у системі розширювальних та резонансних камер, що з'єднані між собою за допомогою труб, щілин та отворів. У комбінованих глушниках відбувається як поглинання, так і відбивання шуму.

Інфразвук та ультразвук.

Інфразвук - це коливання в пружному середовищі, що мають однакову з шумом фізичну природу, але поширюються з частотою меншою за 20 Гц. Основними джерелами інфразвуку на виробництві є тихохідні масивні установки та механізми (вентилятори, поршневі компресори, турбіни, електроприводи та ін.), що здійснюють обертові та зворотно-поступальні рухи з повторенням циклу менше, ніж 20 разів за секунду (інфразвук механічного походження). Інфразвук аеродинамічного походження виникає при турбулентних процесах у потоках газів чи рідин.

Хоча людина і не чує інфразвуку, він чинить несприятливий вплив на весь організм людини, в тому числі й на орган слуху, знижуючи його рівень чутності практично на всьому частотному діапазоні звукових хвиль. Інфразвукові коливання сприймаються людиною як фізичне навантаження, що зумовлює передчасне втомлення, запаморочення, біль голови, порушення функції вестибулярного апарату, зниження гостроти зору та слуху, появу відчуття страху, загальну немічність. Медики виявили, що інфразвук може також впливати і на психіку людини.

Несприятливий вплив інфразвуку суттєво залежить від рівня звукового тиску, тривалості впливу та діапазону частот. Найбільш небезпечною вважається частота інфразвукових коливань близько 7 Гц, оскільки вона збігається з альфа-ритмом біострумів мозку і може спричинити резонансні явища.

Інфразвук поділяють на постійний і непостійний. У першого рівень звукового тиску змінюється не більше 10 дБ за 1 хв, а у другого - понад 10 дБ за 1 хв. Відповідно до ДСНу 3.3.6.037-99 характеристиками інфразвуку, що нормуються на робочих місцях, є рівні звукового тиску в октавних смугах частот з середньогеометричними частотами 2, 4, 8 і 16 Гц (для постійного інфразвуку) та загальний еквівалентний рівень звукового тиску за шкалою "Лінійна" шумоміра в дБл1и (для непостійного інфразвуку). Допустимі рівні інфразвуку наведені в табл. 2.12:

Таблиця 2.12. Допустимі рівні інфразвуку

Традиційні методи боротьби з шумом, засновані на звукоізоляції та звукопоглинанні, є малоефективними щодо інфразвуку, оскільки останній має значно вищу проникну здатність. Тому необхідно, перш за все, домогтися усунення або зниження рівня інфразвуку в джерелі, що його генерує. Для цього підвищують циклічність устаткування (понад 20 ц/с), жорсткість коливних конструкцій великих розмірів, установлюють глушники реактивного типу тощо.