6.3. Средства уменьшения уровней шума, ультразвука и инфразвука
6.3.1. Классификация средств уменьшения уровней шума
Эти средства делят на следующие группы: уменьшение уровней шума в источнике возникновения, организационно-технические мероприятия, средства коллективной защиты, средства индивидуальной защиты (наушники, заглушки, шлемы).
Уменьшение уровней шума в источнике возникновения является наиболее рациональным средством, однако оно и наиболее сложное, ток как положительный акустический эффект может быть получен только в результате серьезного конструктивного изменения машины или замены процесса ее работы, что обычно ведет к ухудшению ее рабочих характеристик.
К организационно-техническим относятся мероприятия по уменьшению времени воздействия шума на человека посредством рационального планирования процесса его деятельности и применения дистанционного управления.
Средства коллективной защиты делят на архитектурно-планировочные мероприятия и конструктивные средства. Архитектурно-планировочные мероприятия включают удаление места расположения или работы людей от шумного оборудования. Действие конструктивных средств уменьшения уровней шума основано на использовании принципов звукоизоляции, звукопоглощения, экранирования, виброизоляции, вибропоглощения.
Принцип звукоизоляции использует способность конструкции отражать звуковую энергию. Звукоизоляция одностенной конструкции Rо (дБ) зависит от ее поверхностной массы и частоты подающего звука и определяется законом «массы»
(6.8)
где f — частота подающего звука, Гц;
—поверхностная
масса материала толщиной
(м)
и
плотностью
(кг/м3),
кг/м2.
Принцип звукопоглощения проявляется при падении звуковой волны на пористый или волокнистый материал и явлении поглощения звука. При установке перед источником шума экрана за ним образуется зона звуковой тени и реализуется принцип экранирования. Виброизоляция осуществляется посредством установки механизмов не жестко не фундамент, а через эластичные прокладки или виброизоляторы, что снижает структурный шум. Принцип вибропоглощения заключается в использовании демпфирования колебательной энергии, распространяющейся по конструкциям, посредством нанесения мастик или пластмасс.
При конструировании средств уменьшения шума эти принципы используются совместно, так как в этом случае удается добиться значительного акустического эффекта.
6.3.2. Конструктивные средства уменьшения уровней шума, ультразвука и инфразвука
К конструктивным средствам уменьшения уровней шума (рис. 6.5) относятся следующие: глушители шума (а, б, в), звукоизолирующие кожухи (г), звукозащитные экраны и кабины (д, ж); звукоизолирующие (з), звукопоглощающие (и) и вибропоглощающие (к) конструкции, виброизолирующие крепления механизмов и машин (рис. 6.6).
Глушители шума уменьшают аэродинамический или гидродинамический шум. Их делят на реактивные, активные и комбинированные. Реактивные глушители (рис. 6.5а) представляют собой расширительную камеру, в активных глушителях (б) используется звукопоглощающий материал. Комбинированные глушители (в) совмещают два вышеупомянутых. Звукоизолирующие кожухи устанавливают как на отдельные узлы и агрегаты, так и на машину в целом. Внутренняя поверхность кожуха покрывается звукопоглощающим материалом. Эффективность экрана зависит от его размеров: чем больше размеры экрана, тем с более низких частот начинается его действие. Защитные свойства экрана наиболее полно проявляются в открытом пространстве, где распространяется прямой шум от источника. В помещении эффективность экрана меньше из-за наличия отраженного шума. Звукоизоляция одностенной конструкций может быть увеличена на 5...10 дБ посредством выполнения второй стенки и заполнений воздушного промежутка звукопоглощающим материалом. Звукопоглощающие конструкции, включающие мягкие рыхловолокнистые материалы, уменьшают уровни отраженного, шума в шумных помещениях с источником шума, поэтому они наиболее эффективны в зонах помещения, расположенных на достаточно большом удалении от механизмов (п. 4.3.2.2).
Для снижения уровней ультразвука, распространяющегося через воздушную среду, применяют те же средства, что и для уменьшения уровней шума. Для снижения контактного действия ультразвука используют резиновые перчатки.
Рис. 6.5. Конструктивные средства уменьшения уровней шума
1 — корпусная несущая конструкция; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитный перфорированный лист; 4 — виброизолирующее крепление второй стенки; 5 — вибропоглощающее покрытие
Более сложной проблемой является уменьшение уровней инфразвука. Здесь основными мероприятиями являются: уменьшение уровней инфразвуковых колебаний в источнике возникновения, увеличение частоты вращения механизмов, повышение жесткости конструкций большой площади. Обычные средства звукоизоляции и звукопоглощения неэффектны для уменьшения уровней инфразвука.