
книги из ГПНТБ / Борьба с шумом в черной металлургии
..pdfграммы состояния сплавов железо—хром—марганец (раз резы, соответственно, при 18% Сг и 12% Мп).
Анализ соотношения уровней звукового давления в диа пазоне высоких частот для рассматриваемых тройных спла
вов показывает, что в связи с наличием ст-фазы |
(сплавы |
||
№ 71, № 72) наблюдается |
уменьшение |
уровней звукового |
|
давления при т = 1 и в |
прилегающих |
полосах |
частот, |
а также смещение максимальных уровней к более высо ким частотам. Это объясняется тем, что выделение ст-фазы
I 9 5 |
|
|
|
|
|
V \ |
|
«ДО |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 4 |
' |
|
|
|
|
|
|
/ |
V |
\ |
І |
[ |
|
|
\ V Ji |
|
|
|
J/ |
|
|
V |
i |
|||
# |
/ |
|
|
||||
ii Л т |
|
|
-* ^— 'J |
|
|
|
|
I |
fr. f\ \ г' |
|
\ |
|
|
|
|
70 |
/V \ |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!,SfO~* ЗЛЮ'2 |
а,4-Ю~гß,S-IO~225І0~г 50Ю~г 1,0 |
|
|||||
Рис. 93. |
Частотные |
спектры |
звукоизлучения |
сплавов в |
|||
|
|
|
третьоктавных полосах для сплавов: |
||||
/ — № 70: |
2 — Ni 71; |
3 — № 72. |
|
|
|
|
значительно повышает твердость железохромомарганцовистой стали. По этой же причине возрастает скорость за тухания звуковых колебаний.
Звукоизлучение чугунов.. Скорость затухания звуко вых колебаний серых чугунов изменяется в пределах 140— 310 дбісек. Она ограничена предельными значениями, ко торые обусловлены определенными интервалами содержа ния углерода и кремния в чугуне:
Марка |
Скорость зату |
Марка |
Скорость зату- |
чугуна |
хания звуковых |
чугуна |
хания звуковых |
|
колебаний, |
|
колебаний, |
|
дб/сек |
|
дб/сек |
СЧ12—28 |
290—310 |
СЧ24—44 |
210—190 |
СЧ15—32 |
280—250 |
СЧ28—48 |
200—160 |
СЧ 18—36 |
270—240 |
Ç432—52 |
180—140 |
СЧ21—40 |
250—230 |
СЧ35—56 |
170—150 |
|
|
СЧ38—60 |
160—140 |
18»
Как показали исследования характеристик звукоизлу
чения двойных |
и тройных сплавов |
железа |
с углеродом |
и кремнием, изменение содержания |
углерода |
и кремния |
|
в определенных |
пределах влияет как на упругие, так и на |
диссипативные свойства, а значит — и на акустические свойства. Путем выбора чугуна, содержащего определен ную концентрацию углерода и кремния в пределах, ого воренных для данной марки, можно получить чугун с пони
|
|
|
женнымзвукоизлучением. |
||||||
Таблица |
19 |
В |
результате |
исследований |
|||||
Рекомендуемые |
концентра |
промышленных марок серого чу |
|||||||
ции углерода и |
кремния |
гуна |
рекомендованы |
концент |
|||||
в серых чугунах |
|
рации кремния и углерода, при |
|||||||
|
Содер |
Содер |
которых |
СУЗД |
|
снижается на |
|||
Марка чугуна |
жание |
жание |
4—6 |
дб (табл. 19). |
|
|
|
||
|
Si, % |
С. % |
|
|
|
||||
|
Изменения |
|
акустических |
||||||
|
|
|
|
||||||
СЧ12-28 |
3,0 |
3,6 |
свойств |
чугуна |
можно |
достичь |
|||
СЧ15-32 |
2,8 |
3,6 |
также выбором |
условий |
охлаж |
||||
СЧ 18-36 |
2,5 |
3,5 |
дения отливок в процессе кри |
||||||
СЧ21-40 |
2,3 |
3,3 |
сталлизации. Снижение |
скорос |
|||||
СЧ24-44 |
2,1 |
3,3 |
ти охлаждения |
отливок |
способ |
||||
СЧ28-48 |
2,0 - |
3,3 |
|||||||
СЧ 32-52 |
1,8 |
3,2 |
ствует |
выделению |
свободного |
||||
СЧ35-56 |
1,7 |
3,1 |
графита (как фазы с минималь |
||||||
СЧ38-60 |
2,0 |
2,8 |
ным |
термодинамическим |
потен |
||||
|
|
|
циалом), |
увеличение |
содержа |
||||
ния которого |
перемещает |
максимальную |
звуковую энер |
||||||
гию в диапазон низких частот и способствует |
росту скорос |
||||||||
ти затухания звуковых колебаний. |
|
|
|
|
|
Предварительные исследования показали, что путем выбора химического состава чугуна и соответствующей скорости охлаждения отливок можно снизить уровень зву кового давления на 8—12 дб и устранить высокочастотные составляющие в спектре шума [40—42].
Конструкционные стали. Исследование характеристик звукоизлучения конструкционных сталей 35, 40, 40Х, 45 и 50Г проведено после термической обработки [89]. Стали 35 и 45 подвергались отжигу, нормализации, закалке,
закалке с последующим отпуском при температуре |
100, |
300, 500° С с выдержкой 1 ч. Сталь 50Г подвергалась |
нор |
мализации, закалке и высокому отпуску при температуре 640° С. Стали 40, 40Х подвергались закалке и закалке
с |
отпуском при температурах |
100, 300 и 500° С с выдержкой |
в |
течение 1 ч . |
- |
184
С целью устранения влияния предыдущей пластиче ской деформации, перекристаллизации и приближения сталей к структурно равновесному состоянию, устранения внутренних напряжений и создания идентичных условий перед последующей термической обработкой образцы были подвергнуты отжигу.
Влияние отжига, нормализации,закалки и от пуска при температурах 100, 300, 500° С на пре делы прочности и теку чести, скорость затуха ния звука в собственной полосе частот образцов сталей 35 и 45 графи чески показано на рис. 94, Твердость, пределы прочности и текучести достигают максималь ных значений после за калки и отпуска при 100° С с выдержкой в те чение I ч. Скорость за тухания звуковых коле баний достигает макси мального значения • при тех же видах термичес кой обработки. С повы шением температуры от пуска, наряду с умень шением твердости, пре делов прочности и те кучести, уменьшается и скорость затухания звука.
J10 |
|
|
|
I |
|
/ |
|
|
|
I |
|
\ / |
||
I |
(Ai |
|
\ |
2s I |
I F |
f |
|
y- |
1 |
V/o |
/ |
Os, |
|
I |
|
|
|||
so |
|
|
||
jl •—•* • ' |
|
|||
1 |
|
1 > |
f4B§ |
|
70 |
|
|
||
|
ч ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
f f |
|
|
ев |
i/ |
|
|
||
30 |
|
|
|
20 |
1 |
I |
|
S3! |
|
I I |
|
I |
Рис. 94. Влияние отжига, норма лизации, закалки и отпуска при тем пературах 100, 300 и 500ä С на преде лы прочности (1), текучести (2) и скот рость затухания звука (3):
а — сталь 35; б — оталь 45.
Микроанализ исследованных конструкционных сталей, подвергнутых закалке или отпуску G выдержкой при 100° С, показал, что при этих видах термообработки получается структура мартенсита. Стали е такой структурой обладают высокой скоростью затухания звука. Повышенной ско ростью затухания отличаются также стали, структура которых состоит из мартенсита и перлита, мартенсита и тростита. Таким образом, наличие в структуре мартенсита
13 3-1275 |
185 |
является отличительной чертой сталей о высокой или повышенной скоростью затухания звука. Стали, в резуль тате термообработки которых образуется структура пер лита, феррита, тростита, сорбита, обладают пониженной (или минимальной) скоростью затухания звука.
Увеличение содержания углерода в стали ведет к повы шению прочности и понижению пластичности. Так, у стали
45, содержащей 0,46% С, по сравнению |
со сталью 40, со |
||
держащей 0,41% С, пределы |
прочности, |
текучести |
и твер |
дости выше. Соответственно |
скорость |
затухания |
звука |
у стали. 4г\ также повышена. Легированная сталь 40Х со держит 0,42% С, т. е. всего на 0,1% больше, чем сталь 40, но скорость затухания звуковых колебаний образцов из стали 40Х значительно выше, чем из стали 40. Это вызвано повышенным содержанием хрома (0,89%), который увели чивает дисперсность карбидов и повышает твердость ферритной составляющей.
Г л а в а 5.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БОРЬБЫ С ШУМОМ
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ШУМОМ
Экономические проблемы охраны труда в последние годы привлекают значительное внимание [98J. Однако они еще недостаточно разработаны, в особенности вопросы эко номической эффективности борьбы с производственным шумом. Известны отдельные попытки выяснения ущерба производству, но ущерб, приносимый производственным шумом окружающему населению, трудно поддается учету. Анализ данных исследований шума в основных цехах заводов черной металлургии показывает, что более 50% различных механизмов и машин создают шум в пределах 90—120 об.
Шум оказывает вредное влияние на здоровье работаю щих, вызывая различные профессиональные заболевания. Он может быть причиной несчастных случаев, так как маскирует предупредительные сигналы. Шум является отвлекающим фактором. Он может вызывать чувство раз-
I8fi
дражения и неудобства, мешать речевой связи, нарушать внимание, снижать точность работы и увеличивать число ошибок, т. е. резко снижать производительность труда.
Ряд зарубежных исследователей считает, что ущерб от заболеваний, вызванных шумом, превышает ущерб от любого другого заболевания. По данным Всемирнойоргани-
. зации здравоохранения, возможная компенсация за глухоту составляет для промышленности США около 500 млн. дол ларов в год. Однако многие пострадавшие рабочие не тре буют компенсации из-за опасения лишиться работы [60]. Потери, которые несет промышленность США из-за про изводственного шума (снижение производительности труда, пособия по болезням, потерянное рабочее время), состав
ляют |
4—5 |
млн. долларов в день. |
|
|||
В ГДР |
в 1968 г. затраты на пенсии, экспертизу и елу- |
|||||
ховые |
аппараты |
оценивались |
в |
1 млн. марок. На |
некото |
|
рых |
крупных |
предприятиях |
|
эти затраты превышают |
||
100 000 марок в |
год. Следует |
к |
этому добавить |
расходы, |
связанные с предоставлением удлиненного отпуска и допол нительными перерывами в работе (паузы) при шумных условиях труда.
Другим источником экономических потерь является текучесть рабочих кадров, с которой связано увеличение
.расходов на подготовку рабочих, меньшая производитель ность труда новых рабочих в начальный период работы и простои оборудования. По данным НИИтруда, около одной трети увольнений по собственному желанию моти вируется неудовлетворительными условиями труда, в том числе и шумом.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО БОРЬБЕ С ШУМОМ
Вопросу оценки эффективности мероприятий по борьбе с: шумом посвящены многие исследования. Так, исследова ния, проведенные в ПНР, показали, что в результате сни жения шума производительность труда повысилась на 5—7%.
По результатам исследований на ряде ' предприятий ГДР, уменьшение шума на 35% привело к снижению за трат рабочего времени на 7,2%, росту выпуска продукции на 5,2% и снижению брака на 12%. Успешная борьба с шумом приводит к уменьшению прогулов на 37%, сниже-
13* |
187 |
нию текучести персонала на 3,6%, простоев на 4%, при этом одновременно увеличивается общий объем выполняе мой работы на 16% и ее качество повышается на 2% [57].
При снижении производственного шумана 15—25 дб производительность труда увеличивается примерно на 10—20%, а брак снижается на 20—30%.
Внедрение мероприятий по ослаблению шума машин может способствовать удлинению срока их службы и улуч шению качества продукции.
Исследования показывают, что при уменьшении шума увеличивается длительность фазы устойчивой высокой
работоспособности, |
в результате чего также увеличивается |
|
производительность |
труда. Работоспособность |
человека |
в течение смены, суток, недели характеризуется |
следующи |
ми фазами: врабатываемостью, устойчивой высокой работо способностью, падением работоспособности в связи с раз вивающимся утомлением. При благоприятных условиях труда повышается уровень работоспособности, увеличи вается продолжительность фазы устойчивой работоспо собности .
Прирост производительности труда за счет увеличения продолжительности фазы устойчивой работоспособности в результате улучшения условий труда (снижение шума) рассчитывают по формуле:
где Фі — удельный вес длительности фазы повышенной работоспособности в общем фонде рабочего времени до
внедрения мероприятий, уменьшающих производственный |
|
шум. Ф2 — то же, после внедрения мероприятий. |
|
Формула (114) |
позволяет сравнивать работоспособ |
ность на рабочих |
местах до и после внедрения мероприя |
тий по улучшению условий труда. Исходные данные для расчета могут быть получены путем проведения хронометражных наблюдений, киносъемки, фотографий рабочего дня и т. п.
Для получения общего показателя по росту произво дительности труда на предприятии (в цехе) каждый част ный результат расчета умножают на удельный вес числа
рабочих, |
на которых |
распространяется мероприятие, |
в общей |
численности |
промышленно-производственного |
персонала |
предприятия |
или цеха [9]. |
188
Оценка эффективности снижения шума не может быть совершенно полной, так как главный эффект, заключаю щийся в оздоровлении условий труда, трудно поддается оценке.
Экономический эффект, который может быть подсчитан, складывается из уменьшения экономического ущерба, при чиняемого травматизмом и профессиональными заболе ваниями.
Экономичеекие потери по каждой из указанных кате горий состоят из возмещения ущерба пострадавшим, рас ходов на восстановление здоровья пострадавших и потерь производства. В результате общие экономические потери включают потери отдельных предприятий и потери обще государственного значения. Таким образом, экономический эффект может быть определен путем подсчета этих расхо дов за предшествующий внедрению мероприятий по улуч шению условий труда период и сопоставления их с соответ ствующими показателями за достаточно длительный период
после их внедрения. |
|
|
||
Экономия в |
связи |
с сокращением профессиональной |
||
заболеваемости |
и |
производственного травматизма |
|
|
|
ЭП |
= |
( Н , - Н 2 ) І Р£ руб., |
(115) |
где Н І и Н 2 — потери рабочего времени по временной не трудоспособности в течение года до и после внедрения меро-
приятии, дни; S Л — средний дневной размер ущерба,
причиненного предприятию в связи с производственными травмами и профессиональными заболеваниями, руб.; определяется по данным за последние три — пять лет и состоит из следующих слагаемых: Р± — выплата пособий по временной нетрудоспособности, руб.; Рг— оплата пред приятием регрессивных исков на возмещение ущерба ли цам, получившим производственную травму или профес
сиональное заболевание, |
руб.; |
Ps— выплата |
пенсий |
при |
||
условии ухода |
на инвалидность, |
руб.; Р 4 — расходы |
на |
|||
переподготовку |
кадров, |
руб.; |
Р6 |
— расходы |
по содержа |
нию дополнительной численности рабочих на покрытие потерь, руб. [70].
Для снижения шума используют амортизаторы, глу шители, кожухи, поглотители шума и другие устройства,
189
которые выполняют самостоятельную функцию, требуют обособленного монтажа и ремонта. Эти устройства явля ются самостоятельным объектом, требующим учета аморти
зационных отчислений |
и являющимся |
источником |
возоб |
|||||||
новления |
этих |
средств, |
Поэтому |
необходимо |
отделить |
их |
||||
от производственных |
зданий и отнести |
к |
активной, |
а |
не |
|||||
к пассивной части основных средств. |
|
|
|
|
|
|||||
Все затраты, связанные е мероприятиями по |
борьбе |
|||||||||
о шумом, подразделяются на единовременные |
капитальные |
|||||||||
вложения |
и |
текущие |
эксплуатационные |
расходы. |
Ка |
|||||
питальные |
вложения |
включают |
затраты, |
авансированные |
на стоимость объекта и фонд оборотных средств, необхо димый для технического обслуживания глушителей шума.
Годовые эксплуатационные издержки на средства шумоглушения состоят из отчислений на амортизацию этих средств и затрат на их капитальные ремонты, а также из затрат на техническое обслуживание и текущий ремонт.
Экономическая эффективность использования на пред приятии средств шумоглушения определяется повыше нием производительности труда, увеличением объема про
изводства продукции, снижением ее себестоимости |
и улуч |
|
шением качества. |
|
|
Общий экономический эффект использования пред |
||
приятием средств |
шумопоглушения |
|
Э = |
Э п - г - Э ф + Э н + Э б + Э т . |
(116) |
Рассмотрим составляющие формулы (116). Дополни тельную прибыль, полученную в связи о увеличением производства, рассчитывают по формуле:
Эп=£рКпКР, |
( Щ ) |
где Ср — себестоимость реализованной продукции |
за год; |
Кп — коэффициент повышения производительности труда |
|
(исчислений, как правило, в долях единицы); Кр |
— коэф |
фициент рентабельности (вычисляется относительно себе стоимости объема реализованной продукции).
Экономия от уменьшения фонда зарплаты . |
|
|||
|
Э ф = З р ( К 0 - 1 ) , |
(118) |
||
где З р |
— заработная |
плата |
работников; К0 |
— коэффи |
циент |
опережения |
роста производительности |
труда по |
|
сравнению G ростом заработной |
платы. |
|
190
Экономия от сокращения условно-постоянной части накладных расходов
где Hp — условно-поотоянная часть накладных расходов; Ni, Л/2 — выпуск продукции до и после внедрения меро приятий по уменьшению производственного шума.
Экономия от сокращения брака
|
|
|
|
|
|
Б/О, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эб = ~ , |
|
|
|
|
|
(120) |
|
где |
Б — фактические |
зартраты |
на |
брак; |
Кб — снижение |
||||||||
брака, |
%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экономический эффект в связи с сокращением теку |
|||||||||||||
чести |
рабочей |
силы можно подсчитать по |
формуле; |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^=*râr2X |
|
|
|
(121) |
||||
К — фактический |
коэффициент |
текучести |
рабочей |
силы |
|||||||||
по причине неудовлетворенности условиями труда |
на пред |
||||||||||||
приятии, |
%; |
Кі — планируемый |
коэффициент |
текучести |
|||||||||
рабочей силы |
после |
внедрения |
мероприятий |
по улучше- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
п |
Rt |
|
|
|
|
|
|
ншо |
условий |
труда, |
%; 5] |
—среднегодовой |
ущерб, |
||||||||
причиняемый |
|
|
і—і |
текучестью |
рабочей |
силы, |
|||||||
предприятию |
|||||||||||||
руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В свою |
очередь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
S Rt - Я , + R2 |
+ R» |
|
|
|
|
|||
где |
Ri—ущерб, |
вызванный |
снижением |
производитель |
|||||||||
ности |
работников, вновь принятых |
на работу, |
руб.; |
R2 — |
затраты, связанные с обучением кадров, руб. По данным НИИтруда, они составляют в_расчете на одного вновь поступившего —-100 руб.; R3 — расходы, связанные с организационной работой по приему и увольнению по собственному желанию, руб. [70].
Прямые затраты по использованию средств шумоглушения Тп .з возмещаются за счет экономического эффекта, определяемого по формуле (116). Тогда чистый доход или
191
дополнительная прибыль предприятия от внедрения меро приятий по борьбе G шумом
Д ч = Э - Т п . з . |
(122) |
Эффективность мероприятий по ослаблению производ ственного шума определяется коэффициентом окупаемости капитальных вложений (То к ) или коэффициентом эконо
мической эффективности {КЭфУ- |
|
Т о к = щ . |
(123) |
|
ч |
/Сф = Г , |
(1 2 4 > |
в |
|
где К в — капитальные вложения на мероприятия по шумоглушению.
Таким образом, применение |
средств шумоглушения |
не ^только значительно улучшает |
условия труда, но и вли |
яет на технико-экономические показатели работы пред приятия.
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
А л е к с е е в |
С. П. и |
др. |
Борьба |
с шумом |
и |
вибрацией |
||||||
в машиностроении. М., «Машиностроение», |
1970. |
|
|
|
|
||||||||
2. |
А н ц ы ф е р о в |
М. С.— «Известия |
АН СССР. Серия |
физи |
|||||||||
ческая», |
1949, т. |
X I I I , |
№ |
6, с. 743—745. |
|
|
|
|
|
|
|||
3. |
Б а п т и з м а н с к и й |
В. И. |
Механизм |
и кинетика процес |
|||||||||
сов в конвертерной ванне. М., Металлургиздат, |
1960. |
|
|
|
|||||||||
4. Б е л е н ь к и й |
|
В. С , |
П о с т н и к о в |
В. |
С.— «Физика и |
||||||||
химия обработки |
материалов», |
1969, № 4. с. ПО—123. |
|
|
|
||||||||
5. |
Б е л о в |
А. |
|
И.— «Журнал |
технической |
физики», |
1938, |
||||||
т. V I I I , |
вып. 8, |
о. 752—755. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Б о р и с о в |
Л. |
П., Т а р т а к о в с к и й |
Б. |
Д . — В |
сб.: |
|||||||
«Борьба |
с шумами и вибрациями». М., Стройиздат, |
1966, с. 44—50. |
|||||||||||
7. |
Борьба с шумом. |
Под |
ред. Е. Я. Юдина. М., |
Стройиздат, |
|||||||||
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Г е н к и н |
М. Д . , |
Г р и н к е в и ч |
В. |
К. |
Шум |
редукторов |
||||||
судовых двигателей. М., Судпромгиз, 1957. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
9. |
Г о л о в |
А., |
К о н с т а н т и н о в а |
В.— «Социалистический |
|||||||||
груд», 1970, № 11, с. 96—109. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
10. |
Г р и г о р ь е в |
Е. |
Т. |
Расчет и конструирование |
резиновых |
||||||||
амортизаторов. М., Маііігиз, 1960. |
|
|
|
|
|
|
|
11.Р у т и н Л. Я.— «Акустический журнал», 1964, т. X, вып. 4,
с.431—434.
12. Д а в и д е н к о в Н. |
Н., |
Я к у т о в и ч М. |
В.—«Журнал |
прикладной физики», 1928, т, |
5, |
доп. вып., с, 3—19. |
|
192