Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Борьба с шумом в черной металлургии

..pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.93 Mб
Скачать

граммы 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:

ЭпрКпКР,

( 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 ЭфУ-

 

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ