книги из ГПНТБ / Борьба с шумом в черной металлургии

с антифрикционными свойствами (графитизированная сталь различных марок), пенометаллы.

Для снижения шума рекомендуется:

1)применять для изготовления деталей и узлов, подвер­ гающихся ударным нагрузкам или интенсивным колеба­ ниям, незвучные материалы, металлы с высокими демпфи­ рующими свойствами;

2)для уменьшения трения контактирующих поверх­ ностей, при невозможности использования смазки маслами, облицовывать одну из трущихся поверхностей антифрик­ ционными материалами; при необходимости повысить тре­ ние соприкасающихся тел для снижения шума, вызывае­ мого проскальзыванием (буксованием), одну из поверхно­ стей следует покрыть резиной;

3)облицовывать наружные поверхности вибрирующих деталей или заполнять специально предусмотренные в них внутренние полости вибропоглощающими (вибродемпфирующими) материалами; применять хромирование, нике­ лирование поверхностей контактирующих металлических деталей.

Большое значение для снижения шума имеет качест­ венное изготовление деталей и узлов машин, тщательная балансировка вращающихся деталей, монтаж оборудова­ ния, соблюдение правил технической эксплуатации, рацио­ нальный режим работы оборудования, своевременный и ка­ чественный планово-предупредительный ремонт.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ

Для звукоизоляции применяют ограждения, которые препятствуют распространению звуковых волн по воздуху. При падении звуковой волны на границу раздела двух сред часть звуковой энергии отражается, а остальная часть проходит во вторую среду. Помимо непосредственной пере­ дачи звука через ограждение, разделяющее два помещения, происходит еще косвенная передача звука через прилегаю­

43

где L j — средний уровень звукового давления в помещении с источником звука, дб] L 2 — средний уровень звукового давления в изолируемом помещении, дб; S — площадь ог­ раждения, разделяющего помещение с источником звука и изолируемое помещение, лг; А — суммарное звукопогло­ щение помещения, мъ.

Ограждающие конструкции подразделяют на однослой­ ные, колеблющиеся как одно целое, и многослойные, колеб­ лющиеся с разными для-каждого слоя амплитудами. Одно­ слойные ограждения состоят из однородного строительного материала или из нескольких слоев различных, но по своим физико-техническим свойствам родственных материалов, жестко связанных между собой по всей поверхности, на­ пример каменная кладка и штукатурка. В многослойных ограждениях между слоями находятся мягкие изоляцион­ ные материалы или воздушные промежутки; жесткая связь между слоями отсутствует.

В практике борьбы с производственным шумом требо­ вания к звукоизоляции ограждающих конструкций огра­ ничиваются диапазоном частот до 8000 гц. В этом диапазоне частот, например, бетонная стена при толщине h < 12 см, а также стальные или алюминиевые ограждения при h < <20 см колеблются как тонкие пластинки. Таким образом, большинство ограждающих конструкций может быть представлено в виде тонких пластинок, совершающих изгибные колебания, что и принимается в качестве расчетной модели однослойного ограждения [61].

Вчастотной характеристике звукоизоляции однослой­ ных ограждений выделяют три области [104].

Впервой области самая низкая частота собственных

колебаний ограждения равна 15—20 гц. Звукоизоляция в этом первом частотном диапазоне определяется жестко­ стью ограждения, резонансными явлениями и не поддается расчету. Однако этот диапазон частот не представляет для звукоизоляции большого значения, так как наиболее важно изолировать шум, начиная со 100 гц.

На частотах выше первых двух-трех частот собствен­ ных колебаний ограждения (вторая область) его колеба­ тельное движение определяется массой. Так как жесткость ограждения в данном случае несущественна, то ограж­ дение рассматривают как систему не связанных меж­ ду собой бесконечно малых колеблющихся независимо масс.

44

В этой частотной области величина звукоизоляции ог­ раждения при падении на него диффузного звука опреде­ ляется по формуле:

ше критической частоты, занимает диапазон частот при­ мерно в одну октаву, а снижение звукоизоляции в ней мо­ жет достигать 20 дб. В этой (третьей) области существенное

45

значение приобретают жесткость ограждения при изгибе и внутреннее трение в материале. Величина звукоизоляции быстро растет с частотой.

Многообразие факторов, определяющих частотную зави­ симость звукоизоляции, заставляет обратиться к средним значениям звукоизоляции в определенном диапазоне час­ тот. В качестве такого диапазона в строительной практике взяты пять октав. Предложены полуэмпирические формулы

Формула (6, а) применяется при массе ограждающей конструкции да"-200 кг/см2, а формула (6,6j) — при массе больше 200 кгім2. Звукоизоляцию для любой частоты рас­ считывают по формуле:

Из формул (6) и (7) следует, что с увеличением веса ог­ раждения растет звукоизоляция. Но так как она пропор­ циональна логарифму веса, увеличение звукоизоляции про­ исходит значительно медленнее прироста веса, вследствие чего ограждения с высокой степенью звукоизолирующей способности получаются массивными.

Звукоизолирующую способность ограждения с окон­ ным или дверным проемом Rs определяют по формуле [1]:

где Ri и R2— звукоизолирующая способность ограждения соответственно без проема и проема, дб; Sa и 52— площадь ограждения соответственно без проема и проема, м2.

Звукоизоляция окон и дверей приведена в табл. 11 и 12. Для улучшения звукоизоляции ограждений без увели­ чения их веса применяют двойные ограждающие конструк­ ции, состоящие из двух стенок, соединенных между собой упругими связями. Двойные ограждения могут быть с упру­ гим промежуточным слоем со сплошным воздушным про­ межутком, с пористым упругим промежуточным слоем [3]. Большое значение имеет учет деформаций упругого ' слоя между стенками двойного ограждения в поперечном

46 „

направлении [32]. Если представить упругий слой в виде непрерывно и равномерно распределенных безынерцион­ ных упругих связей с приведенной жесткостью К и учесть, что на низких частотах двойное ограждение образует коле­ бательную систему масса первой стенки — упругая связь' — масса второй стенки, то частота колебаний такой системы

При этой частоте наблюдается максимальное прохож­ дение звука через двойное ограждение. Поэтому двойные ограждающие конструкции проектируют так, чтобы час­ тота собственных колебаний была по возможности низкой (ниже 100 гц). Ограждение из двух жестких стенок с точки зрения звукоизоляции целесообразно применять в том

47

случае, когда стенки при одинаковом весе имеют различные жесткости при изгибе.

Расчеты звукоизолирующей способности двойных и мно­ гослойных ограждений приведены в работах [33, 84].

Средняя звукоизолирующая способность двухслойного ограждения с воздушной прослойкой (рис. 18) может быть

200 кг, рекомендуется воздушный промежуток заполнять

зования акустических мостиков, снижающих звукоизоли­ рующую способность ограждения.

Для однородных звукоизолирующих ограждений имеют значение наличие ребер жесткости и способ закрепления ограждения по контуру.

При увеличении жесткости ограждения, например путем наварки ребер жесткости на ограждение из металла, уве­ личивается его «отклик» на звуковое поле и тем самым ухуд­ шаются звукоизолирующие качества [127]. При жесткой заделке ограждения звукоизоляция на частоте выше критической падает вследствие передачи звуковой энергии

48

где ai— коэффициент звукопоглощения акустически одно­ родной поверхности площадью 5,-.

Замена поглощающей способности помещения полностью поглощающей поверхностью при условии, что все остальные поверхности идеально отражают звук, позволяет правильно вычислить время реверберации, если звуковое поледиффузно и следовательно,, расположение поглощающих поверх­ ностей не имеет значения. Это условие' выполняется, если размеры помещения во всех направлениях велики по сравнению с длиной звуковой волны и внутри помещения находятся рассеивающие звук препятствия, например обо­ рудование и т. п.

Мощность звука, проходящего через полностью погло­ щающую поверхность А, вычисляется как произведение площади поверхности на плотность энергии и на среднюю скорость распространения энергии в направлении, перпен­ дикулярном поверхности. С учетом диффузности звукового поля плотность энергии на эквивалентной поглощающей поверхности равна Е0/2, так как извне энергия не посту­ пает и половина всех возможных направлений распрост­ ранения исключается из рассмотрения. Скорость распро­ странения звуковой энергии в направлении нормали к плос­ кости, поглощения равна с cos Ѳ, где с — скорость звука в среде, а усреднение по всем направлениям (полусфера) дает среднее значение скорости, равное с/2. Следовательно, мощность постоянно излучающего источника звука

и плотность рассеянной энергии

' <! 6 >

Если обозначить через Е мгновенное значение полной звуковой энергии в объеме помещения, то проходящая через эквивалентную звукопоглощающую поверхность мощ­ ность равна dEldt, а мгновенное значение плотности энер­ гии— Е/Ѵ, где V—объем помещения.

Исходя из уравнения (16), получаем дифференциальное уравнение расходуемой энергии*

52