4. Обробка результатів вимірювань

На підставі одержаних результатів виробити їх обробку:

1. Побудувати графіки рівнів віброшвидкості в точках А і Б без віброізоляції і з віброізоляцією.

2. Виробити аналіз одержаних даних шляхом порівняння набутих значень рівня віброшвидкості з нормованими значеннями (табл. Таблиця 6 .25).

3. Зробити висновки:

а) про відповідність рівнів вібрації нормованим значенням;

б) про ефективність дослідженої віброізоляції;

в) про необхідність додаткової віброізоляції.

Таблиця 6.25 – Нормовані рівні вібрації (ГОСТ 12.1.012-78)

Вид вібрації	Напрям дії вібрації	Рівні вібрації, дБ, в октавних смугах з середніми геометричними частотами, Гц
		1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000
Загальна транспортна	Вертикальне	132	123	114	108	107	107	107	-	-	-	-
	Горизонтальне	122	117	116	116	116	116	116	-	-	-	-
Транспортно-технологічна	Вертикальне або горизонтальне	-	117	108	102	101	101	101	-	-	-	-
Технологічна	Вертикальне або горизонтальне	-	108	99	93	92	92	92	-	-	-	-
Локальна (ручні машини)	По кожній з осей				120	120	117	114	111	108	105	102

Примітка: Приведені значення справедливі для роботи з джерелом вібрації протягом 480 хв. (8 годин).

14. Лабораторна робота №6. Дослідження виробничого шуму і методів боротьби з ним

Мета роботи: ознайомитися з акустичною апаратурою і нормативними вимогами до виробничих шумів, зробити вимірювання шуму об'єкту, визначити ефективність деяких заходів щодо його зменшення.

1. Загальні відомості

В даний час питання боротьби з шумом мають велике значення у всіх областях, особливо в машинобудуванні, на транспорті, в енергетиці.

Звук є хвильовими коливаннями повітряного середовища. Органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20000 Гц.

Шумом є всякий небажаний для людини звук або сукупність звуків. Шум шкідливо діє на організм людини, викликає різні захворювання, знижує продуктивність праці, ослабляє увагу, сприяє збільшенню числа помилок при роботі і виникненню травм.

Шум визначається фізичними характеристиками і фізіологічною дією на людину.

Звуковим тиском називається різниця між миттєвим значенням повного тиску і середнім тиском, який спостерігається в середовищі (повітря, рідина і ін.). Вимірюється звуковий тиск в паскалях – Па (Н/м²).

Інтенсивність звуку – середній потік енергії в якій-небудь точці середовища в одиницю часу, віднесений до одиниці поверхні, нормальної до напряму розповсюдження звукової хвилі. Інтенсивність звуку вимірюється у ватах на квадратний метр (Вт/м²).

Величина звукового тиску і інтенсивність звуку, з якою доводиться мати справу в практиці боротьби з шумом, можуть мінятися в широких межах: по тиску – до 10⁷ разів, по інтенсивності – до 10¹⁴ разів. Людське вухо реагує не на абсолютне, а на відносну зміну інтенсивності звуку. Тому введені логарифмічні величини – рівні звукового тиску і інтенсивності, вимірювані в децибелах (дБ).

Рівень звукового тиску визначається із співвідношення:

, (Формула 7.27)

де Р – середнє квадратичне значення звукового тиску, Па; Р₀ –межове значення звукового тиску, для повітря і частоти коливання f = 1000 Гц; Р₀ = 2 · 10^-5 Па.

Рівень інтенсивності звуку:

, (Формула 7.28)

де J – інтенсивність звуку, Вт/м²; J₀ – інтенсивність звуку, відповідна порогу чутності.

Вт/м².

Частота звуку f визначається числом коливань повітряного середовища в 1 с і вимірюється в герцах (Гц).

Рівні звукового тиску вимірюються за допомогою шумоміра.

Шум, як складний звук, може бути роздільний на становлячи його прості тони певної частоти і інтенсивності. Розкладання складного коливального процесу (шуму) на прості складові називають частотним аналізом шуму, а залежність амплітуд окремих складових від частоти коливань (Гц) – спектром шуму. Звуки різних частот при однакових рівнях звукового тиску по різному впливають на орган слуху людини. Найбільш несприятливі для сприйняття звуки високих частот.

Для того, щоб ефективно вести боротьбу з шумами, необхідне знати їх звуковий спектр.

Аналіз шуму виробляється за допомогою пристроїв, що складаються з набору електричних фільтрів, кожний з них "вирізує" в досліджуваному шумі певну смугу частот, яка характеризується граничними частотами (f₁ – нижня і f₂ – верхня граничні частоти), шириною і середньою частотою f_СР (Гц), за яку звичайно приймають середню геометричну величину:

. (Формула 7.29)

При дослідженні шумів звичайно користуються фільтрами з постійною відносною смугою пропускання (f₂ / f₁ = const). Смуга, в якій f₂ / f₁ = 2 називається октавою. В цьому випадку говорять, що аналіз виконується в октавних смугах частот. Якщо f₂ / f₁ = 2^1/3 =1,26 – то ширина смуги рівна 1/3 октави (третьоктавний аналіз). У даній роботі використовуються октавні фільтри.

Граничні і середні геометричні частоти смуг пропускання стандартизовані.

При нормуванні шуму використовують два методи: нормування по граничному спектру шуму; нормування рівня звуку.

Перший метод нормування є основним для постійних шумів (за робочу зміну рівень звуку в часі змінюється не більше ніж на 5 дБ). Тут нормуються рівні звукового тиску у восьми октавних смугах частот з середніми геометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Другий метод нормування загального рівня шуму, зміряного за шкалою А шумоміра і званого рівнем звуку, дБА, використовується для орієнтовної оцінки постійного і непостійного шуму, оскільки в цьому випадку ми не знаємо спектру шуму. (У сучасних шумомірах найчастіше використовують дві частотні характеристики чутливості А і С. Характеристика А імітує чутливість вуха людини. Характеристика С практично лінійна у всьому діапазоні частот).

Для тонального і імпульсного шуму (тривалість одного або декількох звукових сигналів менше 1 с) допустимі рівні повинні прийматися на 5 дБ менше.

Допустимі рівні шуму на робочих місцях, відповідно до ГОСТ 12.1003‑76, вказані в табл. Таблиця 7 .26

Основні методи боротьби з шумом: ослаблення шуму в його джерелі; ізоляція шуму; поглинання шуму.

Найрадикальніша міра боротьби з шумом – застосування мало шумних машин і механізмів. Проте це не завжди можливо через складність конструктивних змін в машинах, тому частіше користуються методами звукоізоляції і звукопоглинання.

У даній лабораторній роботі досліджується ефективність застосування звукоізоляції джерела шуму і звукопоглинального матеріалу в приміщенні. Дослідження ефективності звукоізоляції проводитимемо з використанням звукоізоляційного кожуха і звукоізоляційної перегородки.

Звукоізолюючими кожухами закривають шумні механізми. Кожухи виконують з дерева, металу або пластика, а внутрішню поверхню стінок покривають звукопоглинальним матеріалом.

Ефективність установки кожуха:

, дБ (Формула 7.30)

де α – коефіцієнт звукопоглинання матеріалу, нанесеного на внутрішню поверхню кожуха, що є відношенням поглиненої звукової енергії до падаючої; R – звукоізоляція стінок кожуха, дБ.

, (Формула 7.31)

де G – маса 1 м² стінок кожуха, кг, G = 1,5 кг/м²; f_i – частота, Гц, (63; 125, ..., 8000).

Тоді:

, дБ (Формула 7.32)

Іноді частина приміщення, де розташоване найінтенсивніше джерело шуму, відгороджують перегородкою. У реальних умовах перегородки роблять, як правило, з цеглини, шлакоблоків, пінобетону і т. п. У лабораторній же роботі як перегородки використовуються пластини з оргскла, алюмінію, дерева і т. і.

Ефективність застосування звукоізоляційних перегородок:

, дБ (Формула 7.33)

де R'_i – звукоізоляція перегородки, дБ (ордината на графіку рис. Рисунок 7 .12); А – еквівалентна площа звукопоглинання тихого приміщення (спосіб поглинання див. нижче), А = 0,39 м²; S_n – площа ізолюючої перегородки, м².

Значення R'_i приблизно визначається з частотної характеристики звукоізоляції одношарової огорожі, представленої на рис. Рисунок 7 .12.

Рисунок 7.12 – Частотна залежність звукоізоляції огорожі із сталі (1), силікатного скла (2) і органічного скла (3).

Зниження шуму за рахунок застосування звукопоглинального покриття в приміщенні засноване на зменшенні енергії відбитих хвиль унаслідок їх поглинання.

Ефективність установки звукопоглинального облицьовування в приміщенні

, (Формула 7.34)

де А₁ і А₂ – еквівалентні площі звукопоглинання до і після покриття, м².

, (Формула 7.35)

де α – коефіцієнт звукопоглинання поверхні стін, стелі і підлоги приміщення без покриття, α = 0,1; S – площа цих поверхонь, м².

. (Формула 7.36)

Підставивши вирази , (Формула 7 .35 і . (Формула 7 .36 у формулу , (Формула 7 .34 одержимо:

. (Формула 7.37)