Средства и методы защиты от шума

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами, и индивидуальными средствами. В первую очередь, надо использовать коллективное средства, которые по отношению к источнику шума подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства снижающие шум на пути его распространения от источника защищаемого объекта. Наиболее эффективны мероприятия, ведущие к снижению шума и источника его возникновения. Борьба с шумом после его возникновения обходится дороже и часто является малоэффективной.

Основными источниками вибрационного (механического) шума машин и механизмов является зубчатые передачи, подшипники, соударяющиеся металлические элементы и т.п. Снизить шум зубчатых передач можно повышением точности их обработки и сборки, заменой металлических шестерен. Например, применяя шестерни из древесного пластика и искусственной кожи в текстильных машинах, удалось снизить шум на 5 -10 дБ. Даже замена стали в контактирующих деталях на чугун может снизить шум на 3 -4 дБ. Имеет значение и форма зубьев. Менее шумными являются конические, косые и шевронные зубья.

К снижению шума подшипников приводят тщательность изготовления, плотная посадка на цапфы вала и гнезда щитов без перекосов и защемлений. Снижают шум подшипников и различные смазки и присадки. Меньший шум создают подшипники скольжения.

Шум при обработке резанием (70- 100 дБ) зависит от материала резца, его формы, заточки, размера стружки и т.п. По этому снизить шум станков можно применением быстрорежущей стали для резца и смазочно-охлаждающих жидкостей, заменой металлических частей станков пластмассовыми или покрытием их вибродемпфирующими материалами.

Шум аэродинамического происхождения на производстве возникает в следствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечением сжатых газов из отверстий; пульсация давления при движении в воздухе тел с большой скоростью; горение жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.) Таким шумам сопровождается работа вентиляционных систем, систем воздушного отопления и пневмотранспорта, воздуходувок, компрессоров, газотурбинных установок и др. Особенно неприятен шум, возникающий при сбросе (стравливании) из установок сжатых газов. Для снижения аэродинамического шума используют специальные шумоглушащие элементы с криволинейными каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучшением аэродинамических машин. Однако этим обычно не достигается необходимый эффект, поэтому приходится дополнительно применять средства звукоизоляции и устанавливать глушители.

Глушители аэродинамического шума бывают абсорбционными, реактивными (рефлексными) и комбинированными. В абсорбционных глушителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего материала. Принцип работы реактивных глушителей основан на эффекте отражения звука в результате образования «волновой пробки» в элементах глушителя. Они обычно не содержат звукопоглощающего материала. Реактивные глушители имеют соединенные между собой камера расширения и сужения, резонансные углубления, экраны и т.п. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Снижение шума машин и установок с помощью средств демпфирования добиваются покрытием их излучающей поверхности демпфирующими материалами, имеющими большое внутренние трение. Существует много различных видов демпфирующих покрытий. Наиболее распространены жесткие покрытия из упруго- вязких материалов (мастики, специальных видов войлока, линолеума), наносимых на поверхность наклеиванием, напылением и др.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и распространенных методов снижения производственного шума на пути его распространения.

С помощью звукоизолирующих преград легко снизить уровень шума на 30 – 40 дБ. Метод основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение. Однако звуковая энергия не только отражается от ограждения, но и проникает через него, что вызывает колебание ограждения, каторое само становится источником шума. Чем больше поверхностная плотность ограждения, тем труднее привести его в колебательное состояние. Следовательно, тем выше его звукоизолирующая способность. Поэтому эффективными звукоизолирующими материалами является металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т.п.

Для оценки звукоизолирующей способности ограждения введено понятие звукопроницаемости, под которой понимают отношение звуковой энаргии, прошедшей через ограждение, к падающей на него. Величина, обратная звукопроницаемости, называется звукоизоляцией, R (дБ), она связана со звукопроницаемостью следующей зависимостью:

R= 10 lg (I/).

Числовая величина фактической звукоизоляции, создаваемой ограждением, зависит от многих факторов: размеров ограждения, его физико-механических характеристик, звукопоглощения в помещении и т.п. Разработаны различные виды ограждений с повышенной звукоизоляцией. Методы акустического расчета звукоизолирующей способности ограждений приведены в СниПе II- 12- 77.

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньше ее отражается обратно в помещение. Поэтому для снижения шума в помещении проводят его акустическую обработку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Эффективность звукопоглощающего устройства характеризуется коэффициентом звукопоглощения, который представляет собой отношение поглощенной звуковой энергии Епогл к падающей Е пад:

а= Епогл/Eпад

При а=0 вся энергия отражается без поглощения, при =1 вся энергия поглощается (эффект «открытого окна»). Коэффициент зависит от частоты звуковых волн и угла их падения на конструкцию.

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо-волокнистыми, с экраном, мембранные, слоистые, резонансные и объемные. Эффективность применения различных звукопоглощающих устройств определяется в результате акустического расчета с учетом требования СниПа II -12- 77. для достижения максимального эффекта рекомендуется облицовывать не менее 60º общей площади ограждающих поверхностей, а объемные (штучные) звукопоглотители – располагать как можно ближе к источнику шума.

Максимальное снижение уровня шума в отраженном поле с помощью акустической обработки внутренних поверхностей помещения практически не превышает 6- 8 дБ, достигая в отдельных полосах частот 10- 12 дБ.

Акустическая обработка обязательно должна применяться в шумных цехах машиностроительных заводов, цехах ткацких фабрик, машинных залах, вычислительных центрах, машинописных бюро и др.

Интересным и принципиально новым методом снижения шума является метод, связанный с созданием «антизвука», т.е. созданием ровного по величине и противоположного по фазе звука. В результате интерференции основного звука и «антизвука» в некоторых местах шумного помещения можно создать зоны тишины. Особенно перспективным этод метод может оказаться в машиностроении и энергетике для подавления тональных шумов. В месте, где необходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференционного подавления шума.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целесообразно в тех случаях, когда средства коллективной защиты и другие средства не обеспечивают снижение шума до допустимых уровней. Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 10- 45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдается в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной защиты от шума подразделяются на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски; противошумные костюмы.

Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Они бывают однократного и многократного пользования.

Противошумные шлемы закрывают всю голову, они применяются при очень высоких уровнях шума в сочетании с наушниками, а также противошумными костюмами.