CC BY
108
SCIENCE TIME
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ШУМА В ПРЯДИЛЬНОМ ЦЕХЕ
Кочетов Олег Савельевич, Московский государственный университет приборостроения и информатики, г. Москва
E-mail: o_kochetov@mail.ru
Аннотация. В работе рассмотрены способы определения уровней звуковой мощности прядильного станка с использованием экспериментальных шумовых характеристик.
Ключевые слова: производственная среда, рабочая зона, уровень звуковой мощности, уровень звукового давления.
Наиболее шумными участками текстильного производства являются ткацкие и прядильные цеха, где превышение уровней звукового давления на рабочих местах по сравнению с нормативными значениями достигает до 15 дБ и более [2]. Рассмотрим методику выбора комплекса мероприятий по снижению шума на примере прядильного цеха ЗАО «Тонкосуконная фабрика им. П. Алексеева».
Для определения уровней звуковой мощности прядильного станка ПБ -114-Ш1 используется ориентировочный метод измерения шумовых характеристик по ГОСТ 12.1.028-80. Замеры производятся на расстоянии d = 1 м от контура прядильного станка, причем расстояние до ограждающих поверхностей цеха больше величины d + 1 м. При проведении замеров использовался комплект акустической аппаратуры типа ИШВ-1, отвечающий требованиям к измерительным комплексам по ГОСТ 17187-82 и ГОСТ 17168-82. Исследуемый станок имеет габариты: ^ ' 12 ' 13 = (17,02 ' 1,22 ' 2,0) - соответственно длина, ширина и высота станка, м. Он установлен свободно на полу в цехе с размерами: длина Э = 56,17 м, ширина W = 22,44 м, высота Н = 5 м. Измерения проводились в пяти точках. Расчет шумовых характеристик прядильного станка ПБ-114-Ш1 проводится согласно ОСТ 27-72-218-85. Параметры для акустических расчетов находим по формулам: a = 0,511 + d; Ь = 0,512 + d; c = 13 + d; И = 0,25(Ь + с - d),
£ = 4(аЬ + ас + Ьс)--(1)
а + Ь + с +
где ¡1, ¡2, ¡3 — соответственно длина, ширина и высота станка, м; И — высота точек измерения над уровнем пола, м.
При принятых исходных данных эти параметры равны: а=9,51 м; Ь=1,61 м; с=3 м; И=0,9 м; Б=222,26 м2.
Уровень звуковой мощности ЬР, дБ, вычисляется по формуле:
£
ЬР = 4р + 1018 £ ,
£о = 1м2. (2)
Октавные уровни звуковой мощности ЬР, дБ, приведены в табл.1. * Таблица 1 •
Уровни звукового давления, дБ, прядильной машины типа ПБ-114-Ш1
Величина, дБ Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Точка № 1 76 77 76 75 75 73 70 71
Точка № 2 77 77 79 73 74 69 65 65
Точка № 3 78 79 75 77 74 71 69 65
Точка № 4 76 79 74 74 74 70 68 70
Точка № 5 78 77 76 76 73 72 68 69
Ср. уровни Ьср 77 78 76 75 74 71 68 68
Уровни звуковой мощности Ьр 100 101 99 98 97 94 91 91
Расчетные уровни звукового давления Ьрм 87 88 86 85 84 81 78 78
Нормативные значения по ГОСТ 95 87 82 78 75 73 71 69
Превышение нормы 1 4 7 9 8 7 9
Расчетные уровни звукового давления на рабочем месте в цехе с учетом плотности установки оборудования и одновременности работы машин вычисляются по формуле:
1 р м = ^Р + X + 7, (3)
где X - величина, зависящая от средней плотности д установки машин в цехе, дБ; У - величина, зависящая от одновременности работы машин в цехе, дБ [1].
2
Для наших условий при q = 0,1 шт./м эти величины равны: X = - 10 дБ, У = - 3 дБ. Результаты расчета занесены в табл. 4. Анализируя полученные данные приходим к выводу, что акустические характеристики прядильного станка ПБ-114-Ш1 при плотности установки q = 0,1 шт./м не соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.003-83, причем превышение уровней звукового давления наблюдается в основном в высокочастотной области 500...8000 Гц и составляет порядка 7...9 дБ.
Прядильный цех ЗАО « Тонкосуконная фабрика им. П. Алексеева» имеет следующие характеристики.
Размеры цеха: Б ' W ' Н = 56,17 ' 22,44 ' 5 м. В цехе 26 окон размером 1 ' И = 3,0 ' 3,5 м, 2 проезда размером 1 ' И = 1,8 ' 3,0 м и две двери размером 1 ' И = 1,05 ' 2,1 м. В цехе фабрики находится п = 24 источников шума - прядильные станки двух типов: ПБ-114-Ш1 и П-83-Ш.
Габаритные размеры прядильного станка: длина - 1тах = 17,02 м, ширина - 1 = 1,22 м, высота - Итах = 2,00 м.
Согласно СНиП 11-12-77, расчетная точка (рис.1) находится в центре между источниками шума №12 и №13, на высоте Нрт = 1,5 м.
Октавные уровни звукового давления прядильных станков отличаются не более чем на 5 дБ, поэтому станки считаются однотипными. В дальнейшем для расчета используем октавные уровни звукового давления станка ПБ-114-Ш1. Оборудование расположено на полу.
Г
4 4 4- 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 + /Г \ 4 4 4- 4 4 4 / ^ 4 1- 4 4 4 / -И +\ +" + +- + -^-^-^-^-, , / , ,-, ■ Л , ,-_-_-„-_-Н
т. А Р.Т.
Рис. 1 Схема размещения оборудования в прядильном цехе и местоположение
расчетной точки
Октавные уровни звукового давления Ь¡, дБ, до установки звукопоглощающей облицовки в цехе в расчетной точке, определяются по формуле [3-5]:
SCIENCE TIME
f m ХФг 4
Lx = Lpo + 10lg ^^ +
v-=1 В j
(4)
где LРо - октавные уровни звуковой мощности одного источника шума, дБ; X - эмпирический поправочный коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля 1-го источника и принимаемый в зависимости от отношения гЛтах по графику [6]; Ф1 - фактор направленности, безразмерный, для источников установленных на полу принимается Ф1 = 1; ¥ - безразмерный коэффициент, учитывающий нарушение диффузии звукового поля в помещении, принимается в зависимости от отношения Б1/8огр по графику [3-4]; m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (то есть источников шума, для которых г1 < 5 гт1п, где гт1п - расстояние, м, от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума; п - общее количество источников шума в помещении с учетом среднего коэффициента одновременности работы оборудования;
В - постоянная помещения без звукопоглощающих облицовок и конструкций, м2, в октавных полосах частот:
ф В = ВШо*т,
где В1000 - постоянная помещения, м2, на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяется по таблицам [3] в зависимости от объема V, м3 и типа помещения:
Вюоо = ^10,
B1ooo = У/10 = (56,17 ' 22,44 ' 5)/10 = 630,2, м2.
m - частотный множитель, безразмерный, определяемый по таблицам [7];
Б = Б1000 хт = 630,2 х 1 = 630,2, м2.
8 - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей 1-й источник шума и проходящий через расчетную точку, м2.
Если расстояние от расчетной точки до акустического центра источника шума больше удвоенного максимального габаритного размера источника (г 3 21тах) то принимаем 8 = Ог2.
О - пространственный угол излучения зависит от местоположения источника шума, если он размещен в пространстве О = 4п, на поверхности стены или перекрытия О = 2п, в двугранном углу, образованном ограждающими конструкциями О = п/2.
Если г < 21тах, то 8 зависит от формы выбранной поверхности: Для прямоугольного параллелепипеда:
8 = 2(1тах + 2а)к + 2(1 + 2а)к + (1тах + 2а)(1 + 2 а),
SCIENCE TIME
где а, - расстояние удаления воображаемой поверхности, проходящей через расчетную точку от поверхности 1-го источника шума, м:
а, = й - 1/2,
где й - расстояние от геометрического центра 1-го источника шума до вертикали, проходящей через расчетную точку, м; I - ширина станка, м;
1тах - максимальный габаритный размер станка (длина);
Ь ^тах + аь
где Нтах - высота источника шума, м;
гI - расстояние от расчетной точки до акустического центра 1-го источника шума, м:
г = V Н 2 + й 12
?
где Н = 1,5 м. Значения а;, И!, Б;, с приведены в табл. 5.2
Октавные уровни звукового давления, Ь], дБ, до установки звукопоглощающей облицовки для частоты Г = 1000 Гц определятся следующим образом:
L, = L po + 10lg
V
^ Х,Ф, + 4 *¥n i=1 Si В
= 97 + 10lg| (
v
3,9-1 3,8-1 -+-
121,5 452,6
)• 2
J =
4 • 0,83 • 24 630,2
= 89, дБ
Таблица 2
Параметры источников шума в цехе
№ источника шума Расстояние до Р.Т.,м Площадь воображаемой поверхности, Б1, м2 Ж i ai hi
di ri
12 и 13 0,9 1,7 121,5 3,9 0,3 2,3
11 и 14 3,5 3,8 452,6 3,8 2,9 4,9
10 и 15 5,3 5,5 776,9 3,7 4,7 6,7
9 и 16 7,6 7,7 1304,4 3,5 7 9
8 и 17 9,3 9,4 1776 3,3 8,7 10,7
7 и 18 11,9 12 2631,3 2,9 11,3 13,3
6 и 19 13,4 13,5 3337,4 2,6 12,8 15,8
5 и 20 16,3 16,4 4448,3 2,1 15,7 17,7
4 и 21 17,8 17,9 5173,9 1,9 17,2 19,2
3 и 22 20,3 20,4 6503,3 1,7 19,7 21,7
2 и 23 21,9 22 7432,9 1,5 21,3 23,3
1 и 24 24,6 24,6 9140,8 1,2 24 26
-т
SCIENCE TIME
Требуемый уровень снижения шума в октавных полосах частот вычисляется по формуле:
АЬ тр = -1 доп , (5)
где Ьдоп - допустимый уровень звукового давления на рабочих местах производственных помещений.
Октавные уровни звукового давления Ь2, дБ, при наличии в цехе звукопоглощающих облицовок и конструкций определяются по формуле:
L 2 = L po + 10lg
^ хф+^
V ^=1 Si B1 J
(6)
где В1 - постоянная величина помещения после его акустической обработки, м , определяется по формуле:
Щ = (7)
1 — а1
где А1 = а(Богр - Бобл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой, м2;
-л
Богр - общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м , определяется по формуле:
Богр =2[0Ж+(0+Ж)И], где В,Ж,И - соответственно длина, ширина, высота помещения, м; Богр =2[0Ж+(0+Ж)И] = 2[56,17 ■ 22,44 + (56,17 + 22,44)5 = 3307, м2.
-Л
где Бобл — площадь звукопоглощающей облицовки, м ; ее назначают исходя из конструктивных особенностей цеха, предусматривают возможность
л
облицовки потолка, стен, колонн (в цехе 36 колонн; БкоЛонн = 0,137, м ) с учетом оконных и дверных проемов, проездов: Бобл = Богр - Бопр -
где Бопр — площадь оконных и дверных проемов и проездов в цехе, м2;
^опр ^окон + ^дверей 291,3, м ; Бобл 1514,5, м
Литература:
1. Руководство по расчету и проектированию шумоглушения в промышленных зданиях НИИСФ Госстроя СССР.- М.: Стройиздат, 1982. - 128 с.
2. ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. - М.: Госстандарт, 1983.-34 с.
SCIENCE TIME
3. Кочетов О.С. Методика расчета шума в производственных помещениях текстильных предприятий // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 1997, № 2. С. 106...111.
4. Кочетов О.С. Методика расчета звукоизолирующих ограждений привода веретен прядильных машин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 1997, № 5.С. 93...98.
5. Кочетов О.С. Методы снижения шума машин прядильного производства // Труды 4-й Всероссийской НПК «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», СПб.; Балт.Гос .Техн .Ун-т, 1999,Т.3 с.529...533.
6. Кочетов О.С., Сажин Б.С. Снижение шума и вибраций в производстве: теория, расчет, технические решения. М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина, 2001.-319 с.: стр.120, рис.5.6; стр.287, рис.П.У.15.
7. Кочетов О.С. Текстильная виброакустика. Учебное пособие для вузов. М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина, группа «Совьяж Бево» 2003.-191 с.
