CC BY
85
- © Н.С. Груничев, Н.А. Архипов,
С.А. Аксенов, 2014
УДК 625:628.517.2
Н.С. Груничев, Н.А. Архипов, С.А. Аксенов
ПУТИ СНИЖЕНИЯ ШУМА В КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Изложены результаты исследований, выполненных на базе локомотивного парка Восточно-Сибирской железной дороги (ВСЖД), и предлагаются меры, направленные на снижение шума в кабинах локомотивов на железнодорожном транспорте. Ключевые слова: эквивалентный уровень звука, шум на рабочих местах, кабина локомотива, нагрузки на органы слуха.
Шум в кабинах локомотивов возникает от работы силовых и вспомогательных агрегатов, взаимодействия колес с рельсами при движении, аэродинамического шума от воздушных потоков возле кабины и др.
Локомотивный парк Восточно-Сибирской железной дороги (ВСЖД), используемый в т.ч. для перевозки горной продукции, представлен, в основном, электровозами (локомотивами) марок ВЛ-60, ВЛ-65, ВЛ-80, ВЛ-85, ЭП-1. Эквивалентный уровень звука в кабинах большинства упомянутых локомотивов при макситмальных скоростях движения превышает установленные санитарные нормы от 1,6 до 5 дБА (таблица). Исключение составляют электровозы марки ЭП-1 и ЭСК5К, у которых этот параметр меньше нормативного на 2-6 дБА.
Исследования, выполненные нами, показали, что существующая на локомотивах шумоизоляция кабин обеспечивает шум на рабочих местах на уровне требований безопасности до определенной скорости его движения. Например, у электровоза ЭП-1 она не превышает 82 км/ч (рис. 1, поз. 3), электровоза ВЛ-65 - 6264 км/ч (рис. 1 и 2 поз. 1), а электровозов! ВЛ-85 и 3ЭС5К - 75 и 70 км/ч сответственно (рис. 1 и 2, поз. 2). При закрытых окнах шум , в основном, равномерно распределен по кабине. Например, в электровозе ЭП-1 (рис. 3) разброс уровней звука составляет от 73,9 до 80,1 дБА при разнице между максимальным и минимальным значениями - 6,2 дБА.
При подаче сигналов свистками и тифонами шум в кабинах при его
Параметры шума на рабочих местах в кабинах локомотивов ВСЖД [1]
Тип электровоза Место замера Локомотивное депо
Вихоревка Улан-Удэ Нижнеудинск Зима
Допустимый эквивалентный уровень звука, дБА
кабина 80 80 80 80
Фактический эквивалентный уровень звука, дБА
ВЛ-60, ВЛ-60К кабина - - - 81,6
ВЛ-85 - 84-85 82,0 81,7
ВЛ-80Т, ВЛ-80С - 81-84,7 82,4 82-83,2
3ЭС5К 74 - - -
ЭП-1 78
Рис. 1. Динамика эквивалентного уровня звука в кабинах электровозов при движении с закрытыми окнами: 1 -
электровоз ВЛ-65 (№ 042); 2 - электровоз ВЛ-85; 3 - электровоз ЭП-1; 4 - допустимый эквивалентный уровень звука в кабинах электровозов
оценке по эквивалентному уровню кардинальным образом не меняется, и, даже при открытых окнах, как правило, не превышает допустимые величины (рис. 4). Так например, во время стоянки электровоза 3ЭС5К в кабине с открытыми окнами эквивалентный уровень звука достигает 70 дБА и не превышает допустимые 80 дБА (рис. 4, кривая 2). Однако сигналы, подаваемые свистками и тифонами, кратковременны, являются импульсными, а, их максимальные уровни звука, нередко, превышают установленные допустимые величины.
При открывании окон шум в кабинах электровозов существенно увеличивается. К примеру, при скорости 60 км/ч и закрытых окнах эквивалентный уровень звука на рабочем месте помощника машиниста электровоза ЭП-1 составлял 73,9 дБА, а при той же скорости и открытых окнах -90,9 дБА (рис. 3 и 5). Повышение уровня шума в этом случае составило 17 дБА, т.е. на 23%.
Прирост шума в кабинах локомотивов с открытыми окнами напрямую зависит от скорости их движения: чем выше скорость, тем он больше. Так,
Рис. 2. Динамика эквивалентного уровня звука в кабинах электровозов 3ЭС5К и ВЛ-65 при движении с закрытыми окнами: 1 - электровоз ВЛ-65 (№ 022); 2 -электровоз 3ЭС5К; 3 - допустимый эквивалентный уровень звука в кабинах электровозов
Рис. 3. Картина эквивалентного шума (дБА) в кабине электровоза ЭП-1 при закрытых окнах: 1 - панель управления; 2 - кресло; 3 - дверь; 4 - окна; • - точки замера. Состояние кабины и оборудования машинного отделения электровоза ЭП-1 при выполнении замеров: 1. делении закрыты; 2. кондиционер кабины в неработоспособном состоянии; 3. вентиляторы не работают; 4. компрессор не работает; 5. гудок и свисток (сигналы не подавались); 6. скорость движения поезда - 60 км/ч
при шуме 73 дБА во время стоянки локомотива ВЛ-85 прирост эквивалентного уровня звука в его кабине при скорости 40 км/ч составил 11 дБА, скорости 60 км/ч - 15 дБА, а при
Рис. 4. Динамика эквивалентного уровня звука в кабинах электровозов 3ЭС5К и ВЛ-85 при движении с открытыми окнами: 1 - электровоз ВЛ-85; 2 - электровоз 3ЭС5К; 3 - допустимый эквивалентный уровень звука
Рис. 5. Картина эквивалентного шума (дБА) в кабине электровоза ЭП-1 при открытых окнах: 1 - панель управления; 2 - кресло; 3 - дверь; 4 - окна; - точки замера. Состояние кабины и оборудования машинного отделения электровоза ЭП-1 при выполнении замеров: 1. окна кабины открыты; 2. дверь в машинное отделение закрыта; 3. кондиционер кабины в неработоспособном состоянии; 4. компрессор работает;
5. гудок и свисток (сигналы не подавались);
6. скорость движения поезда - 60 км/ч
скорости 80 км/ч - 17 дБА (рис. 6). В процентах это выглядит так: 15, 19 и 21% соответственно. Для электровоза 3ЭСК5 при тех же скоростях движения превышения эквивалентно-
Рис. 6. Зависимость прироста эквивалентного уровня звука в кабинах электровозов при открытых окнах: 1 - электровоз ВЛ-85; 2 - электровоз 3ЭС5К
го шума составляют соответственно 5, 7,5 и 11%.
При открытых окнах шум в кабинах превышает установленные нормы при меньших скоростях движения локомотивов. Например, при закрытых окнах в кабине электровоза ВЛ-85 превышения шума фиксируются при скорости 63 км/ч (рис. 1), а при открытых окнах - 28 км/ч (рис. 4). Аналогичная картина наблюдается и для электровоза 3ЭСК5: при закрытых окнах кабины превышения проявляются при скорости 70 км/ч (рис. 4), а при открытых - 52 км/ч (рис. 4). Поскольку превышения шума над нормами наблюдаются при меньших скоростях, то можно отметить что повышенный шум действует на членов локомотивных бригад большую часть времени смены.
В момент открывания окон в кабине локомотива имеет место резкое повышение скоростного давления (рис. 7) и образование воздушной волны. Проникая вглубь кабины, она, в виде аэродинамического импульса, ударным образом воздействует на барабанные перепонки органов слуха работающих.
Рис. 7. Схема движения воздушного потока в кабине электровоза при открытом окне: 1 - кабина; 2 - поворотное окно; 3 - зона завихрения
Энергия аэродинамического импульса формируется за счет скоростного давления воздушного потока возле кабины движущегося локомотива и пропорциональна квадрату его скорости движения [1].
При движении локомотивов со скоростью 60 км/ч скоростное давление воздушной волны составляет 15 мм рт. ст. (рис. 8), а при скорости 80 км/ч - 27 мм рт.ст. При закрывании окон в кабине транспортного средства имеет место процесс резкого снижения скоростного давления и гашения энергии воздушной волны. Это приводит к повторному аэродинамическому воздействию потока воздуха на органы слуха работников.
При движении железнодорожного состава окна, зачастую, открываются при осмотре вагонов и оценке дорожной обстановки. В пути следования и на опасных участках маршрута движения поезда количество осмотров может достигать 30 раз за 3-4 часа маршрута.
На основании изложенного следует:
1. Открытие окон в кабинах локомотивов приводит к ухудшению шумовой обстановки на рабочих местах членов локомотивных бригад. Экви-
Рис. 8. Аэродинамические параметры воздушного потока возле кабины при движении электровоза 1 и 2 атмосферное и скоростное давление воздуха возле кабины соответственно
валентный уровень звукового давления в кабинах при скоростях движения до 80 км/ч, в этом случае повышается, в среднем, на 5-21%.
2. При открытых окнах кабин превышение шума над нормами фиксируются при меньших скоростях движения локомотивов по сравнению с движением с закрытыми окнами. При этом, увеличивается время пребывания членов локомотивных бригад в условиях повышенного шума. Для электровозов ВЛ-85 превышения имеют место на скоростях движения от 28 км/ч и выше, в то время как при закрытых окнах эти превышения регистрировались только при скорости 63 км/ч. У электровозов 3ЭСК5 при закрытых окнах превышения были при скорости движения 70 км/ч и выше, а при открытых окнах - 52 км/ч.
3. При открывании и закрывани окон возникают дополнительные нагрузки на органы слуха от действия воздушной волны аэродинамического происхождения.
4. При движении локомотива недопустимо производить осмотр состава и давать визуальную оценку дорожной обстановки при открытых окнах кабины.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Груничев Николай Сергеевич - доктор технических наук, профессор, Архипов Николай Афанасьевич - доцент,
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, e-mail: info@istu.edu;
Аксенов Сергей Александрович - зам. начальника службы охраны труда и промышленной безопасности ВСЖД - филиала ОАО «РЖД».
UDC 625:628.517.2
NOISE ABATEMENT ON FOOT-PLATE OF LOCOMOTIVE IN RAILWAY TRANSPORTATION
Grunichev N.S., Doctor of Technical Sciences, Professor, Arhipov N.A., Assistant Professor,
National Research Irkutsk State Technical University, e-mail: info@istu.edu; Aksenov S.A., Deputy Chief, Labor Protection and Industrial Safety Service, East Siberian Railway Branch of the Russian Railways
This article shows the results of the research work at the East-Siberian Railway engine yard, and proposes measures to reduce noise in the engine cab on the railways.
Key words: equivalent noise level, workplace noise, foot-plate of locomotive, acoustic apparatus burden.
РИСУЕТ ДАРЬЯ АБРЕНИНА
Давайте мечтать: через 100 лет всю страну покроем нефтевышками
