CC BY
50
SCIENCE TIME
РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕГО ОГРАЖДЕНИЯ ДЛЯ ПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН
Кочетов Олег Савельевич, Московский государственный университет приборостроения и информатики, г. Москва
E-mail: o_kochetov@mail.ru
Аннотация. В работе рассмотрен метод расчета звукоизолирующего ограждения (кожуха) для прядильного станка с использованием ориентировочного метода измерения шумовых характеристик.
Ключевые слова: производственная среда, рабочая зона, уровень звуковой мощности, уровень звукового давления, звукоизолирующее ограждение.
Одним из наиболее эффективных конструктивных методов борьбы с шумом прядильных машин является метод звукоизоляции привода веретен как одного из главных источников шума прядильных машин [4-7].
На ЗАО «Тонкосуконная фабрика им. П. Алексеева» были проведены исследования акустической активности прядильной машины типа ПБ-114-Ш1. Испытания проводились в прядильном цехе фабрики после окончания 2-ой смены на машине №3 при скорости веретен п = 6000 мин-1 с заправкой и без заправки машины аппаратурой фирмы Брюль и Къер (Дания): микрофон 4131, шумомер 2203, октавные фильтры 1613.
Результаты испытаний показали, что уровни шума машин превышают допустимые санитарно-гигиенические нормы на рабочих местах [1-2] по спектру в полосе частот 1000...8000 Гц на 5...7 дБ и на 5 дБА по уровню звука. Испытания машины без заправки и с заправкой позволили выявить основные источники шума прядильной машины ПБ-114-Ш1: в высокочастотной области -тангенциальный ременный привод веретен, опорные узлы веретен, а также направляющие и поддерживающие ролики тангенциального привода, которые дают превышение уровней звукового давления в цехе над допустимыми значениями до 7 дБ. Поэтому для снижения шума прядильной машины от данного источника необходимо определить требуемую звукоизолирующую способность звукоизолирующего ограждения (кожуха). Параметры кожуха:
-т
SCIENCE TIME
¡, Ь, к - соответственно длина, ширина и высота кожуха, м; 5 Бы - суммарная площадь технологических отверстий кожуха машины, м^а^-реверберационный коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала.
Расчет ведется для негерметичных ограждений [6] по следующей зависимости:
Г ^ Л
у/1- а
R
кож .тр
< RS1 - 10lg
Z S
• 10
0,1Rsi
a
Z TiS0i S S
+ (Vl -a) -10
-0,1 Rsi
(1)
где Rкож..mр — требуемая звукоизоляция кожуха, дБ, определяется по формуле:
Rкож•mр — + 5 - -доп , (2)
- октавный уровень звукового давления в расчетной точке от одиночно работающей изолируемой машины, дБ;
-доп - допустимый по нормам уровень звукового давления в расчетной * точке, дБ; R ^ - средняя звукоизоляция сплошной части ограждений 1-го кожуха, дБ; а - реверберационный коэффициент звукопоглощения внутри 1-го кожуха, безразмерный; II - энергетический коэффициент прохождения звука через глушитель технологического отверстия, безразмерный. Для простого отверстия = 1 (простым отверстием считается отверстие без глушителя шума, как в нашем случае); 5 - суммарная площадь технологических отверстий для 1-го кожуха машины, м2, определяется по формуле:
X ^ = ^ + ^ + 5,
oZ3
(3)
£5о. = 5о21 + 5о2г + 5о2з = 0,1 х 1,375 + 2х0,1 х0,13 + 0,03х 1,375 = 0,2 , м2;
5 - суммарная площадь сплошной части ограждения, м , определяется по формуле:
X 5 = ЩЬ, + + ¡А) -Е 5о1 (4)
где ¡, Ьи к - соответственно длина, ширина и высота 1-ого кожуха, м; для нашего случая 5 равна:
^ 5, = 2(1 Ъ + ЪА + ¡А ) - X 5о> =2(1,375 х 0,15 + 0,15 х 0,2 +1,375 х 0,2) -- 0,2 = 0,82, м2
Величина реверберационного коэффициента звукопоглощения внутри
ограждения определяется по формуле:
ЫоО,-^ + (5) « =-^-'
где ао - реверберационный коэффициент звукопоглощения для ограждений без звукопоглощающего материала, безразмерный; ам -реверберационный коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала (винипор полужесткий, 30 мм), безразмерный; Б Бм — площадь нанесения звукопоглощающего материала, м2.
Для нашего случая:
£ Бм - 0,1 х 1,375 = 0,82 - 0,14 = 0,68, м2
Рис. 1 Значения звукоизоляции материала ограждения
Значения звукоизоляции материала ограждения (стальной лист, 1 мм) средней звукоизоляции сплошной части ограждений, при наличии вибрационных нагрузок на элементы кожуха и звукоизоляция кожуха Якож представлены на графике рис. 1.
Средняя звукоизоляция сплошной части ограждений, дБ, при наличии вибрационных нагрузок на элементы кожуха рассчитывается по формуле:
= ЯгК + 10!в , (6)
где ЯI -звукоизоляция материала ограждения (стальной лист, 1 мм), дБ;
К - безразмерный коэффициент, учитывающий снижение звукоизоляции материала ограждений при действующем вибрационном возбуждении, [6];
И — безразмерный коэффициент потерь конструкций кожухов со средствами вибропоглощения и вибродемпфирования; И0 — безразмерный коэффициент потерь конструкций кожухов, не снабженных средствами вибропоглощения.
Уровни звукового давления Ькож, дБ, на рабочем месте, с применением звукоизолирующего кожуха, определяются по формуле:
LкOЖ ^ — RкоЖ, (7)
При этом должно выполняться условие:
LкOЖ £ Lдоп, (8)
где Якож - расчетная звукоизоляция кожуха, дБ.
Результаты расчета сводим в табл.1.
Таблица 1
Результаты расчета эффективности звукоизоляции кожуха прядильной машины
Величина Среднегеометрическая частота, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Ьдош дБ 95 87 82 78 75 73 71 69
Ьь дБ 76 77 76 75 75 73 70 71
Ь1 + 5, дБ 81 82 81 80 80 78 75 76
Rкож.тр, дБ -14 -5 -1 2 5 5 4 7
ао - 0,05 0,04 0,04 0,04 0,05 0,06 0,1
ам 0,1 0,15 0,25 0,56 0,85 0,9 0,9 0,9
а 0,1 0,13 0,21 0,47 0,71 0,75 0,75 0,76
Я!, дБ 13 17 21 25 28 32 36 35
К - 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,3
101й(Ь/Ьо) - 4,7 6 8,5 10,5 8,2 7 4
дБ 13 9,8 12,3 16 21,7 21 21,4 14,5
Rкож, дБ 1,3 1,4 2,3 4,5 5,9 6,1 6,1 6
Lкож, дБ 74,7 75,6 73,7 70,5 69,1 66,9 63,9 65
SCIENCE TIME
Снижение УЗД за счет применения звукоизолирующего кожуха
100
90
L0 80
_J 70
60
50
со со
—Г" LO CN
—I—
О LO CN
—I-1—
О о о о
LO О
иоп, дБ Li+5, дБ Ькож, дБ
ООО ООО ООО
сч ^ со
f, Гц
9
Рис. 2 Значения уровней звукового давления Ы+5, Ьдоп, Ькож
На рис.3 и рис.4 представлена расчетная схема звукоизолирующего кожуха привода веретен прядильной машины типа ПБ-114-Ш1. Передняя 3 и задняя 4 стенки кожуха выполнены из стального листа толщиной 1 мм, обработаны вибродемпфирующим материалом 5 и покрыты звукопоглощающим материалом 6 (толщина 30 мм) и 7 (толщина 20мм). Кожух выполнен негерметичным и имеет технологические отверстия для размещения паковок, «72» и «73» - для
предотвращения перегрева ременного привода.
Анализируя расчетные данные, можно сделать вывод о достоверности выбранной методики расчета в части характера полученного спектра звукоизоляции ограждения, что говорит о правильности выбора изолирующего и звукопоглощающего материалов, а также учета технологических отверстий. Использование разработанного звукоизолирующего кожуха для прядильных машин позволяет снизить уровень шума до допустимых значений, а, следовательно, данный кожух является альтернативным средством защиты от шума.
-т
SCIENCE TIME
Рис. 3 Конструктивная схема кожуха приведена (фронтальный разрез): 1-веретено, 2- ремень, 3, 4- металлические стенки кожуха, 5- вибродемпфирующий
слой, 6, 7- звукопоглощающий материал
\\
1_ 2 1 -►
к
Рис. 4 Конструктивная схема ограждения веретенного привода прядильной машины: вид сверху на секцию кожуха из пяти веретен при снятых паковках
(поперечный разрез)
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.
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.
