Диплом (1225610), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Классификация шумов

Продолжение таблицы 2.2

Работающие в условиях интенсивного шума подлежат предварительным и периодическим медицинским осмотрам с целью выявления противопоказаний для работы, связанной с шумом, и ранних форм профессионального заболевания [29, 30].

Основой всех правовых, организационных и технических мер по снижению производственного шума является гигиеническое нормирование его параметров с учетом влияния на организм.

Нормирование шума на всех рабочих местах обычно осуществляют с учетом того факта, что организм человека в прямой зависимости от частотной характеристики, совершенно по-разному реагирует на шумы с одинаковой интенсивностью. Чем выше будет частота звука, тем сильнее будет его воздействие на человеческую нервную систему, т. е. степень вредности шума напрямую зависит и от его спектрального состава [16].

Нормирование шума проводят двумя методами: 1) по предельному спектру шума в дБ; 2) по интегральному показателю (уровню звука) в дБА.

Первый метод применяют для нормирования постоянного шума. В основу норм положены ограничение уровня звукового давления в пределах октав, характер шума и особенности труда для девяти октавных полос со средними геометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Полосу с f_c = 16 000 Гц не учитывают, так как звуки такой частоты слышны слабо.

Второй метод заключается в нормировании интегрального (по всему диапазону частот) уровня шума, измеренного по шкале А шумомера. Этот показатель называют уровнем звука и обозначают дБА. Шкала А шумомера предназначена для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, приблизительно соответствующего линиям равной громкости звуков, и отражает его субъективное восприятие человеком [16,17].

Для различных видов работ принимают разные значения предельного спектра (ПС) шума. Предельным спектром называют совокупность уровней звукового давления для учитываемых десяти октавных полос. Обозначение ПС-80 соответствует допустимому уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц.

Принцип действия приборов для измерения шума основан на преобразовании колебаний звукового давления в электрическое напряжение, которое после усиления регистрируется стрелочным устройством. Шкала последнего отградуирована в децибелах.

Конструкции современных шумомеров позволяют измерять шум по трем шкалам — А, В и С, которые введены для условного соответствия прибора особенностям слуха среднего человека. При положении переключателя на отметках "А" или "В" фиксируют условную величину — уровень звука. По этому показателю проверяют соответствие шума норме. Если уровень звука, измеренный в положении "А" прибора, выше нормы, то далее определяют, в каких именно октавных полосах частот уровень звукового давления больше допустимого. Для этого переключателем поочередно устанавливают одно из средних геометрических значений октавных полос — от 16 до 8000 Гц, анализируя колебания в пределах 10... 12 500 Гц. Прибором для такого измерения шума является шумомер.

В конструкции шумомера (рисунок 2.2) [17] заложены специальные схемные решения. Они позволяют в некоторой степени реализовать однозначную зависимость между показаниями прибора и звуковым давлением, воспринимаемым слуховым аппаратом.

Рисунок 2.2 Упрощенная блок-схема шумомера

Элементом, воспринимающим шум, является ненаправленный измерительный микрофон, преобразующий звуковые колебания в электрический сигнал. Слабый сигнал микрофона усиливается предусилителем 2 и поступает на один из корректирующих фильтров А, В или С. После обработки в блоках усиления 3 и детектирования 4 сигнал поступает на цепочку экспоненциального усреднения 5 и на индикатор 6.

Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест служебных помещений является СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки" [32].

Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии с СП 51.13330.2011 "Свод правил. Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003" [40].

Следует сказать, что нормы устанавливают предельные значения параметров шума в различных производственных помещениях в зависимости от характера труда в них, а не от видов оборудования.

Зоны с уровнем звука выше 85 дБ следует обозначать знаками безопасности. Работающих в этой зоне работодатель обязан снабдить средствами индивидуальной защиты.

В зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе даже кратковременное пребывание работающих запрещается.

2.2 Источники шума

Основными источниками шума на железнодорожном транспорте являются движущие поезда, путевые машины, производственное оборудование.

Интенсивное движение поездов вблизи линий жилой застройки, в черте города, посёлка заметно ухудшает акустический климат населённых пунктов и жилых помещений.

Распространённым источником шума является локомотив. Общий шум дизельного тепловоза на расстоянии 0,5 м от корпуса и аэродинамического шума выхлопа на расстоянии 1м от выхода патрубка достигает 120 дБ [34,35].

Источниками шума на тепловозе являются работающие дизель и вспомогательные машины, удары колес на стыках и неровностях пути. Колебательная энергия этих источников частично излучается в окружающее пространство (воздушная составляющая), а частично распространяется в виде вибрации по элементам конструкции (структурная составляющая) [36].

Наибольший шум создает дизель. При номинальных режимах уровень звуковых давлений, создаваемых дизелями 2Д100 и 1 ОД 100, составляют 115 дБ, а дизелями 11Д45 и Д49 – 118 дБ.

Анализируя процессы шумообразования поездов можно выделить три основные группы[36]:

- шум оборудования;

- шум качения;

- аэродинамический шум.

Интенсивность шума зависит в основном от скорости и в общем виде представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 Зависимость шума железнодорожного поезда от скорости

Шум оборудования (компрессоры, тяговые электродвигатели и др.) превалирует на скоростях до 50-60 км/ч. Шум качения – процесс соударения в системе «колесо – рельс» определяется зависимостью 30lgV (V – скорость движения, км/ч) и превалирует в диапазоне скоростей 60-300 км/час. Аэродинамический шум образованный обтеканием воздухом корпуса подвижного состава, пантографа и др. определяется зависимостью 60lgV и превалирует на скоростях свыше 300 км/ч [37].

Определенный вклад в процессы шумообразования дают такие процессы как дребезжание корпуса подвижного состава (корпусной шум), «визг» колеса в кривых, звукоизлучение тормозных колодок и колеса при торможении (шум торможения), соударение вагонов (шум сцепки), отражение звука при установке рельсов на плитах, удары на стыках рельсов и др.

Шум взаимодействия колеса и рельса появляется в результате вибрации, вызванной их взаимодействием. Процесс образования шума качения описывается моделью, созданной Ремингтоном. Графический вид этой модели показан на рисунке 2.4 [38].

Р исунок 2.4 Модель, описывающая возникновение шума качения

Для рельсов характерен волнообразный износ поверхности катания, характеризуемый периодическими неровностями длиной приблизительно 50-100 мкм и высотой в несколько десятков микрометров в зависимости от степени износа. Величина неровностей в значительной мере влияет на шум качения.

Шум качения также возрастает, если на колесах возникают неровности от торможения, так называемые «ползуны».

На возникающие при контакте возмущающие силы влияют не только неровности, но весовая нагрузка на ось, скорость движения, а также площадь контакта между колесом и рельсом. Эти силы связаны с механическим импедансом как колеса, так и рельса, определяемые их конструкцией. В зоне контакта колеса и рельса возникает своего рода пятно, которое называют контактным. В зоне контактного пятна можно, помимо двух основных тел – колеса и рельса, выделить своего рода третье тело – промежуточный слой, состоящий из смеси оксида железа и продуктов износа колес и рельсов. Смесь этих материалов выполняет роль своеобразной прокладки, снижая возникающие силы и играет роль фильтра. Возникающая при взаимодействии возмущающих сил вибрация возбуждает колесо, рельс, а через последний шпалы. Все взаимодействующие тела излучают звук, который называется шумом качения.

В разных диапазонах частот преобладает шум разных компонентов взаимодействующей системы. Шум шпал – низкочастотный диапазон до 400 Гц. В диапазоне частот от 400 до 1600 Гц превалирует шум рельсов, а в частотном диапазоне выше 2000 Гц основным источником становятся колесные диски [37,38].

Под скрежетом от подвижного состава при прохождении кривых следует понимать шум, который возникает при прохождении подвижным составом кривых малого радиуса. Этот скрежет обусловлен взаимодействием гребня бандажа колеса с рельсом, где основной шум дает колесо. Этот шум может на 10 и более дБА превышать шум качения от того же состава на прямолинейном участке пути при тех же прочих условиях. Обычно в скрежете преобладают дискретные тона, а частотный состав при прохождении поезда в кривых 500-8000 Гц, т.е. шум имеет ярко выраженный высокочастотный характер.

Шум торможения различен для различных видов тормозов. Самые малошумные вагоны, оборудованные дисковыми тормозами. Наиболее шумные – вагоны, оборудованные колодочными тормозами с чугунными колодками. Здесь шум излучается колесом и системой торможения, но дополнительный эффект возникает из-за ползунов, образуемых на поверхности катания колеса. Если шум торможения носит кратковременный характер, то повреждения колеса приводят к увеличению шума качения. Шум поезда с дисковыми тормозами на 5-10 дБА ниже, чем с колодочными в высокочастотном диапазоне (рисунок 2.5) [36].

Рисунок 2.5 Спектры шума (1/3) поезда (S = 25 м) при скорости движения 160 км/ч: 1 – вагоны с колодочными тормозами;

2 – вагоны с дисковыми тормозами

Источники шума в кабине тепловоза можно подразделить на три группы[36,37]:

1) Возникающие при движении локомотива (взаимодействия тепловоза и пути, тепловоза и вагонов поезда, завихрения воздушных потоков при больших скоростях);

2) От основного оборудования (дизель-генераторная установка и ее системы, тяговые электродвигатели, тяговые редукторы, возбудитель);

3) От вспомогательного оборудования (вентиляторы холодильника, охлаждения электрических машин и выпрямительной установки, тормозной компрессор, редукторы, водяной насос, вспомогательный генератор, вентиляционно-отопительная система кабины машиниста.)

Шум, возбуждаемый воздействием тепловоза и пути, представляет собой широкополосные случайные процессы. Все остальное оборудование тепловоза генерирует преимущественно периодические звуковые колебания практически одинаковой частоты.

Специфической особенностью подвижного состава, в частности, тепловозов является то, что их режим работы при эксплуатации меняется в зависимости от профиля и участка пути, графика движения, массы поезда и других факторов. Вследствие этого колебательная энергия, генерируемая каждым источником и спектры возмущений так же меняются [37].

Характеристики

Список файлов ВКР