Оптимизация мероприятий по охране труда в текстильной промышленности

Введение - обоснование актуальности темы…………………..
1. Анализ экологической и акустической обстановки на
предприятиях лёгкой промышленности…… …………………
2. Информационные исследования методов защиты от шумов
и вибрация………………………………………………………..
3. Разработка средств шумо – виброзащиты с использованием
волокнистых отходов отрасли……………………………….
4. Практическая реализация разработок на
предприятиях отрасли…………………………………………….
5. Заключение. Оценка социально – экономического эффекта от внедрения разработки. Выводы…………………………………………..
Список литературы – 64 наименований
Приложение ………………………………………………………….

Н.Л. Суханова /31/.
4.2.1. Анализ состояния уровней шума машин, изготовленных по проектам СКБ ТМ
Для получения реальной картины по шумовым характеристикам машин были использованы обобщенные результаты исследований различных ученых за последние 20 лет, проведено сравнение шумовых характеристик с действующими в настоящее время нормами.
Анализ этих данных на соответствие их требованиям норм показали, что за исключением машины ПБ-132-А1 ни одна из машин, спроектированных СКБ ТМ, не соответствует этим требованиям. Основанием для такого утверждения служит сводная табл. 4.2 данных по уровням шума на рабочих местах машин конкретных марок с указанием величины превышения уровней звукового давления на рабочем месте в октавных полосах нормированного диапазона частот (63 - 8000 Гц) и превышения уровня звука по шкале А - сравнительно с нормами, установленными ГОСТ 12.1.003-96. Необходимо отметить, что только 6 машин имеют данные по уровням шума, соответствующие наиболее интенсивному режиму работы. Кроме того, в некоторых случаях, ввиду объективных обстоятельств, уровни звукового давления на рабочем месте не рассчитывались (что предпочтительнее), а замерялись непосредственно. Тем не менее, полученные данные позволяют, в целом, сделать следующие выводы.
Все машины, спроектированные СКБ ТМ, за исключением машины ПБ-132-А1, по шуму на рабочем месте превышают требования норм.
Машинами с наибольшим уровнем шума являются: армирующая ПА-132-Л1, кольцепрядильные П-76-ШГ2, П-76-ШГЗ и пневмомеханические ППМ-240-Ш и ППМ-240-Л.
Превышение нормированных уровней звукового давления на рабочем месте наблюдается в зоне средних и высоких частот (рис. 4.1). (из Мухаммеда)
Результаты изучения литературы, обследования и анализа протоколов позволяют сделать следующие выводы.
В пневмомеханических прядильных машинах основными источниками шума являются: прядильные камеры, расчесывающие барабаны и их ременные приводы, вентилятор, механизм раскладки. Шум машин является широкополосным, включающем низкие, средние и высокие частоты. Наибольшее превышение по ГОСТ 12.1.003-76 наблюдается на частотах 1000, 2000 и 4000 Гц. Шум камер преобладает на частоте 500 Гц, шум барабанов - на частоте 1000 Гц. В октавной полосе 250 Гц существенный шум вносит вентилятор.
Таблица 4.2
Марка
машины
Режим работы
Частота, Гц Уро-вень зву-ка 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 А ПМ-88-Л5 nв=5080 об/мин - - - 1 5 5 2 - 5 ПМ-88-Л8 nв=5600 об/мин - - - 1 4 4 1 2 4 ПА-132-Л1 nк=14000 об/мин - - 9 11 13 14 14 12 14 ПС-100-Л0 nв=4750 об/мин - - - 4 4 6 6 8 6 П-76-ШГ2 nв=11400 об/мин - - 3 8 15 15 12 13 П-76-ШГ3 nв=8900 об/мин - - 4 6 13 11 8 6 11 ПБ-114-Ш1 nв=6150 об/мин - - 1 3 8 5 2 2 6 ПСК-225-ШГ Vвып=3,3 м/мин - - - 3 6 8 4 2 6 ППМ-240-Ш nк=14000 об/мин - - 1 2 7 7 9 6 7 ППМ-240-Л nк=15000 об/мин - - 8 2 3 2 4 1 5
В кольцепрядильных машинах основными источниками шума являются: пара кольцо-бегунок, привод веретен, главная передача электродвигателя и вентилятор с его электродвигателем на машинах сухого прядения.
В прядильно-самокруточных машинах основными источниками шума являются: вентилятор с электродвигателем, механизм мотки, механизм переключателей с приводом, содержащим высокоскоростные зубчатые передачи, вихревые камеры. Причем, механизм мотки является основным вкладчиком шума на низких частотах, вентилятор и блок переключателей - на средних частотах, вихревые камеры (сжатый воздух) - на высоких частотах.
Основными причинами превышения прядильными машинами норм по уровню шума являются следующие:
неуклонная тенденция к наращиванию скоростей рабочих органов машин и увеличению их мощности при отсутствии принципиальных конструктивных изменений шумоизлучающих узлов;
дефицит типовых технических решений по снижению шума прядильного оборудования, сравнительно с другими отраслями легкой промышленности;
дефицит в арсенале конструкторов необходимых технических средств: высококачественных подшипников, малошумной тесьмы и приводных ремней и т.п.;
недостаточное внимание со стороны конструкторов к вопросу создания малошумящего оборудования на стадии проектирования.
4.3. Комплексные рекомендации по снижению шума прядильных машин
Рассмотрим эффективность существующих (классических) средств снижения шума прядильных машин в сравнении с применением новых демпфирующих покрытий.
Как отмечалось в обзоре разработка мероприятий, направленных на снижение шума машины, основывается на следующих методах:
- конструктивный метод. Он заключается в уменьшении шума узла путём изменения его конструкции, характера движения, балансировки возмущающих масс, снижения динамических нагрузок и т.д.;
- технологический метод, который состоит в замене материала звукоизлучающих деталей, изменении их массы, способа и качества обработки и т.п.;
- метод звукоизоляции. Этот метод применяется при невозможности снизить шум конструктивным методом и для исключения интенсивных высокочастотных локальных излучателей;
- метод звукопоглощения используют для снижения аэродинамического шума встроенных пневмосистем машин;
- метод виброизоляции применяют для ограничения распространения вибрационной энергии от механизма-генератора к излучающим звук конструктивным элементам машин. Метод наиболее эффективен на средних и высоких частотах;
- метод вибропоглощения применяется для уменьшения потоков колебательной энергии на путях ее распространения, и прежде всего - вблизи шумного механизма. Предпочтительно применение для тонкостенных конструкций (например, ограждений).
Конструктивный метод является основным и предпочтительным, ибо предполагает радикальное решение проблемы. Однако, на серийных машинах возможности этого метода часто бывают исчерпанными, и поэтому для снижения шума машин используют в комплексе все вышеперечисленные методы.
По мнению специалистов /35/, “высокий уровень шума в первую очередь связан с тесной расстановкой прядильных машин”. Современные прядильные машины вполне соответствуют достигнутому уровню конструирования и изготовления. Отсюда следует, что эффективное снижение уровня шума не может быть достигнуто достаточно простыми и примитивными средствами.
Существующие способы и устройства для снижения шума прядильных машин условно можно подразделить на общие и конкретные. К первым относятся предложения и рекомендации, применимые для всех марок прядильных машин, ко вторым - только те, которые применимы для машин определенных типов.
Ограничение шума зубчатых передач
Практически все прядильные машины содержат зубчатые передачи. Степень акустического вклада зубчатых передач в общий шум машины составляет около 18% /35/. На шум зубчатой передачи влияют: тип и параметры зубчатой передачи, конструктивные и технологические факторы, точность изготовления. Косозубые колеса издают меньше шума, чем аналогичные прямозубые, причем, шум, излучаемый зацеплением, уменьшается с увеличением угла наклона зубьев ( от 0° до 20-40°. Для шлифованных зубьев звуковое давление имеет минимальное значение при (=20-25°, для фрезерованных - при (=30-40° /67/. Для компенсации погрешностей в направлении зуба и для предотвращения ударов при входе в зацепление рекомендуется применять фланкирование зубьев /53/.
Из параметров зубчатой передачи наибольшее влияние на шум оказывают: число зубьев, коэффициент перекрытия и ширина зуба.
Уменьшение числа зубьев не просто снижает частоту воздействий, но и уменьшает звуковое давление за счёт меньшего числа воздействий в единицу времени /67/. При коэффициенте перекрытия (=2 ввиду неточности изготовления и зацепления шестерен возможен периодический переход от двойного зацепления (две пары зубьев) - к одинарному (одна пара зубьев), сопровождающийся повышенным выделением шума. Во избежание последнего рекомендуется применять коэффициент перекрытия зубчатых зацеплений, превышающий 2. Если условие (>2 невыполнимо, значительного снижения звукового давления можно добиться за счет увеличения ширины зуба /53, 67, 76/. По мере увеличения ширины зуба колеса уменьшается доля высокочастотных составляющих в шуме, и как правило, снижается общий уровень звукового давления.
Среди конструктивных факторов большой эффект снижения шума зубчатых колес достигается с помощью слоев, поглощающих звук в твердом теле, и крутильно-упругого соединения зубчатого обода со ступицей. Для этого применяют колеса с пластмассовыми и резино-металлическими ступицами, упругое соединение зубчатого обода и ступицы с помощью зластомерных колец или втулочных пружин /2/. Упругие кольца (резиновые, полиуретановые) дают снижение звукового давления в зубчатом зацеплении на 10-13 дБ по сравнению со стальными колесами 8 степени точности. Дополнительный эффект дает также нарушение синфазности колебаний за счет разделения излучающей поверхности (как правило - торцевой) жесткими ребрами. При этом следует стремиться к предельному уменьшению площади торцевой поверхности /39, 89/. Этого следует добиваться немеханическим способом (например, в процессе литья с последующей доводкой резанием, если это необходимо, а также балансировкой высокоскоростных колес) /42/.
Материал зубчатой пары оказывает наибольшее влияние на уровень шума. Самые большие потери рассеяния звука имеет сплав из 60-80% марганца и 40-20% меди. Применяют также текстолит.
Закалка и другая термообработка повышают шум зубчатого зацепления на 3-4 дБ за счет ухудшения точности закаленного колеса /39, 67/. Поэтому необходимость применения термообработки должна быть серьезно обоснована.
В текстильной промышленности колеса 8 степени точности вполне удовлетворяют функциональным требованиям. Дальнейшее повышение степени точности колес значительно увеличивает стоимость их изготовления и не обеспечивает существенного снижения шума /35/. Повышение точности на 1 степень дает снижение уровня шума на 1,5-3 дБ.
Ограничение шума подшипниковых узлов
Шум, образуемый подшипниками машины, обычно на 10 дБ и более ниже её общего шума. Поэтому нецелесообразно применять более дорогие подшипники, пока не будут устранены основные источники шума и вибрации.
Если шум подшипника соизмерим с шумом других элементов машины, выбор нужного подшипника может оказать заметное влияние на результирующие шум и вибрацию. Подшипники, если они правильно подобраны, увеличивают демпфирование и изолирование динамических сил, полученных в результате работы машины.
Из подшипников качения наилучшим эффектом демпфирования вибрации и звука обладают роликовые подшипники, имеющие уровень шума на 4-5 дБ ниже, чем шариковые. Еще более эффективны подшипники, установленные с упругим натягом, например, радиально-упорные, но особенно - роликовые конические. К тому же, такие подшипники передают усилия значительно выше, чем цилиндрические /35/.
Из известных дефектов подшипника наибольшее влияние на шум оказывают трещины в обойме подшипника, износ или дефекты поверхности ролика. Они способствуют возникновению шума высших гармоник, определяющих общий шум узла. Высшие гармоники, как правило, близки к резонансным частотам деталей машины и повышают уровень шума всей машины на этих частотах. Поэтому перед монтажом подшипникового узла необходима дефектовка подшипника по указанным признакам /63/.
Шум подшипника может быть понижен, если между подшипником и корпусом узла установить упругий материал, например резину. Числовой оценки такого мероприятия в литературе не обнаружено.
Часто основным источником шума является резонанс обойм подшипников. Этот резонанс устраняют, используя переходную посадку подшипника на валу. Значительная часть шума подшипников распространяется от его торцовой части воздушным путём. Поэтому применение крышек обязательно. Хорошие результаты дали эксперименты с жесткими литыми крышками /63/. Штампованные, слабо укреплённые крышки из листового металла дают повышенный уровень шумов. Демпфирование шума подшипниками уменьшается при снижении вязкости смазочного материала, например, от нагрева. Демпфирование увеличивается при использовании смазочного материала повышенной вязкости и устойчивого к нагреву.
Снижение шума от пневмосистемы
Одним из мощных источников шума является пневмосистема прядильной машины. Исследования уровня шума специальной аппаратурой с расположением микрофона на расстоянии 30 см от машины и 150 см от пола показали /44/, что в зоне расположения вентилятора уровень шума увеличивается до 91 дБ. Для снижения уровня шума, создаваемого вентилятором, предлагается: для кольцепрядильных машин - установка вентилятора в шумопоглощающей камере, облицованной двумя слоями стекловаты толщиной 2,5 см с объемной плотностью 128 кг/м3 (снижение - на 7,5-3,5 дБ); для пневмомеханических машин - установка на выходе вентилятора демпфера длиной 1 м (снижение на 4,5 дБ) /15/. Кроме установки звукопоглощающих камер для кольцепрядильных машин рекомендуется также изменение конфигурации сопла пылесборника, являющегося в ряде случаев резонатором.
Из отечественных изобретений определенный интерес представляет устройство для уменьшения аэродинамического шума, сопло которого покрыто полимерами и для повышения эффекта шумогашения туго охвачено пьезокерамическим кольцевым элементом, соединенным со звуковым генератором. В некоторых случаях источником низкочастотного шума пневмосистемы кольцепрядильной машины являются флейты мычкоуловителя. Небольшое изменение их конструкции позволяет снизить уровень шума /15/.
Наконец, безусловно, уровень шума пневмосистемы любой прядильной машины будет значительно ниже, если она подсоединена своим выхлопом к общецеховой пневмосистеме, а не является открытой, как это зачастую бывает.
Снижение шума от элементов привода
Главным элементом привода рабочих органов прядильных машин является приводной ремень. Основной рекомендацией в этом направлении является применение в приводе ремней с ровной наружной поверхностью, эластичных (типа BTR - Англия, типа АСТ - СССР) и снижение скорости ременной передачи за счет уменьшения диаметра блочка. Так, с уменьшением диаметра приводного блочка с 18 мм до 11,5 мм уровень шума пневмомеханической прядильной машины снижается на 3 дБ /35/. Имеет значение и ширина ремня. Так на кольцепрядильной машине фирмы Platt-Saco-Lowell (Англия) после разработки нового типа шпуль, узких, покрытых пластиком ремней (взамен традиционной широкой хлопчатобумажной тесьмы) общий уровень шума машины снизился на 1,8-6,5 дБ. Уровень шума в цехе от группы модернизированных таким образом машин составил 83,7-85,7 дБ /35/. Положительный эффект в вопросе снижения шума тангенциального привода дала замена металлических роликов на пластмассовые /32 -38/.
Снижение шума от рабочих органов машин
Практически все известные способы и устройства для снижения уровня шума от рабочих органов прядильных машин основаны на принципах виброгашения, звукопоглощения и звукоизоляции”
На кольцевых прядильных машинах для снижения шума между веретенами и веретенным брусом, а также между кольцом и кольцевой планкой устанавливаются прокладки из эластичного материала. Благодаря этому уровень шума снижается на 5 дБ. Шумопоглощающие прокладки между веретеном и веретенным брусом состоят из трех колец, сложенных вместе /58/. Наружные кольца изготовляются из капрона, а внутренние из пористой резины или неопрена. Кольца снабжены шипами и отверстиями для предотвращения их взаимного проворачивания. Прокладки устанавливаются с двух сторон полки бруса и затягиваются гайкой веретена.
На валу прядильной камеры пневмомеханической прядильной машины между втулкой с подшипниками и корпусом устанавливают резиновые амортизирующие кольца. Это позволяет избежать воздействия вибрации прядильной камеры на детали и узлы, контактирующие с узлом камеры. Для большего эффекта виброизоляции предлагается придавать виброгасящим прокладкам рифленую поверхность, образованную чередующимися выступами и впадинами различной формы и конфигурации /60/.
На наш взгляд, следует сделать попытку полностью виброизолировать корпус прядильного устройства в местах его контакта с машиной, чтобы исключить динамическую взаимосвязь прядильных устройств и распространение контактного шума от них через остов машины.
Применение ограждающих средств шумозащиты
Ограждающие средства шумоэащиты представляют собой специальные ограждения, закрывающие источник шума частично или со всех сторон. Средства шумозащиты, закрывающие источник шума со всех сторон, называют кожухами. Средства шумозащиты, закрывающие источник шума частично, называют ограждением. Кожухи и ограждения обычно имеют многофункциональное назначение и применяются не только для защиты от шума. Ограждения, применяемые исключительно как средства шумозащиты, называют акустическими экранами. Их устанавливают не связанно с источниками шума. Исходя из принципа акустического подобия, под которым следует понимать особенность акустических свойств ограждений, можно выделить два основных вида звукозащитных ограждающих конструкций:
- полностью закрытые ограждающие конструкции - плотно примыкают к станине (остову) с источником и образуют совместно с ней замкнутое пространство вокруг ограждаемых механизмов;
- ограждения с малыми "акустическими" отверстиями - имеют на одной или нескольких панелях закрытого кожуха щели и каналы минимальных размеров, необходимых для осуществления технологического процесса. В эту группу входят практически все технологические ограждения и кожухи общего назначения с вентиляционными каналами.
При прочих одинаковых условиях герметичные кожухи обеспечивают наибольший эффект звукозащиты. Отверстия и участки с пониженной звукоизоляцией приводят к снижению звукозащитных функций ограждений.
Прядильные машины оснащены исключительно ограждениями второго вида. Работы по повышению эффективности ограждающих средств шумо-защиты ведутся как в России, так и за рубежом. За последние годы имеются определенные достижения в этом направлении. Приведены необходимые при проектировании типы материалов, применяемых в настоящее время для ограждающих конструкций, приведены их акустические и другие расчетные параметры. Даны некоторые конструктивные решения основных элементов кожуха:- соединений частей кожуха, кожуха со станиной, встроенных окон и дверей; - кожухов с технологическими отверстиями; - малогабаритных глушителей.
Там же приведены практические результаты работ по снижению шума: - введение вибродемпфирующих прокладок в соединения позволяет снизить уровень шума, излучаемого ограждением, на 8-10 дБ; - оснащение технологических отверстий малогабаритными глушителями позволяет повысить акустическую эффективность кожуха на 4-15 дБ /41 -45/.

Соединение крышки с корпусом Крепление крышки к корпусу
Рис. 4.2 Рис. 4.3 1 - крышка; 1 - крышка; 2 - упругая прокладка; 2 - уплотнение; 3 - корпус; 3 - корпус; 4 - виброизолирующая втулка. 4 - прижимная планка. Применяется для кожухов полиграфических машин с небольшим уровнем шума и вибрации. Материал прокладки - маслостойкая резина толщиной 4-8 мм. Вибрация не передается через болтовые соединения. Уплотнение равномерно по всей поверхности. Соединение крышки с корпусом Рукоятка запорная

Рис. 4.4 * Рис. 4.5 1 - крышка; 1 - пластина двери; 2 - шайба; 2 - виброизолирующая прокладка; 3 - корпус; 3 - неподвижная пластина; 4 - упругая втулка; 4 - рукоятка. 5 - резиновый жгут. *Для кожухов полиграфических машин в условиях интенсивной смазки. Жгут резиновый маслостойкий диаметр 4-10 мм. Обеспечивает хорошее герметичное уплотнение.
Стыковое соединение Окно с двойным стеклом в кожухе
Рис. 4.6 Рис. 4.7 1, 3 - стыкуемые элементы; 1 - пластина кожуха; 2 - уплотнение. 2 - звукопоглощающая облицовка; 3 - прокладка из профилированной или пористой резины; 4, 5 - пластины из оргстекла толщиной 3-4 и 4-7 мм.
Звукоизоляция технологического отверстия посредством защитной шайбы Звукоизоляция технологического отверстия с помощью уплотнителя
Рис. 4.8 Рис. 4.9 1 - звукоизолирующая пластина; 1 - звукоизолирующая пластина; 2 - резиновая шайба; 2 - резиновый уплотнитель; 3 - вал. 3 - вал.
Звукоизоляция технологического отверстия с ручкой управления Звукоизоляция технологического отверстия с помощью шторы
Рис. 4.10 Рис. 4.11 1 - звукоизолирующая пластина; 1 - звукоизолирующее ограждение; 2 - резиновый уплотнитель; 2 - бумажное полотно; 3 - ручка. 3 - козырек (штора) из эластичного материала толщиной 6-8 мм.
Звукоизоляция технологического отверстия Звукоизоляция технологического отверстия с применением малогабаритного глушителя
Рис. 4.12 Рис. 4.13 1 - звукозащитное ограждение; 1 - звукозащитное ограждение; 2 - бумажное полотно; 2 - бумажное полотно; 3 - откидная часть звукопоглощающего 3 - каркас глушителя; канала. 4 - звукопоглощающий материал толщиной 30-40 мм; 5 - перфорированная пластина.
Интересное и весьма эффективное решение использования акустических экранов для снижения шума кольцепрядильной машины предложено польскими машиностроителями. Экран состоит из трех элементов, выполненных в форме одной горизонтальной и двух вертикальных поверхностей, экранирующих приводной вал и опоры веретен. Экраны изготовляются из многослойного материала, состоящего из минеральной ваты, защищенной стеклотканью, а также из листового алюминия, выложенного шумопоглощающей пастой со стороны источника шума. Использование акустических экранов снижает шум прядильной машины в целом на 3-5 дБ {примерно 55% уменьшения мощности источника). Сверх того, акустические экраны предохраняют от засорения пылью волокон привода веретен и отличаются простой конструкцией. Ранее проведенные исследования показывают, что основным источником шума машины ППМ-240-Ш являются прядильные устройства /57/. Механический шум, возникающий в прядильном устройстве от недостаточной динамической уравновешенности быстровращающихся масс, от геометрических погрешностей в размерах подшипников и валов, от резонансных явлений, передается на корпус машины в местах контакта прядильного устройства с корпусом. Далее контактный шум распространяется на другие элементы машины, способствуя возрастанию общего шума.
Рассмотрим эффективность применения виброизоляции прядильного устройства в местах контакта с корпусом машины (рис. 4.14).
Таблица 4.3
Усло-
вия Частота, Гц Уро-
вень изме-рений 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 звука, дБА
Октав-ные уров-ни Серий-ные прядильные устройс-тва
82
86
85
79
77
74
79
69
84 звуко-вого дав-ления,
дБ Прядиль-ные устройства с виброи-золяцией
86
88
83
75
70
69
73
69
79 Сниже-ние - - 2 4 7 5 6 - 5
Из приведенных данных, см. табл. 4.3, видно, что применение виброизолирующих элементов при сравнительных замерах шума методом ближнего поля дало снижение по общему уровню на 5 дБ(А), в октавных полосах нормированного диапазона частот - до 7 дБ.
На частотах 63 и 125 Гц уровень шума повысился, соответственно, на 4 и 2 дБ. Это можно объяснить изменением амплитудно-частотных характеристик узла ПУ в целом, т.к. нарушена жесткость его опоры на червячном валу машины.
В целом следует признать, что введение в узел ПУ виброизолирующих элементов дало значительное снижение шума. Однако, выбрать эти мероприятия в серийные машины затруднительно.
Рассмотрим другие возможности.
Вентилятор Ц4-57, №4, n=3000 об/мин используется практически во всех машинах, проектируемых в СКБ ТМ. Исключение составляют лишь машины ППМ-240-Ш и ППМ-240-Л, где применяется подобный вентилятор, №5, n=2600 об/мин. Действующими государственными стандартами, а также нормами проектирования промышленных предприятий предусматривается обязательное подключение вентилятора машин со стороны его выхлопа в общецеховую систему вентиляции. На практике же это соблюдается редко, т.к. большинство цехов прядильного производства являются помещениями старой застройки, и выброс воздуха вентиляторы машин производят непосредственно в открытое пространство внутри кожуха хвостовой части машины. В этом случае шум вентилятора, а значит и машины в целом, резко возрастает. Снижение шума, излучаемого вентилятором, позволило бы не только уменьшить шум всех машин, проектируемых СКБ ТМ, но дало бы возможность при необходимости использовать эти машины без подключения к внутрицеховой системе вентиляции, не нарушая при этом действующих норм по ограничению шума.
Попытку снижения шума вентилятора Ц4-57 предполагалось осуществить в двух направлениях: во-первых, покрытием внутренних поверхностей хвостового шкафа машины демпфирующим материалом с выявлением оптимальной площади оклейки, а во-вторых, некоторыми конструктивными изменениями колеса вентилятора, в частности - скруглением кромки лопасти на входе вентилятора. Во избежание случайных погрешностей в экспериментах, было решено использовать одно и то же колесо вентилятора: балансированное, с острыми кромками лопастей на входе и балансированное, с закругленными кромками. Испытания вентилятора проводились на машине П-75-ШГ при полностью отключенных прочих узлах машины и остановленном оборудовании. Для более отчетливого выявления снижения шума от закругления входных кромок колеса вентилятора микрофон при испытаниях устанавливался вплотную к середине открытого дверного проема волокносборника, рис. 4.15. При выявлении эффективности покрытия демпфирующим материалом микрофон устанавливался на расстоянии 0,5 м от закрытых дверей хвостового шкафа и на высоте 1,5 м от пола. Замеры шума проводились шумомером 00023 фирмы RFT (ГДР).
Результаты снижения шума от закругления входных кромок колеса вентилятора представлены в табл. 4.4.
Таблица 4.4
Усло-
вия Частота, Гц Уро-
вень изме-рений 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 звука, дБА
Октав-ные уров-ни Серий-ное колесо вентиля-тора
95
93
104
102
102
94,5
86,5
85
105 звуко-вого дав-ления,
дБ Колесо со скруг-ленными кромка-ми лопастей
95
92
103
100
101
93
84
83,5
103,5 Сниже-ние - 1 1 2 1 1,5 2,5 1,5 1,5
Полученный от данного мероприятия эффект малозначителен.
Применение новых демпфирующих композиций для снижения шума прядильных машин
Как показывают исследования разных авторов, наиболее эффективным является снижение шума в источнике. На практике это затруднительно.
Результаты снижения шума от покрытия демпфирующим материалом тонкостенных элементов хвостового шкафа машины приведены в табл. 4.5. Здесь сравнивались 4 варианта:
- вентилятор с обычным серийным колесом, имеющим острые кромки лопастей на входе. Демпфирование отсутствует;
- тот же вентилятор, но с демпфирующим покрытием (исключая жалюзи);
- вентилятор с закругленными кромками лопастей колеса на входе и демпфированием;
- то же, но дополнительно к отмеченному выше полностью покрыты демпфирующим материалом жалюзи шкафа в зоне выхлопа, см. рис. 4.15.
Из табл. 4.4 и 4.5 видно, что закругление кромок лопастей колеса на входе вентилятора дает незначительное снижение шума, ощутимое лишь при замерах методом ближнего поля и практически не ощутимое при закрытых дверях шкафа, покрытого демпфирующим материалом. Само же покрытие демпфирующим материалом внутренних поверхностей шкафа дает значительное снижение шума вентилятора (до 7 дБ в октавных полосах частот и на 5 дБА по уровню звука). Причем, особенно ценно, что наибольшее снижение (7 дБ) наблюдается в высокочастотной полосе спектра (8000 Гц).
Дополнительное покрытие демпфирующим материалом жалюзей близ выхлопа вентилятора также заметно снижает шум (1-3 дБ в октавных полосах частот и 3 дБА по общему уровню). При этом наибольшее снижение звукового давления (3 дБ) наблюдается на частоте 250 Гц, на которой до покрытия шкафа демпфирующим материалом был зафиксирован пиковый "всплеск" величины звукового давления с 76 дБ до 87 дБ (см. табл. 4.5). После покрытия шкафа и жалюзей близ выхлопа вентилятора демпфирующим материалом отмечавшегося ранее пика звукового давления на частоте 250 Гц.
В данном случае попытку снижения шума вентилятора машины П-75-ШГ за счет покрытия внутренних поверхностей шкафа демпфирующим материалом следует признать успешной и рекомендовать к внедрению в серию.
Попытки снизить шум вентилятора за счет изменения его конструктивных элементов следует активно продолжать. В частности, “пиковый всплеск" звукового давления вентилятора на частоте 250 Гц, имеющий аэродинамическое происхождение /54, 57/, возможно, удастся уменьшить за счет размещения лопастей колеса под разными углами.
Таблица 4.5
Результаты снижения шума вентилятора на машине П-75-ШГ
Усло-
вия Частота, Гц Уро-
вень изме-рений 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 звука, дБА Серийное колесо вентиля-тора. Шкаф без демпфи-рования
75
76
87
82
79
72
66
62
85 То же колесо. Шкаф с демпфи-рованием
75
75
82
77
75
71
64
55
80
Октав-ные уров-ни Колесо с закруг-ленными кромками.Шкаф с демпфи-рованием
70
76
81
77
75
70
63
57
80 звуко-вого дав-ления,дБ То же, с демпфи-рованием жалюзей
73
77
78
75
73,5
69
65
56
77 Снижение от демп-фирова-ния шкафа (кроме жалюзей)
-
1
5
5
4
1
2
7
5 Снижение от закруг-ления кромок (при демпфи-ровании шкафа)
5
-
1
-
-
1
1
-
- Снижение от демпфи-рования жалюзей
-
-
3
2
1,5
1
-
1
3 Продолжение табл. 4.5
Усло-
вия Частота, Гц Уро-
вень изме-рений 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 звука, дБА Общее сниже-ние шума
2
-
9
7
5,5
3
1
6
8 4.4. Сравнительный анализ аналитических и экспериментальных данных
Известно, что акустическая мощность наиболее объективный показатель оценки излучения звуковой энергии колеблющимися телами и также наиболее эффективный метод оценки шумоглушения. Однако при оценке вибродемпфирования в децибелах полученный эффект, оцениваемый также параметром звуковой мощности, не дает представления о реальной эффективности излучения и демпфирования конкретных элементов машин, акустическая эффективность которых оценивается уровнями звукового давления в октавных полосах частот. Как правило, при пересчете уровней звуковой мощности в уровни звукового давления с учетом телесного угла излучения и метода крепления деталей в совокупности с другими деталями эффективность существенно ниже, Рис. 4.16
ВЫВОДЫ по гл.4
1. Исследованы тенденции получения новых демпфирующих покрытий с учетом хорошей адгезии, экологической чистоты, технологичности нанесения, экономичности в сравнении с аналогами.
2. Разработана технология нанесения вибродемпфирующего покрытия с разработкой приемов и условий нанесения, температурными диапазонами, подготовки поверхности.
3. Разработаны рекомендации по применению демпфирующих покрытий в сравнении с прим. Методов снижения шума, что позволило выделить демпфирование как перспективный метод.
4. экспериментальные исследования применения демпфирующей мастики для машин дали результат - 8 дБА.
5. Разработаны практические рекомендации по использованию на практике.
6. Показано, что применение демпфирующих конструкций 0из текстильных отходов обеспечивает наиболее экономичным путем, без изменения конструкции машин, значительного эффекта снижения шума.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
5.1.Социально- и технико-экономические аспекты улучшения
шумовых параметров прядильного оборудования
С развитием рыночных отношений необходимо оценивать экономическую целесообразность любых технический достижений. С другой стороны, при совершенствовании демократических институтов, нельзя забывать о гуманитарно-социальном аспекте технического прогресса. Решение проблем шумоглушения удачно вписывается в данную ситуацию. Действующие в мире нормативы на ограничение шумов на производстве четко фиксируют границы шумов по спектру или в эквиваленте - дБА. Существует график функции допустимого превышения нормы в зависимости от времени пребывания в условиях шума на производстве. Предположив, что при улучшении акустических условий труда, то есть при уменьшении эквивалентного уровня звука с до (акустический эффект ), сокращаются потери и издержки производства на величину / 53 -57/ :
(5.1)
Аналогично можно представить зависимость (5.1) при сокращении времени пребывания рабочего в условиях повышенного шума:
(5.2)
Таким образом, получается шкала перехода от к и логическое заключение о возможности нахождения эквивалента между социально-экономическим и акусто - временным показателями, характеризующими степень нарушения нормативных требований и издержками производства на материальные компенсации. Потери и издержки производства равны нулю при условии:
при при (5.3)
Пересчет превышения уровня звука через временной показатель производится по формуле:
(5.4)
Соответственно, технический эффект при шумоглушении адекватен увеличению временного эквивалента :
(5.5)
С учетом условия (5.1)
при
Потери и издержки производства от вредного влияния шума, превышающего норму, определяются по последствиям: снижения производительности труда, оплата бюллетеней, издержки от нарушения трудовой дисциплины, текучесть кадров, компенсации за труд в условиях повышенного шума и пр. Для разработки методики оценки социально-экономического эффекта могут быть использованы типовые методики, в частности, для расчета годового экономического эффекта от производства продукции повышенного качества (оборудования с улучшенными акустическими характеристиками)
(5.6)
где П - прирост прибыли от реализации продукции повышенного качества, численно равный сокращению потерь и издержек (М, руб.; К - удельные дополнительные капитальные вложения, связанные с повышением качества продукции, руб.; ЕН - нормативный коэффициент окупаемости (0,15); Аг - годовой объем продукции повышенного качества в расчетном году, в натуральных единицах.
При определении прироста прибыли считаем, что сокращение потерь достигается только за счет экономии фонда зарплаты при снижении шума и прекращении выплат по компенсациям за вредность и не учитывается рост прибыли при увеличении количества продукции. Таким образом, скорректированный прирост прибыли определяется по формуле:
(5.7)
где ЗП - среднечасовая зарплата рабочего с улучшенными условиями труда; Т - количество рабочих дней в году; t - длительность рабочего дня, час; - временной показатель социально-экономического эффекта; N - число рабочих, охваченных мероприятиями по шумоглушению.
Если на предприятии производится комплекс мероприятий по снижению производственного шума, то годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:
(5.8)
где суммирование производится по всем мероприятиям i-го типа с соответствующими им величинами ЗПi, ti и т.д.
При экономии производственных ресурсов, связанной с мероприятиями снижения шума, может быть учтен чисто экономический эффект , рассчитанный по данной методике.
Суммарный годовой экономический эффект от шумоглушения на данном объекте определяется по формуле:
(5.9)
Используя формулы 5.1-5.9 и подставив данные по конкретным мероприятиям снижения уровня шума на рабочем месте у машины ПС-100-Л01 (от комплекса мероприятий) на 7 дБА и на 5 дБА у машины ППМ-240-Ш2 (при использовании аэродинамического глушителя) ориентировочный экономический эффект составит (в расчет принято, что в цехе занято 10 машин типа ППМ, при соображении, что уровень шума от 10 машин в среднем на 10 дБ выше чем у одной машины) до 20000 руб. у машины ПС и до 7000 руб. у машины типа ППМ, считая, что средняя зарплата составляет 700 руб., а затраты на изготовление шумозащитных средств составляют примерно 3000 руб.
Общие выводы по работе
Проведен подробный анализ тенденций в развитии методов и средств борьбы с шумом текстильных машин, позволивший выделить основные направления-школы. Выявлены основные типовые источники шумообразования в текстильных машинах, связанные с конструктивными, технологическими особенностями при проектировании и эксплуатац