Защита рабочих мест от вибрации и шума

Наиболее часто в инженерной практике приходится разрабатывать способы защиты от вредной вибрации на путях ее распространения. Для этого между источником вибрации и рабочим местом устанавливают виброизоляторы.

Задача 5.6.1

Рассчитать виброизиляцию рабочего места оператора виброплощадки с использованием резиновых виброизоляторов.

Исходные данные представлены в таблице 7.

 

Таблица 7 ― Исходные данные для расчета

 

Исходные данные	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
f, Гц	50	52	55	67	60	54	76	70	65	62
ν, см/с	0,95	1,03	1,12	1,95	1,71	1,27	2,98	2,22	1,88	1,176
Размер, м	1,2х1,2х0,1	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-	-/-
mчел, Н	800	760	880	900	730	885	910	850	860	840
mпункта, Н	1100	1090	1085	1080	1150	1200	1100	1250	1080	1150

Решение.

  1 Определяем массу железобетонной плиты размером 1,2·1,2·0,1 м: 

                                            М=Vρ                                                  (21)

где  V ― объем, м³; 

ρ ― плотность железобетона (2200 кг/м³);

2 Для изготовления виброизоляторов используем резину на каучуковой основе № 3111 с твердостью 30/70условных едениц и динамическим модулем упругости Е = 280 Н/с  (см. табл. Д1, приложения)

3 Определяем массу всей виброизолированной системы:

                       m_с=М+m_чел+m_пункта, кг                                (22)

Вес вибрационной системы (Н): 

                                 Q= g,                                                       (23)

g = 9,8 м/с² = Н/кг

        4 Исходя из конструктивных особенностей виброизолированной железобетонной плиты задается число виброизолятора n = 8.

        5 Находим поперечный размер А виброизолятора квадратного сечения:

                                    , см                                      (24)

где Q ― вес виброизолированной системы;

      σ ― допускаемое напряжение в материале резины: 20-40Н/см² для мягких сортов, 50Н/см² ― для твердых сортов. Принимаем σ= 20Н/с . Величину А округлить до целой величины.

6 Полная высота резинового виброизолятора определяется как:

                                    ,см                                     (25)

7 Рассчитываем жесткость одного виброизолятора в вертикальном направлении:                                         

                                   , Н/см                                     (26)

где S ― площадь поперечного сечения виброизолятора, см²

S=А·А.  

 8 Определяем частоту собственных вертикальных колебаний виброизолированной системы:

                    , Гц                         (27)

 где

3 Рассчитываем коэффициент передачи и оцениваем эффективность виброизоляции:        

                                         ,                                        (28)

где  f₀ ― частота вынужденных колебаний принимаем равной 50Гц.

4 Виброскорость колебания рабочего места:     

                                         , м/с                                        (29)

Задача 5.6.2

Определить суммарное воздействие шума на рабочих и подобрать средство индивидуальной защиты, обеспечивающее нормативное требование по шуму. Исходные данные представлены в таблице 8.

 

Таблица 8 ― Исходные данные для выполнения задания

 

Вариант	Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах частот, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1 2 3 4 5	90 88 89 85 77	100 105 102 103 102	102 103 101 104 103	99 102 100 101 99	100 105 101 104 109	98 98 102 100 109	98 91 95 93 97	92 91 87 88 87
6 7 8 9 0	87 85 88 81 90	95 102 100 99 96	101 101 96 103 100	98 98 97 100 99	96 99 99 100 106	95 93 90 93 107	92 89 90 94 90	80 80 82 86 85

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

1. По справочным данным найти нормативные значения уровней звука и звукового давления для рабочих мест и определить превышение шума над нормативными значениями ∆L_N по формуле (дБ):

 

                                       ∆L_Ν = L - ­ L_Ν  ,                                              (30)

 

где L_­ ― уровни звука и звукового давления на рабочем месте рабочего, дБ;

L_Ν ― нормативные значения уровней звука и звукового давления, дБ; (таблица Е 1, приложения).

2. Подобрать средство индивидуальной защиты от шума в зависимости от величины требуемого снижения уровней шума таким образом, чтобы для каждой октавной полосы акустическая эффективность средства ∆L_с.и.з. была больше величины ∆L_Ν. Если ни одно из средств не позволяет выполнить это требование, выбирают средство, имеющее наибольшую акустическую эффективность.

Акустическая эффективность средств индивидуальной защиты приведена в таблице Е 2 приложения.

3.Определить спектральную характеристику шума, действующего на рабочего при наличии выбранного средства защиты, по формуле (дБ):

 

                                    L_с.и.з.= L  - ­∆L_с.и.з,                                             (31)

где L_с.и.з ― уровни звука и звукового давления шума, действующего на рабочего при наличии средств индивидуальной защиты, дБ;

L ― то же, при отсутствии средства индивидуальной защиты, дБ;

∆L_с.и.з. ― акустическая эффективность средства индивидуальной защиты от шума, дБ.

4. Результаты расчетов представить графически, отложив по оси абсцисс октавные полосы частот в Гц, а по оси ординат – уровни звукового давления в Дб (аналогично рисунка 3). На графике изобразить три кривые: 1 – уровни звукового давления шума, действующего на рабочего при отсутствии средств индивидуальной защиты от шума; 2 – нормативные значения уровней звукового давления; 3 – уровни звукового давления, действующего на рабочего при применении средств индивидуальной защиты.

 

1 – уровни шума в цехе, 2- нормативные значения уровня шума, 3- уровень шума с использованием средств индивидуальной защиты

Рисунок 3 – Графическая зависимость уровня шума

4. Результаты полученных расчетов снести в таблицу Г 3, приложения.