При проведении контрольных испытаний помещение считается пригодным для измерений шума по методу свободного поля, если средний уровень звука увеличивается не менее чем на 5 дБ при уменьшении вдвое расстояния r1 от центра источника до точек измерения шума или средний уровень звука уменьшается не менее чем на 4 дБ при удвоении указанного расстояния. В идеальном свободном поле без затухания изменение среднего уровня звука L2 при увеличении расстояния до r2=2r1 составляет 6 дБ в соответствии с выражением

,

где L1 -- известное значение уровня интенсивности звука на расстоянии r1 от источника.

Измерение шума в свободном поле. Если пол в испытательном помещении обладает хорошим звукопоглощением (коэффициент звукопоглощения не менее 0,8), машину помещают над центром пола на высоте не менее 1 м над полом и не ближе 1,5 м от потолка. В случае звукоотражающего пола (коэффициент звукопоглощения не более 0,05) испытуемую машину располагают на полу или непосредственно над полом вблизи от его центра. Звукоотражающий пол должен простираться во все стороны за измерительную поверхность так, чтобы линейные размеры звукоотражающей плоскости (пола) были больше проекции измерительной поверхности, образованной измерительными линиями (рис. 4.2). Во время измерений корпус шумомера и другие приборы, а также наблюдатель должны находиться на расстоянии не менее 1 м от микрофона.

Рис. 3. Точки измерения шума на виде спереди (а) и виде сверху (б) испытуемой машины

Точки измерения выбирают на измерительных линиях I и II (см. рис. 3, а, б). При определении размеров lmax, lmin и d не учитывается выходной конец вала, коробка зажимов и другие выступающие детали электрической машины. Для машин горизонтального исполнения измерительная линия I располагается на высоте оси вращения машины, для машин вертикального исполнения -- на половине высоты машины, но не менее 0,25 м для звукоотражающего и 1,0 м для звукопоглощающего пола. Измерительная линия II во всех случаях должна находиться в вертикальной плоскости, проходящей через ось машины.

При контрольных испытаниях измерения проводят в точках 1, 2, 3, 4, 5 для машин первой группы (с lmax?l м, а также 1 м?lmax?2 м и lmax/lmin<2) и в точках 1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11 для машин второй группы (с lmax ?2 м, а также 1 м?lmax?2 м и lmax/lmin>2).

ГОСТ 16372--84 «Машины электрические вращающиеся. Допустимые уровни шума» регламентирует допустимые уровни шума электрических машин при измерении на расстоянии 1 м от наружного контура машины. Поэтому размер d при измерениях принимается равным 1 м.

После измерения уровней шума в указанных точках обрабатывают результаты измерений.

Вычисляют1 эквивалентный радиус rs (м) для машин первой и второй групп соответственно по формулам

и ,

где d= 1 м; размеры а, b, с (в метрах) в соответствии с рис. 8.

Определяют площадь эквивалентной сферы и корректированный уровень звуковой мощности по шкале А:

,

где La -- измеренный средний уровень звука по шкале A, дБ; k -- постоянный коэффициент, k=0 и 3 соответственно для звукоотражающего и звукопоглощающего пола, S=2рrs2.

Определяют уровень звуковой мощности в частотных полосах по формуле

,

где L -- измеренный уровень звукового давления в частотной полосе, дБ.

Вычисляют приведенный уровень звука по шкале А на опорном радиусе 3 м по формуле

,

Измеренные и рассчитанные при испытаниях величины сопоставляются с требованиями по допустимым уровням шума.

Методы оценки вибрации. При оценке вибрации электрических машин основной измеряемой величиной является эффективное значение вибрационной скорости vэф, измеренное в диапазоне от рабочей частоты до 2000 Гц. Для электрических машин с рабочей частотой вращения до 3000 об/мин допускается измерение vэф в диапазоне частот до 1000 Гц.

Определение эффективного значения вибрационной скорости допускается проводить по данным спектрального анализа в указанном диапазоне частот

,

где viэф -- эффективное значение вибрационной скорости, полученное при спектральном анализе для i-й полосы фильтра, причем первая и п-я полосы должны включать в себя нижнюю и верхнюю границы заданного диапазона частот соответственно.

Напомним, что для оценки вибрации собранных электрических машин устанавливается восемь классов: 0,28; 0,45; 0,70; 1,10; 1,80; 2,80; 4,50; 7,00. Индексы классов соответствуют максимально допустимой для данного класса эффективной вибрационной скорости в мм/с.

При контроле вибрации электрических машин их располагают на упругом основании, причем дополнительная масса упругого основания не должна превышать 10% массы испытуемой машины.

Рис. 4. Точки измерения вибрации в электрических машинах исполнения IP44

Вибродатчики должны жестко крепиться к самой машине или к дополнительной массе. При испытаниях электрическая машина должна иметь такое же положение, как и при нормальной эксплуатации.

Помехи от внешней вибрации в принятых точках измерения (рис. 4) не должны превышать 25% нормируемой величины vэф.доп, а при измерении уровня вибраций в децибелах --8--10 дБ соответственно.

При периодических и типовых испытаниях вибрацию необходимо измерять на подшипниковых щитах по вертикальной и горизонтальной осям, а также в направлении оси вращения, как можно ближе к последней. Кроме того, измеряется вибрация на лапах или на фланце машины в направлении, перпендикулярном опорной поверхности, в точках, находящихся вблизи мест крепления. Рекомендуемые точки измерения вибрации и ее направления приведены на рис. 4.

Допустимые значения среднего уровня звука и методы его измерения при промышленных испытаниях изложены в ГОСТ 12.2.024 -- 76. Этот стандарт распространяется на силовые масля ные трансформаторы общего назначения мощностью от 100 кВА и выше и напряжением до 750 кВ включительно. По заказу потреби теля трансформаторы должны изготавливаться мощностью 16.. 200 MB-А с уровнем звука, пониженным не менее чем на 10 дБ по сравнению с указанным в стандарте.

Как правило, при испытаниях трансформаторов заглушённые камеры не используются. Поэтому для проведения испытаний необходимо выбирать время суток, когда внешние шумы минимальны. Кроме того, можно использовать передвижные звукопоглащающие стены, играющие роль экранов, поскольку главной излучающей шум поверхностью трансформатора является вертикальная. Стены устанавливаются с той стороны, с которой производятся измерения.

Во время измерений необходимо, чтобы вибрации не передавались от трансформатора полу, а возможные акустические отражающие поверхности находились не ближе 3 м от точек измерения. При проведении испытаний следует исключить влияние внешних электромагнитных полей на результаты измерений. Поэтому при испытаниях рекомендуется применять конденсаторные микрофоны.

11. Защита персонала от шума и вибрации

Задачей защиты человека от окружающих вредных производственных факторов (ОВПФ) является снижение уровня вредных факторов до уровней, не превышающих ПДУ (ПДК), и риска появления опасных факторов до величин приемлемого риска.

Основным и наиболее перспективным методом зашиты является совершенствование конструкций машин и технологических процессов, их замена на более современные и прогрессивные, обладающие минимальным уровнем опасности, выделения вредных веществ, излучений.

Если же исключить наличие ОВПФ при работе нельзя, используют следующие приемы защиты:

* удаление человека на максимально возможное расстояние от источника ОВПФ;

* уменьшение времени пребывания в зоне ОВПФ;

* применение средств индивидуальной защиты.

Защита от вибрации

Амплитуда скорости вибрации (виброскорости) vm может быть определена по формуле

,

где Fm - амплитуда возмущения виброскорости, Н; м - коэффициент сопротивления, Н•с/м; f - частота вибрации, Гц; m - масса системы, кг; с - коэффициент жесткости системы, Н/м.

На основании анализа формулы можно сделать следующие выводы: для уменьшения виброскорости vm необходимо снижать силу Fm (снижать виброактивность машины) и увеличивать знаменатель, а именно - повышать сопротивление системы м и не допускать, чтобы 2рf = с/2рf. При равенстве эти членов наступает явление резонанса, и уровень вибрации резко возрастает.

Таким образом, для защиты от вибрации необходимо применять следующие методы:

· снижение виброактивности машин (уменьшение силы Fm);

· отстройка от резонансных частот (2рf ?с/2рf );

· вибродемпфирование (увеличение м);

· виброгашение (увеличение m) - для высоких и средних частот;

· повышение жесткости системы (увеличение с) - для низких и средних частот;

· виброизоляция;

· применение индивидуальных средств защиты.

Снижение виброактивности машин (уменьшение силы Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены (например, замена клепки сваркой); хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применение кинематических зацеплений пониженной виброактивности (например, использование шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых), заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот (2рf ?с/2рf ) заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с (например, установка ребер жесткости) или изменения массы m системы (например, закрепление на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование (увеличение м) - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение.

Виброгашение (увеличение m) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Как видно из формулы виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы (увеличение с), например, путем установки ребер жесткости. Как видно из формулы этот способ эффективен только при низких частотах и в ряде случаев средних.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаше всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания.

Рисунок 5. Виброизолирующие опоры: а) пружинные; б) резиновые

Защита от шума

Для защиты человека от акустических колебаний (шума и ультразвука) применяются следующие методы:

* снижение звуковой мощности источника звука;

* размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии;

* удаление рабочих мест от источника звука;

* акустическая обработка помещений;

* звукоизоляция;

* применение глушителей;

* применение средств индивидуальной зашиты.

Снижение звуковой мощности источника звука. Для снижения шума механизмов и машин применяют методы, аналогичные методам, снижающим вибрацию машин, т. к. вибрация является источником механического шума. Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков воздуха и газа и обтеканием им элементов механизмов и машин, -наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно. Для уменьшения интенсивности генерации шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа

Изменение направленности излучения шума. При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам, поскольку величина направленности может достигать 10. ..15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.

Удаление рабочих мест от источника звука. Увеличение расстояния от источника звука в 2 раза приводит к уменьшению уровня звука на 6 дБ.

Акустическая обработка помещения -- это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) звука. Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения и штучные (объемные) поглотители различных конструкций, подвешиваемые к потолку помещения. Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука незамкнутые поры. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения , равным отношению звуковой энергии, поглощенной материалом, и энергии, падающей на него. Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения не менее 0,3. Чем это значение выше, тем лучше звукопоглощающий материал. Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения.

Список литературы

1. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. - 4-е изд., сокр. и перераб. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ие, 1984. - 408 с.

2. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк.,1988. - 232с.

3. Котеленец Н.Ф. Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин: Учеб. для вузов/ Котеленец Н.Ф., Акимова Н.А., Антонов М.В. - М.: издат. центр “Академия”., 2003. - 384 с.

4. ГОСТ 183-74. «Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования».

5. ГОСТ 16264-85. «Электродвигатели малой мощности. Общие технические условия».

6. ГОСТ 11828-86. «Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний»

Размещено на Allbest.ru