Разработка программно-методического комплекса, предназначенного для хранения обработки и анализа информации о персонале БШК «Белшина»

Источниками производственного  шума на роботизированных участках являются приводы манипуляторов, вентиляционные установки, трансформаторы, станки, транспортные средства  и пр.      

Шум — это беспорядочное  сочетание звуков различной частоты  и интенсивности. Шум возникает  при механических колебаниях в твёрдых, жидких и газообразных  средах. Механические колебания с частотами  20 - 20 000 Гц воспринимаются слуховым аппаратом в виде слышимого звука. Колебания с частотой ниже 20 и выше 20 000 Гц не вызывают слуховых ощущений, но оказывают вредное биологическое воздействие на организм человека. Шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру частот, называется широкополосным. Шум, в котором прослушивается звук определённой частоты, называется тональным. Шум, воспринимаемый как отдельные импульсы (удары), называется импульсным.

При распространении звуковых колебаний в воздухе периодически появляются области разрежения и повышенного давления. Разность давлений в возмущённой и невозмущённой средах называется звуковым давлением P. При этом происходит перенос кинетической энергии, величина которой определяется интенсивностью звука J. Интенсивность звука - это энергия, переносимая звуковой волной через поверхность 1м², перпендикулярную направлению распространения звуковой волны в секунду.

Интенсивность звука  можно выразить через звуковое давление по формулам (5.1),(5.2):

J = νp                                                        (5.1)

Или

 

J = p²/(rс²),                    (5.2)

где J - интенсивность звука, Вт /м²;

      р - среднеквадратическое значение звукового давления, Па;

      v - среднеквадратическое значение колебательной скорости частиц в звуковой волне, м/с;

       r - плотность среды, кг/м²;

       с - скорость распространения звука. Верхняя и нижняя границы интенсивности воспринимаемых человеком звуков называются пороговыми.

Так как человек воспринимает звуки в очень большом диапазоне интенсивностей - от 10^-14 до 1 Вт/м², то принято измерять и оценивать не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни по отношению к пороговым значениям, выраженные в логарифмической форме в децибелах (дБ). Таким образом, уровень интенсивности в дБ:

 

L_J = lg (J/J₀),                   (5.3)

 

где J₀ - пороговый уровень интенсивности (порог слышимости, равный 10^-14 Вт/м²).

Поскольку интенсивность  звука пропорциональна квадрату звукового давления, то уровень звукового давления в дБ определяется так:

 

L_P = 20 lg (p/p₀),                   (5.4)

 

где p₀ - звуковое давление, соответствующее порогу слышимости (p₀ = 2×10^-14).

При оценке шумов на производстве в большинстве случаев необходимо рассчитывать уровни звукового давления на рабочих местах в производственных помещениях при одном или нескольких источниках шума. Если в цеху или в другом производственном помещении имеется несколько источников шума с известными характеристиками, то уровень звукового давления на рабочем месте определяют так:

 

 

 

 

                                                                             (5.5)

 

где L_P - октавный уровень звукового давления источника шума,

       f - фактор направленности источника шума, постоянная S это площадь сектора распространения шума, которая определяется по формуле (5.6),

        B - константа для данного помещения, определяемая по формуле (5.7),

         коэффициенты c и y определяются по графикам /1/ исходя из (r / l_max) и (В/ /S_ОГР) соответственно

(где   S_ОГР - площадь всех отражающих поверхностей в помещении,

          r - расстояние до источника шума,

          l_max - наибольший геометрический размер источника шума).

 

S = W r²                                                                                                                                                      (5.6)

 

B = B₁₀₀₀ m,                                                                                                        (5.7)

 

где W - пространственный угол источника шума,

       m - константа, определяемая по таблицам в зависимости от объёма помещения.

B₁₀₀₀ определяется по формуле (5.8):

B₁₀₀₀ = V / 20,                                                                                   (5.8)

 

где V - объём помещения.

Расчёт уровня звукового  давления на рабочем месте в производственном помещении произведем при следующих  исходных данных.

Пусть в помещении  механического участка длиной N = 6м, шириной М = 5м и высотой H = 4м имеется два рабочих места и установлено шумящее оборудование в виде двух источников шума. Фактор направленности источника шума  f = 1.6, пространственный угол W = 2p, наибольший геометрический размер источника шума l_max = 1м. Расстояние то источника шума до первого рабочего места r₁ = 2м, до второго r₂ = 1м. Октавные уровни звукового давления на среднегеометрических частотах f₁ = 500 Гц и f₂ = 1000 Гц  равны соответственно 90 дБ и 75 дБ. Требуется определить уровни звукового давления на рабочих местах и требуемое снижение шума.

Решение:

Сначала рассчитаем уровни звукового давления на рабочих местах и требуемое снижение шума для  частоты f₁ = 500 Гц.

Для решения воспользуемся  формулой (5.5)

 

 

Т.к. r ³  2 l_max , то величина S будет определяться по формуле (5.6).

 

S₁ = W r₁² =2p r₁² = 2 × 3.14 × 2² = 25.12;

 

S₂ = W r₂² =2p r₂² = 2 × 3.14 × 1² = 6.28.

 

Коэффициент c находится по графику исходя из отношения r / l_max.

 

 Для       r₁ / l_max = 2/1 = 2, c = 1. Для r₂ / l_max = 1/1 = 1, c = 2.

 

Постоянную B ищем по формуле (5.2.7), а B₁₀₀₀ по формуле (5.8).

               Объём помещения равен 

 

V = M × N × H = 6 × 5 × 4 = 120 м².

 

Тогда B₁₀₀₀ = V/20 = 6 м².

Коэффициент m  определяется по таблицам из /1/ и равен 0.8.

 

B = B₁₀₀₀ m = 6 × 0.8 = 4.8 м².

 

Постоянную y  ищем по графику /1/ по отношению В / S_ОГР. Площадь ограничивающих поверхностей

 

S_ОГР = 2 × (6 × 5 + 5 × 4 + 4 × 6) = 148 м².

 

 Тогда  В / S_ОГР = 0.0324 и y = 1.

В итоге 

 

                            1 · 1.6            4 · 1

L₁ = 90 + 10lg    ————  +  ——— = 89.51 дБ;

                            25.12              4.8

 

                            2 · 1.6            4 · 1

L₂ = 90 + 10lg    ————  +  ——— = 91.27 дБ.

                              6.28              4.8

 

Теперь рассчитаем уровни звукового давления на рабочих местах и требуемое снижение шума для частоты f₂ = 1000 Гц.

 

S₁ = W r₁² =2p r₁² = 2 × 3.14 × 2² = 25.12 м²;

 

S₂ = W r₂² =2p r₂² = 2 × 3.14 × 1² = 6.28 м².

 

Коэффициент c для r₁ / l_max = 2/1 = 2, c = 1.

Для r₂ / l_max = 1/1 = 1, также c = 2.

Объём помещения

 

V = M × N × H = 6 × 5 × 4 = 120 м².

 

B₁₀₀₀ = V/20 = 6 м².

 

Коэффициент m равен 1.

В итоге B = B₁₀₀₀ m = 6 × 1 = 6 м².

 

S_ОГР =  2 × (6 × 5 + 5 × 4 + 6 × 4)  = 148 м².

 

Тогда  В / S_ОГР  =   = 0.0405, y = 1.

В итоге  

 

                            1 · 1.6            4 · 1

L₁ = 75 + 10lg    ————  +  ——— = 73.66 дБ;

                            25.12              6

 

                        2 · 1.6            4 · 1

L₂ = 75 + 10lg    ————  +  ——— = 77.28 дБ.

                              6.28                6

 

Допустимые значения уровней звукового давления находим  по нормативам, которые равны для  заданных частот соответственно 83 дБ и 80 дБ. Тогда требуемые уровни снижения шума :

для f₁ = 500 Гц  DL₁ = 89.51 – 83 = 6.51, DL₂ = 91.27 - 83 =8.27;

для f₂ = 1000 Гц  DL₁ = 0, DL₂ = 0.

 

5.3. Выбор метода  снижения шума в производственных  помещениях

 

Наиболее приемлемыми  методами защиты от шума являются использование  акустических экранов и звукопоглощающих облицовок.

Акустический экран представляет собой преграду для звуковых волн, снижающую уровень звука за счёт образования акустической тени за экраном в зоне расположения рабочего места. Экраны применяются в случаях, когда уровень звукового давления на рабочих местах превышает допустимые значения не менее чем на 8 и не более чем на 20 дБ.

Применение экранов  наиболее целесообразно для снижения прямого звука, т.е. при расположении рабочих мест в непосредственной близости от источников шума. Их применяют  также для отгораживания шумных агрегатов (участков) от соседних рабочих мест или рабочих мест от остальной части помещения.

Акустические экраны выполняют  из стали, дюралюминия, фанеры и т.д. и облицовывают со стороны, обращённой к источнику шума звукопоглощающим материалом, закрываемым с наружи перфорируемым листом. Для достижения желаемого эффекта линейные размеры экрана должны превосходить размеры источника не менее чем в 2 - 3 раза. Экраны могут быть простой (в виде листа), П - образной и других форм. Звукоизолирующую способность экрана определяют экспериментально или с помощью расчётов. Она приводится в литературе в виде таблиц для различных размеров экранов и расположения рабочих мест /1/.

 Например для задачи, приведённой  в подразделе 5.2 для обеспечения  требуемого уровня снижения шума  необходимо применить П - образный экран с высотой 2.4 м, шириной основной части 2 м, шириной крыльев 1.5 м и расположенный на расстоянии 1 м от источника шума.

Звукопоглощающая облицовка ограждающих  поверхностей производных помещений  уменьшает интенсивность отраженных звуковых волн. Использование звукопоглощающих конструкций позволяет снизить УЗ в зоне отраженного звука на 4-8 дБ. В данном случае их можно использовать для первого рабочего при частоте 500Гц.

Средний коэффициент звукопоглощения  до устройства звукопоглощающей облицовки определяется по формуле:

 

                                                              B

                                            α_ср = —————.                                                            (5.9)

                                                          B + S_огр

 

Тогда α_ср = 0,031.

Величина требуемого звукопоглощения ΔА_тр равна 20м².

Величина звукопоглощения  необлицованных поверхностей определяется по формуле:

 

                                               А₁ = α_ср · S_огр.                                                     (5.10)

 

Тогда А₁ = 4,588м².

Средний коэффициент  звукопоглощения помещения после  установки облицовки определяется по формуле:

 

 

 

                     А₁ + ΔА_тр

           α₁ = —————.                                                          (5.11)

                          S_огр

 

Тогда α₁ = 0,166.

Постоянная помещения  определяется по формуле:

 

                                                       А₁ + ΔА_тр

                                            В₁ = —————.                                                   (5.12)

                                                         1 — α_ср

Тогда В₁ = 29,48м².

Подставляя полученные значения в формулу (5.5) получаем значения ожидаемых УЗД после размещения дополнительной звукоизоляции

 

                            1 · 1.6            4 · 1

L₁ = 90 + 10lg    ————  +  ——— = 83 дБ,

                            25.12            20,48

из этого следует, что  было снижено значение УЗ до допустимого  уровня при использовании П - образного экрана с высотой 2.4 м, шириной основной части 2 м, шириной крыльев 1.5 м и расположенного на расстоянии 1 м от источника шума.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 В результате выполнения  дипломной работы была проведена  разработка программного и информационных модулей АСУ персоналом в системе управления Белорусским Шинным комбинатом.