Самым рациональным является метод снижения шума и вибрации в источнике, хотя это и связано с наибольшими затратами. Источником механического шума чаще всего является привод машин и механизмов. Он состоит из зубчатых, ременных и цепных передач и подшипников. Снижение шума зубчатых передач осуществляется повышением плавности зацепления и уменьшением трения между зубьями, ременных - устранением проскальзывания ремня, цепных - помещением в звукоизолирующие кожухи, подшипников качения - созданием достаточного слоя мазки. Общим правилом по снижению шума передач является то, что движение привода должно быть, по возможности, равномерным, плавным (без толчков) с постепенным ускорением. Желательно устранять неравномерность нагрузки и обеспечивать необходимую смазку трущихся поверхностей во всех точках передачи усилий. Аэродинамический шум создается пневматическим инструментом, компрессорами, вентиляторами и другими машинами. Ослабление шума осуществляется с помощью разнообразных глушителей. Простейшим является глушитель, устанавливаемый на выхлопном патрубке пневмоинструмента. Он представляет собой отрезок шланга, облицованный изнутри звукопоглощающим материалом, например техническим войлоком. Для снижения шума на всасывании компрессоров используют трубчатые глушители, представляющие собой участок всасывающего канала, облицованный звукопоглощающим материалом. Он состоит из герметичного кожуха и внутренней перфорированной трубы, между которыми проложен звукопоглощающий материал. При длине 1 м он снижает шум на 13-15 дБ; увеличивая длину глушителя, можно еще более снизить шум всасывания. Одним из наиболее эффективных путей снижения электромагнитного шума является хорошая притирка щеток, электродвигателя, что приводит к уменьшению шума на 8-10 дБ. При невозможности ослабления шума и вибрации в источнике их образования применяют методы снижения на пути распространения. Это такие методы, как звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция и вибропоглощение. Звукоизоляция является наиболее эффективным способом. Звукоизолирующая конструкция служит для того, чтобы не пропускать шум из одного помещения в другое. Основной эффект обуславливается звукоотражением от преграды. Изоляция шума, распространяющегося по воздуху, производится путем устройства ограждающих конструкций (кожухов, перегородок, перекрытий и т.д.) и устранения косвенных путей распространения звука (отверстий, щелей и т.п.). Изоляция шума, распространяющегося по конструкции здания, осуществляется устранением жесткой связи источника шума с конструктивными элемен¬тами здания и уменьшением проводимости шума в материале конструк¬ции. Звукоизолирующая способность преграды резко возрастает при увеличении ее массы и резко падает при совпадении частоты звука с частотой собственных колебаний преграды. Средняя звукоизолирующая способность однослойного ограждения в зависимости от веса 1м2 может быть вычислена по формулам , дБ, при m ≤ 200 кг/м2, (7.6) , дБ, при т > 200 кг/м2. Для повышения звукоизолирующей способности ограждений применяют двухслойные конструкции, жесткие поверхности которых разделены воздушным промежутком. Они особенно эффективны в области высоких и средних частот. Данные о дополнительной звукоизолирующей способности за счет воздушного промежутка приведены в табл. 7.3. Таблица 7.3 Дополнительная звукоизолирующая способность за счет воздушного промежутка Ширина воздушного промежутка, см 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Дополнительная звукоизоляция, дБ - - 1 3 4,5 5,5 6 6,5 6,7 7 Звукоизоляция конструкций перекрытий от ударного шума достигается путем применения «плавающего» пола, который представляет собой конструкцию, состоящую из чистого пола, уложенного на слой упругого материала или пружины и не имеющего жесткой связи с несущей частью перекрытия. Хорошими проводниками звука являются трубопроводы. Перенесенная по трубопроводам звуковая энергия передается на значительные расстояния и излучается в защищаемые от шума помещения. Изоляция трубопроводов достигается устройством в них гибких вставок, рассчитанных на требуемое давление. Длины гибких вставок должны быть не менее 70-90 см. Места прохода труб через перекрытия и стены тщательно изолируются путем устройства упругих прокладок из слоя асбеста, войлока, минеральной ваты и т.д. Крепление трубопроводов достигается или их подвеской к потолку, или постановкой под них стоек. Эффективным является покрытие трубопроводов слоем вибропоглощающего материала (битум, минеральный войлок, асбокартон и др.). Шум за счет гидравлических ударов в трубопроводах устраняется только правильным проектированием и выполнением систем. Надежным средством защиты от шума являются кожухи, которые изготовляются из металла, пластмасс и других материалов. Кожухи внутри облицовываются слоем звукопоглощающего материала. Для значительного снижения шума агрегат заключают в два самостоятельных кожуха с воздушной прослойкой 8-10 см. Кожух имеет звукоизоляцию 25-30 дБ. Если шумные агрегаты не могут быть звукоизолированы, то следует предусматривать звукоизолированные кабины для обслуживающего персонала, которые представляют собой отгороженный пульт дистанционного управления. Окна кабины выполняются с двойным остеклением из утолщенного стекла и обеспечивают необходимый обзор; двери должны иметь тамбур; вводы кабелей и трубопроводов должны быть тщательно загерметизированы; внутренние поверхности желательно облицевать звукопоглощающим материалом. Звукопоглощение применяют для уменьшения количества отраженных звуковых волн в помещении, где расположен источник шума. Акустический режим в помещении обуславливается шумовыми характеристиками оборудования, количеством источников шума и акустическими свойствами помещения. При одновременной работе нескольких источников шума воздействующая на человека звуковая энергия суммируется с использованием данных табл. 7.4. Суммирование звуковой энергии Разница между двумя уровнями шума, дБ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 Добавка к большему уровню, дБ 3 2,5 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 0 Допустим, нужно знать суммарный уровень звукового давления сигналов, равных 100, 98, 95дБ. Определим первую разность 100-98 = 2дБ. Величине два соответствует добавка 2,1дБ. Суммарный уровень двух сигналов будет 102,1 дБ. Определяют следующую разность уровней 102,8-95 = 7,8дБ, а затем добавку - 0,8дБ. Общий уровень возрос до 102,8дБ. Следующую добавку определять не имеет смысла, так как все действия с децибелами производятся в пределах их целых значений. Таким образом, суммарный уровень трех сигналов составит 103 дБ, т.е. возрастет всего на 3 дБ против наибольшего. Обычные производственные помещения обладают малым звукопоглощением. Его величина A находится в метрических сэбинах из выражения , (7.7) где V - объем помещения, м3. Но если будет проведена его акустическая обработка и величина звукопоглощения возрастет до A2, то уровень шума снизится на величину . (7.8) В реальных условиях уровень шума звукопоглощением может быть снижен на величину не более 10 дБ. Способы снижения шума звукопоглощением вытекают из формулы , (7.9) где: S - площадь ограждающих конструкций, м2, - коэффициент звукопоглощения ограждающих конструкций. Другими словами, величину звукопоглощения можно увеличить за счет большей площади ограждающих поверхностей или за счет увеличения звукопоглощающей способности используемых для облицовки поверхностей материалов. Площадь ограждающих поверхностей увеличивается за счет применения так называемых штучных поглотителей, которые представляют собой звукопоглощающие конструкции в виде отдельных конусов, шаров и других фигур простой формы, выполненных из пористых акустических плит либо из перфорированного материала с заполнением объема звукопоглощающим материалом, обернутым в стеклоткань. В помещении они располагаются по возможности ближе к источнику шума, на расстоянии между собой, равном четырем размерам поглотителя. Конструкции и материал звукопоглощающих облицовок выбирают, исходя из частотной характеристики шума в помещении и звукопоглощающих свойств материала. Необходимо учитывать технологические, гигиенические, эстетические и противопожарные требования к материалу поглотителя. На практике используют два основных вида звукопоглощающих облицовок: акустические плиты и перфорированные конструкции с пористым заполнителем. Характеристики звукопоглощающих конструкций приведены в СНиП П-12-77 (Защита от шума. Нормы проектирования). Акустические плиты имеют высокий коэффициент звукопоглощения, но малую прочность, поэтому их применяют на потолки и верхние части стен. В производственных помещениях облицовки стен обычно делают из перфорированных металлических, древесно-волокнистых, асбоцементных или фанерных листов с пористым заполнителем. Перфорация выполняется в виде щелей или круглых отверстий. Заполнителем служат стекло, шлако- или минеральная вата или другие подобные материалы. Виброизоляция -это ослабление передачи колебаний от агрегата - конструкции здания. Ослабление осуществляется за счет использования между агрегатом и конструкцией здания упругих элементов - виброизоляторов. Виброизоляторы бывают пружинные, из упругих материалов и пружинно-резиновые. Высокочастотные вибрации (при частоте оборотов машины свыше 2000 об/мин) гасят виброизоляторами, выполненными из упругих материалов - резины, пробки, войлока. При низкочастотных вибрациях такие виброизоляторы зачастую не только не гасят вибрации, а иногда даже и усиливают, поэтому используют пружинные виброизоляторы. Для того чтобы обеспечить виброизоляцию, в каждом конкретном случае необходимо произвести расчет упругих элементов, методика которого достаточно проста. Вибропоглощение - это способ уменьшения вибрации вследствие увеличения потерь энергии в системе. Это происходит вследствие нанесения на металлическую поверхность слоя материала с большой внутренней вязкостью. При этом колебательная энергия, передаваемая вибрирующей деталью или пластиной в воздух и воспринимаемая как шум, трансформируется в тепловую. Ослабление шума особенно эффективно в области резонансных совпадений, вследствие которых появляются дополнительные дребезжащие и звенящие звуки. Этот способ успешно применяется при использовании тонкостенных конструкций толщиной не более 6-8 мм и в области высоких частот. Вибропоглощение осуществляется с помощью никелировки металлических поверхностей, созданием слоистых металлических конструкций (сталь-свинец-сталь), нанесением на металлическую поверхность свинцовой фольги, оклейкой поверхностей толем или рубероидом, обмоткой асбестовым пух-шнуром, нанесением специальных мастик. Оптимальная толщина покрытия составляет 3-5 толщин материала, на который она наносится. Максимальная величина снижения шума этим способом не превышает 10-15 дБ.