Источники шума и их шумовые характеристики

По природе возникновения шумы машин подразделяются на механические, аэродинамические, гидродинамические и элект­ромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основны­ми источниками которого являются зубчатые передачи, механиз­мы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных враща­ющихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.д. Спектр механиче­ского шума занимает широкую область частот. Определяющими
факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материа­ла, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазы­вание. Машины ударного действия, к которым относится, напри­мер, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных пред­приятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.

Аэродинамические и гидродинамические шумы подразделяют:

• на шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в ат­мосферу; работой винтовых насосов и компрессоров, пневмати­ческих двигателей, двигателей внутреннего сгорания;
• шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твер­дых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов,турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;
• кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за поте­ри жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырь­ков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газа­ми.

Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании. Их причиной является взаимодействие ферро­магнитных масс под влиянием переменных во времени и про­странстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука: от 20…30 дБА (микромашины) до 100… 110 дБА (крупные быстроходные машины).

Шум трансформатора характеризуется колебаниями с частотами, кратными частоте питающей сети: 100, 200, 300, … Гц.
У мощных трансформаторов наиболее выражены низкие частоты и только в трансформаторах с охлаждающими вентиляторами вы­явлены составляющие шума более высоких частот, быстро затуха­ющие с удалением от трансформаторов. Звуковые волны практи­чески одинаково распространяются по осям трансформатора.

Шумовые характеристики трансформаторов рассчитываются в дБА. Это связано с тем, что многочисленные исследования пока­зали, что более информативным является общий уровень.

Уровень шума трансформаторов можно определить, используя формулу

где Рзв — звуковое давление, Па; Р0 — опорное давление.

Звуковое давление определяют по формуле

где Ре — плотность воздуха, кг/м3; и — колебательная скорость частиц воздуха, м/с; св — скорость звука в воздухе, м/с.

Колебательную скорость частиц определяют по формуле

где Уст — удлинение стержней под действием сил Fм, действую­щих в стрежнях; f— частота тока, протекающего по обмоткам, Гц; fо — собственная частота свободных колебаний магнитопровода, Гц.

Удлинение стержней определяют по формуле

где / — высота (длина) стержней, м; Е — модуль упругости элек­тротехнической стали Н/м 2; — площадь поперечного сечения стержней, м2.

Полная магнитострикционная сила, создаваемая всеми стерж­нями:

где n — число окон при площади поперечного сечения одного стержня S, м^2; ам — магнитострикционная постоянная; В — ин­дукция, Тл.

Собственная частота f0 определяется из уравнения

где Мн, Мс — соответственно масса накладки и половины стерж­ня, кг; l — длина средней части стержня; р — плотность матери­ала магнитопровода, кг/м^2; Cм — скорость звука в магнитопроводе, м/с.

Высоковольтные линии электропередачи также могут быть источником шума для окружающего района.

Расстояние от оси линии электропередачи до населенных пун­ктов с учетом их перспективного развития должно составлять не менее 300 м, а на стесненных участках трассы это расстояние мо­жет быть уменьшено до 100 м.

Уровень шума высоковольтных линий электропередачи зави­сит от погодных условий. Наибольшие значения уровня шума на­блюдаются при дожде, несколько меньше — при тумане, наи­меньшие — при хорошей погоде. Шум от трехфазной линии при­мерно на 3…4 дБА превышает уровень шума однофазной линии.

Шум от коронирования проводов на расстоянии 100 м от них (в зависимости от напряжения) приведен в табл. 12.5.

Источниками импульсных шумов в ОРУ являются воздушные выключатели, при срабатывании которых энергия высвобожда­емого сжатого воздуха вызывает высокочастотные шумы. На рас­стоянии 1 м от воздушного выключателя при его срабатывании значительно превышается максимально допустимый уровень шума, поэтому нахождение людей рядом с выключателем в это время без специальных средств защиты недопустимо.