Разработка методики оценки и выбора средств обеспечения нормативных акустических параметров в рабочих зонах участков формования железобетонных конструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.01, кандидат технических наук Евтушенко, Александр Иванович

• Евтушенко, Александр Иванович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Евтушенко, Александр Иванович

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение

1. ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА РАБОТНИКОВ ФОРМОВОЧНЫХ ЦЕХОВ ЗАВОДОВ ЖБИ

1.1. Анализ акустической обстановки в рабочих зонах формовочных

цехов заводов ЖБИ

1.2. Анализ акустических характеристик технологического оборудования формовочных цехов заводов ЖБИ

1.3. Исследование процессов образования и снижения шума

при формовании ЖБИ

1.4. Анализ основных методов расчета параметров шума

1.5. Выводы. Цель и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ ШУМА ПРИ УПЛОТНЕНИИ БЕТОННОЙ СМЕСИ

В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМАХ

2.1. Физические основы и математическое описание образования

и излучения шума

2.2. Обоснование выбора расчетных схем

2.3. Математическое описание акустических параметров

системы «металлическая опалубка - бетонная смесь»

2.4. Совершенствование метода прогноза акустических характеристик металлической формы с учетом влияния бетонной смеси при её уплотнении

2.5. Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ

«МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ОПАЛУБКА - БЕТОННАЯ СМЕСЬ»

3.1. Описание методики проведения экспериментальных

исследований

3.2. Измеряемые параметры и оценка погрешности результатов экспериментальных исследований

3.3. Результаты экспериментальных исследований акустических характеристик колебательной системы «металлическая опалубка -бетонная смесь»

3.4. Разработка методики оценки акустических параметров формовочного оборудования

3.5. Выводы

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

4.1. Реализация методики расчёта акустических характеристик

виброформовочного оборудования на ЗАО «Ростовский завод ЖБК»

г.Ростова-на-Дону

4.3. Выводы

Заключение

Литература

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики оценки и выбора средств обеспечения нормативных акустических параметров в рабочих зонах участков формования железобетонных конструкций»

Введение

Актуальность темы исследований. В России область применения сборного железобетона остается весьма широкой во всех сферах строительного производства (стеновые панели, перекрытия, балки и т.д.). Дальнейший рост объемов производства в строительной отрасли в целом и сборного железобетона в частности предполагает увеличение мощности технологического оборудования, интенсификацию производственных процессов, что сопровождается увеличением интенсивности различного рода колебательных процессов и сопутствующих им уровней шума. При этом уровни шума на рабочих местах и рабочих зонах предприятий строительной индустрии и строительных площадок достигают значений, зачастую превышающих санитарно-гигиенические нормативы, что представляет собой непосредственную опасность для здоровья работающих, занятых в строительном производстве.

Основными негативными последствиями воздействия производственного шума в строительной отрасли выступают: снижение производительности труда, профзаболевания, повышенный уровень травматизма, текучесть кадров и др. В результате, борьба с производственным шумом остается важной технико-экономической и социально-гигиенической проблемой современного строительного производства. В соответствии с данными аттестации рабочих мест в строительной отрасли наблюдается значительное превышение уровня звукового давления для более 80% рабочих мест. А для предприятий по производству сборного железобетона, где особенности технологического процесса пока еще не позволяют исключить образование, а, следовательно, вредное воздействие шума на работающих, проблема борьбы с шумом является наиболее актуальной.

Основным технологическим оборудованием заводов по производству железобетонных конструкций являются формовочные виброплощадки с

электромагнитным или пневматическим уплотнением бетонной смеси, обеспечивающие вертикально направленные колебания. Даже при исправных механизмах крепления формы уровни звукового давления в рабочих зонах таких виброплощадок достигают 110-115 дБ А, что значительно превышает санитарно-гигиенические нормативы. В этих случаях основной причиной повышенных средне- и высокочастотных звуковых колебаний виброплощадок выступает вибрация металлических конструкций и, в первую очередь, металлических форм. Если звуковые колебания, генерируемые подшипниками вибраторов, приводов, дебалансами и карданными валами, в какой-то мере можно изолировать с помощью кожухов и укрытий, то звуковую энергию формы с бетонной смесью подавить традиционными методами значительно труднее или практически невозможно. При этом основным методом снижения шума выступает его снижение непосредственно на источнике образования, т.е. создание малошумного технологического оборудования.

Таким образом, одним из важнейших направлений улучшения условий труда в формовочных цехах заводов ЖБК является снижение производственного шума и поэтому борьбе с производственным шумом уделяется постоянное внимание. Борьба с шумом в формовочных цехах ведется, в основном, после того, как оборудование установлено и эксплуатируется. Технологическое оборудование формовочного поста в целом и виброустановки, в частности, как источники производственного шума, исследованы недостаточно.

В настоящее время пока отсутствует единая научно обоснованная методика расчета и прогнозирования параметров процесса излучения шума конструктивными элементами виброустановок во взаимодействии с бетонной смесью. При этом детальное изучение особенностей физического механизма образования шума и его параметров позволит целенаправленно разработать и предложить комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности подавления шума. Аналитическое описание процесса излучения

шума позволит оптимизировать технологические и акустические параметры технологического оборудования, что даст возможность предусматривать наиболее эффективные в конкретных производственных условиях мероприятия по снижению шума как на стадии проектирования формовочных цехов заводов ЖБК, так и при их эксплуатации.

Предметом исследований являются физические закономерности образования, излучения, распространения и подавления шума в рабочих зонах производственных помещений формовочных цехов заводов ЖБК.

Объектом исследований является виброформовочное оборудование формовочных цехов заводов ЖБК, создающее в рабочей зоне операторов дискомфортную акустическую обстановку.

Целью работы является обеспечение нормативных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК за счет прогноза и повышения эффективности мероприятий по снижению шума как при эксплуатации, так и при проектировании формовочных цехов заводов ЖБК с учетом акустических характеристик виброформовочного оборудования.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- проведен анализ акустической обстановки в рабочих зонах и оценена степень воздействия шума на работников формовочных цехов заводов ЖБК;

- исследованы процессы образования и снижения шума для условий эксплуатации виброустановок в формовочных цехах заводов ЖБК;

- проанализированы основные методы расчета параметров шума в рабочей зоне;

- выполнено математическое описание процессов образования и излучения шума, а также акустических параметров системы «металлическая опалубка - бетонная смесь»;

- разработана методика расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси;

- выполнены экспериментальные исследования акустической обстановки в рабочей зоне в том числе акустических свойств системы «металлическая опалубка -бетонная смесь»;

- результаты исследований проверены на практике при эксплуатации и проектировании производственных цехов заводов ЖБК;

- предложены инженерные решения для снижения шума в рабочей зоне операторов виброуплотнительных установок формования сборных железобетонных изделий.

Идея работы заключается в научном обосновании и разработке методики расчета и прогнозирования параметров процесса излучения шума конструктивными элементами виброустановок формовочных цехов заводов ЖБК на основе учета особенностей их взаимодействия с бетонной смесью. На защиту выносятся следующие основные положения работы:

- акустические характеристики рабочих зон формовочных участков заводов ЖБК находятся в тесной взаимосвязи с параметрами конструктивного исполнения виброуплотняющего технологического оборудования, акустическими характеристиками металлической опалубки и физико-химическими свойствами бетонной смеси;

- метод расчета ожидаемых уровней звукового давления в рабочей зоне виброуплотняющей установки позволяет оптимизировать параметры и осуществить прогноз достигаемого санитарно-гигиенического эффекта защиты рабочих зон формовочных участков заводов ЖБК от шумового воздействия;

- параметрический анализ акустической эффективности процесса подавления шума позволяет определить пути дальнейшего совершенствования способов и средств борьбы с шумом в рабочих зонах формовочных участков заводов ЖБК с учетом особенностей конкретной производственно-технологической обстановки.

Достоверность научных положений диссертационной работы подтверждается использованием в исследованиях основополагающих законов

фундаментальных наук, согласованностью научных выводов с результатами, представленными в предшествующих научных работах, научно-технической и патентной литературе, посвященных снижению шума в рабочих зонах предприятий стройиндустрии, высокой сходимостью результатов экспериментов, проведенных в лабораторных и промышленных условиях, с полученными аналитическими зависимостями (в пределах абсолютной погрешности ±12% при доверительной вероятности 0,95).

Научная новизна результатов работы заключаются в следующем:

- получены аналитические зависимости процесса образования шума при уплотнении бетонной смеси, позволяющие прогнозировать как частотный спектр звукового давления, так и эквивалентный уровень звукового давления в рабочей зоне с учетом технологических характеристик металлической опалубки и физических свойств бетонной смеси;

- уточнено математическое описание процесса излучения шума виброформовочного оборудования при формовании плоских железобетонных изделий на виброплощадках с учетом параметров взаимодействия их рабочих органов с бетонной смесью;

- разработан метод расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК на основе установленных зависимостей акустических характеристик виброформовочного оборудования от параметров их конструктивного исполнения.

Практическое значение работы заключается в том, что на основе уточненного математического описания процессов образования и излучения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК:

- усовершенствована инженерная методика расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси, реализация которой позволяет обеспечивать требуемый по санитарно-гигиеническим нормам частотные и эквивалентный уровни звукового давления в рабочих зонах;

разработаны практические рекомендации по конструктивному усовершенствованию малошумных виброуплотняющих установок в зависимости от конкретных производственно-технологических условий. Для обеспечения нормативной акустической обстановки в рабочей зоне.

Автор выражает искреннюю благодарность д.т.н., проф. Беспалову В.И и д.т.н., проф. Страховой H.A. за постоянное внимание и советы, сделанные ими в течении всего времени работы над диссертацией, коллективу кафедры «Инженерная защита окружающей среды» ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» за ценные советы и практические рекомендации, высказанные в процессе подготовки диссертации, а также сотрудникам Ростовского завода ЖБК и ООО «ЦЕНТР-СТРОЙ» за оказанную помощь в практической реализации предложенных автором разработок.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОТНИКОВ ФОРМОВОЧНЫХ ЦЕХОВ ЗАВОДОВ ЖБК

1.1. Анализ акустической обстановки в рабочих зонах формовочных

цехов заводов ЖБК

В России продолжает расширяться область применения сборного железобетона во всех сферах строительного производства. Наиболее массовыми изделиями являются плиты перекрытий и покрытий, стеновые панели, колонны, ригели, балки [1-16]. Большинство формовочных цехов, выпускающих железобетонные элементы, по данным аттестации рабочих мест не отвечают требованиям санитарно-гигиенических нормативов и, прежде всего, по шумовому режиму [17-25].

Современный уровень развития стройиндустрии, внедрение новых технологических процессов, рост мощности, использование более совершенного вибрационного оборудования привело к тому, что формовочные цеха заводов ЖБК стали одними из наиболее шумных производств. Анализ данных аттестации рабочих мест показывает, что именно шум, как вредный производственный фактор, обусловливает отнесение большинства рабочих мест и рабочих зон в формовочных цехах к категории не аттестованных или условно аттестованных по условиям труда [26-32].

Шум в современных условиях стал одним из наиболее распространенных вредных производственных факторов. Как отмечено в [33], по характеру шумового режима формовочные цеха следует относить к первой группе, т.е. к цехам с прерывистым неравномерно-импульсным шумовым режимом. Анализ данных, приведенных в работе [3] позволяет заключить, что степень воздействия такого шума на организм человека заметно выше, чем, например, постоянного или равномерно-импульсного шума. При этом вредное воздействие шума сказывается не только на работниках, обслуживающих

формовочные посты, но и на работниках соседних, менее шумных производственных участков.

Как правило, в формовочных цехах находится несколько единиц технологического оборудования, генерирующего достаточно высокие уровни звука. Шум виброплощадок достигает 110-125 дБ А, бетоноукладчиков - 90-95 дБА, вибробункеров - до 110 дБА [34-38]. Совместная работа этого оборудования создаёт общий акустический фон в помещении цеха до 110 дБА на протяжении 80% рабочего времени.

Проблемы генерирования шума и защиты от шума в формовочных цехах заводов ЖБК нашли отражение во многих работах отечественных и зарубежных авторов [27-93]. Большое внимание уделено вопросам создания малошумного виброформовочного оборудования [72,79,93], новым безвибрационным технологиям [70,79,94-111] и т.п. Однако, несмотря на достигнутые заметные успехи, вопросы снижения шума остаются актуальными как с научной, так и с практической точек зрения.

Анализ накопленного научного и практического опыта в области обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий труда работников формовочных цехов показывает, что именно шум является специфическим и наиболее трудно устранимым вредным производственным фактором. Шум, как вредный производственный фактор, является следствием технологических процессов по производству сборного железобетона, связанных с применением вибрационного оборудования (формовочных машин, бетоноукладчиков, кассетных установок, центрифуг и др.), выступающего источником интенсивной звуковой энергии.

Сложность и специфичность технологических процессов формования сборных железобетонных конструкций и деталей не позволяет их полностью механизировать, а тем более автоматизировать. Именно в формовочных цехах отмечены наибольшие трудозатраты [36,3-41]. Анализ статистических данных эргономических исследований показывает, что доля ручного труда при формовочных операциях достигает 36%. Естественно, при таких условиях

физического труда воздействие повышенных уровней звукового давления, превышающих санитарно-гигиенические нормативы на 20-25 дБА, крайне неблагоприятно сказывается как на здоровье, так и на трудовой деятельности работающих [92] (приложение Б). Таким образом, улучшение акустических условий труда, снижение уровней шума до требований санитарно-гигиенических нормативов является актуальной задачей в области обеспечения безопасных и безвредных условий труда в формовочных цехах заводов ЖБК.

Анализ результатов обследования работников формовочных цехов заводов ЖБК [3,62,66,78] показал, что длительное воздействие интенсивного как прерывистого неравномерно-импульсного, так и постоянного шума приводит к возникновению ряда профессиональных заболеваний: профессиональной тугоухости, изменениям в функциональном состоянии организма, влиянию на психическое состояние, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Чем больше уровень воздействующего на человека звукового давления, тем меньше у него становится чувствительность зрения. В процессе многолетних обследований установлено [3], что зрительная реакция человека при эквивалентном уровне звукового давления 90 дБА уменьшается на 25%, появляется головокружение, нарушается устойчивость опорно-двигательной системы. При длительном воздействии шума отмечаются также нарушения сердечно-сосудистой системы, изменения функций желудочно-кишечного тракта и др. В совокупности перечисленные выше патологические изменения в организме человека под действием шума рассматривают как профессиональное заболевание - шумовую болезнь.

Воздействие повышенных уровней звукового давления является причиной снижения производительности труда, ухудшения качества выполнения работ, причиной несчастных случаев на производстве, а, следовательно, дополнительных непроизводственных экономических издержек.

Из перечисленных последствий воздействия шума на работников особо следует отметить заметное снижение производительности труда. Рядом авторов [3,71] отмечается, что при уменьшении эквивалентного уровня звукового

давления на 10 дБА производительность труда увеличивается на 15% и наоборот. При эквивалентном уровне звукового давления 90 дБА в рабочей зоне для обеспечения выработки, достигаемой при эквивалентном уровне звукового давления 70 дБА, затрачивается в среднем на 20% больше физических и нервно-психических усилий [66].

Требования, предъявляемые к характеристикам шума на рабочих местах и в рабочих зонах формовочных цехов заводов ЖБК, определяются рядом нормативно-технических документов, основными из которых являются ГОСТы ССБТ [24,92].

С точки зрения производственной санитарии и гигиены труда необходимая степень ослабления шума определяется допустимыми уровнями в полосах частот и временными интервалами, в течение которых эти уровни не оказывают вредного воздействия на организм человека. Согласно [24,89] для непостоянного шума, а именно такой шум преобладает в рабочих зонах формовочных цехов заводов ЖБК [32-35, 76], критерием оценки является эквивалентный уровень звукового давления (дБА). Допускается также в качестве характеристики непостоянного шума использовать дозу шума или относительную дозу шума. Дополнительно для изменяющегося во времени и прерывистого шума ограничивают эквивалентный уровень звукового давления (дБА). В качестве шумовой характеристики допускается также использовать уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63 - 8000 Гц в контрольных точках [22].

В таблице 1.1 приведены нормативные значения характеристик шума на рабочих местах и рабочих зонах формовочных цехов ( эквивалентный уровень звука Ьэкв, максимальный уровень звука Ьмах), а также предельно-допустимые частотные шумовые характеристики виброустановок (уровни звукового давления).

Таблица 1.1.

Допустимые уровни шума в формовочных цехах заводов ЖБК

Место измерений Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в Гц Эквивалентные уровни звука, ДБА Максимальные уровни звука, ДБА

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Постоянные рабочие места, рабочие зоны, контрольные точки для оборудования 107 95 87 82 78 76 73 71 69 80 110

В результате выполненного анализа можно заключить, что формовочные цеха заводов ЖБК являются одними из наиболее вредных по характеру акустического режима. Работники этих цехов на протяжении 80% рабочего времени подвергаются воздействию различного по характеру шума повышенной интенсивности, что приводит к профессиональным заболеваниям рабочих-формовщиков и значительному снижению производительности их труда. Это позволяет считать улучшение акустических условий труда, снижение уровней шума до требований санитарно-гигиенических нормативов одной из актуальных задач в области обеспечения безопасных и безвредных условий труда в формовочных цехах заводов ЖБК.

1.2. Анализ акустических характеристик технологического оборудования формовочных цехов заводов ЖБК

С целью проведения наиболее полной оценки акустической обстановки нами проведен анализ акустического режима формовочных цехов заводов ЖБК и акустической активности виброформовочного оборудования.

Как было отмечено выше, формовочные цеха относятся к наиболее шумным производствам. Широкополосный непостоянный шум генерируют внутренние, поверхностные, навесные вибраторы, виброплощадки, конструкции, передающие колебания бетонной смеси и другое технологическое оборудование [33,71,76,90].

В формовочных цехах часто находится несколько технологических линий, каждая из которых, как правило, оснащена рядом различных виброагрегатов, являющихся источниками шума. Кроме того, режим работы каждого виброагрегата определен технологией изготовления выпускаемых изделий и квалификацией обслуживающего персонала. Поэтому общий шумовой фон в формовочном цехе, даже вблизи малошумного технологического оборудования, достаточно высок.

В приложении А представлена систематизация основных источников шума на соответствующих технологических участках с учетом их возможных конструктивных вариантов в формовочных цехах и результатов анализа исследований акустического режима, представленных в работах [28, 33-35,3738,74,93], а также результатов обследований нескольких заводов г.Ростова-на-Дону, производящих выпуск железобетонных конструкций, выполненных с участием автора.

Анализ схемы, представленной в приложении А, показывает, что практически всё оборудование формовочных цехов заводов ЖБК является источником повышенного шума. В первую очередь следует отметить виброплощадки с вертикально-направленными колебаниями, виброагрегаты по формовке напорных труб, вибробункеры и др. Сравнительно низкие уровни звукового давления отмечены на рабочих местах (в рабочих зонах) у виброплощадок типа ВПГ (94-101 дБ А) и ВРА (90 дБ А).

На рисунках 1.1-1.4 представлены спектры шума виброплощадок с вертикально-направленными колебаниями типа СМЖ-200 А, СМЖ-199 А, СМ -868, с горизонтальными колебаниями типа СМ-3010 и виброударного действия типа ШС-10, бетоноукладчиков и формовочных машин.

Спектральный анализ уровней звукового давления, представленных на рисунке 1.4, показывает, что у виброплощадок с вертикально-направленными колебаниями во всем нормируемом частотном диапазоне наблюдаются значительные превышения фактических уровней звукового давления над нормативными, которые достигают на отдельных частотах 30 - 35 дБ. К таким виброплощадкам относятся площадки типа СМЖ-200 А, СМЖ-199 А, СМ -868, имеющие механизмы крепления, а также СМ-476 Б, СМ-615 КП, различного рода вибротумбы, не имеющие механизмов крепления.

Резонансные виброплощадки с горизонтально-направленными колебаниями по генерируемому ими уровню звукового давления несколько лучше площадок с вертикально-направленными колебаниями (рисунок 1.2). В то же время у них значительно хуже интенсивность уплотнения бетонной смеси, в связи с чем для виброплощадок с горизонтально-направленными колебаниями требуется дополнительное время на качественную виброобработку [38].

115 105 95 85 75 65

Рис. 1.1

31,5 ' 63 1 125 ! 250 500 ' 1000 2000 ' 4000 ' 8000 Г Гц Спектры шума виброплощадок с вертикально направленными колебаниями I - СМЖ-200А; 2 - СМЖ-199; 3 - СМ-868; 4-СМ-615 КП; 5-СМ-476А; 6-ГОСТ 12.1.003-83.

ЦдБ

ЗТ^> 1 63 1 125 1 250 1 500 1 1ООО ' 2000 ' 4000 ' 8000 1 I Гц

Рис. 1.2. Спектры шума виброплощадок с горизонтально направленными колебаниями: 1 -СМ-3010; 2 - СМЖ-280; 3 - ГОСТ 12.1.003-83.

I, ДБ

31,5

125 250 500 1000 2000 4000 8000 Гц

Рис. 1.3. Спектры шума виброударных и ударно-вибрационных установок: 1 - шок-стол ШС-5; 2 - шок-стол ШС-10; 3 - К-48; 4 - ВРА-8; 5 - ГОСТ 12.1.003-83.

и дь

Рис. 1.4. Спектры шума различного вибрационного оборудования: 1 - ВПГ 1,5x6; 2 - бетоноукладчик СМЖ-69; 3 - виброплощадка из вибротумб; 4 - формовочная машина; 5-ГОСТ 12.1.003-83.

Применение на некоторых заводах ЖБК виброплощадок с круговыми колебаниями, виброударных установок, виброплощадок на воздушной подушке с точки зрения снижения шума преимуществ перед серийными виброплащадками практически не имеет.

На рисунке 1.3 представлены характеристики шума виброударных установок. Вибростолы ЩС-10 и К-48 также генерируют повышенные на 15-20 дБ уровни звукового давления практически во всем нормируемом диапазоне частот. Значительно ниже уровни звукового давления, чем у вышеперечисленного оборудования, наблюдаются у ударно-вибрационных установок типа ВРА (рисунок 1.4). Эквивалентные уровни звукового давления таких установок, как правило, не превышают 90-92 дБА.

Широкое распространение получили вибплощадки с преимущественными колебаниями в горизонтальной плоскости типа ВПГ. Эти площадки просты в изготовлении и легко исполнимы силами даже небольших предприятий.

Широкая номенклатура формуемых изделий, сравнительно невысокие эквивалентные уровни звукового давления (94-98 дБА), хорошие эксплуатационные характеристики дают этому типу оборудования определенные преимущества перед другими видами виброформовочного оборудования.

Виброплощадки, собранные из унифицированных виброблоков или виброблоков, выполненных силами самих предприятий, излучают шум до 112116 дБА. Спектр шума такого виброоборудования, как правило, имеет явно выраженный высокочастотный характер (рисунок 1.4).

Практически все формовочные цеха оснащены бетоноукладчиками. Конструкции бетоноукладчиков различны, хотя подача бетонной смеси осуществляется, в основном, за счет вибрации стенок бункера. По мере освобождения бункера от бетонной смеси растут высокочастотные составляющие уровня звукового давления, излучаемого бетоноукладчиками (рисунок 1.4). Если на низких частотах уровни звукового давления находятся, как правило, в пределах нормы, то в диапазоне частот 1000 - 8000 Гц превышение уровней звукового давления составляет 15-20 дБ.

Особо следует рассмотреть производство многопустотных строительных изделий. В зависимости от используемого оборудования (поддон, бортоснастка, пуансоны, вибропригруз) эквивалентный уровень звукового давления в цехах, где формуют эти изделия, достигает 110-120 дБА. Использование более жестких бетонных смесей требует более высокой интенсивности воздействия на них. И, соответственно, металлоконструкции формовочных машин излучают довольно большие уровни звукового давления, превышающие нормативные значения на 20-40 дБ (рисунок 1.5).

Выполненный анализ условий образования и излучения шума, а также условий формирования акустической обстановки в формовочных цехах заводов ЖБК позволяет сделать вывод о том, что практически любое технологическое виброформовочное оборудование является источником шума, который по

уровню звукового давления значительно превышаюет санитарно-гигиенические нормативы.

Рис. 1.5. Спектры шума виброплощадок: 1 - СМ-476 Б

при формовании многопустотных блоков при введении пуансонов; 2 - виброплощадка из виброблоков, форма загружена полностью; 3 - виброплощадка из виброблоков, форма загружена не полностью; 4 - ГОСТ 12.1.003-83.

Наиболее шумными являются цеха с поточно-агрегатной технологической схемой. Эквивалентный уровень шума в рабочих зонах и рабочих местах составляет 100 - 105 дБА при норме 80 дБА, а максимальные уровни шума могут достигать 125 дБА при норме 110 дБА.

Наиболее массовым видом виброформовочиого оборудования остаются виброустановки, выполненные в виде виброплощадок. Последнее объясняется их универсальностью, позволяющей в широком диапазоне изменять номенклатуру формуемых изделий. В тоже время, характеристики шума, генерируемого этим видом виброоборудования, весьма далеки от санитарно-гигиенических нормативов. Причем, если высокие уровни звукового давления

на низких частотах обусловлены технологическим процессом, превышения, которые достигают на средних и высоких частотах 25 - 30 дБ, можно объяснить несовершенством конструкций отдельных узлов и связей виброплощадок.

Как показал анализ частотных характеристик шума виброформовочного оборудования наиболее шумными являются виброплощадки с вертикально направленными колебаниями. Для этих площадок характерны значительные превышения шума практически во всем частотном диапазоне, которые могут достигать на средних и высоких частотах 35 дБ (рисунок 1.1).

1.3. Исследование процессов образования и снижения шума

при формовании ЖБК

Вопросам шумообразования при работе виброформовочного оборудования посвящено большое количество работ [27-29, 33-35, 37,38, 74, 78, 93]. Обобщая рассмотрение физической картины образования шума в формовочных цехах, можно говорить о том, что основными излучателями шума являются виброплощадки и конструкции оборудования, имеющие значительные размеры в плане. При этом эквивалентный уровень звукового давления в формовочном цехе может достигать 100-127 дБА (приложение Б).

Рядом авторов [37,93] подчёркивается, что основными причинами генерирования шума при работе виброплошадки являются:

- колебания формы с бетоном на частоте вибрирования;

- изгибные колебания металлических конструкций подвижной рамы и формы;

- соударения между частями рамы, формы и рамы;

- пульсации и завихрения воздуха, связанные с вращением дебалансов и карданных валов;

- работа механического привода площадки.

В низкочастотных ударных установках типа «шок-стол» и других машинах подобного вида периодические удары между отдельными частями являются источниками интенсивного механического шума.

Источниками шума бетоноукладчиков, вибробункеров выступают, в первую очередь, изгибные колебания металлических конструкций, вовлекаемых в вибропроцесс.

Авторы работ [27,29] в результате проведенных исследований выявили поличастотный характер возмущений вибраторов. При этом в качестве основной причины выступают соударения в подшипниках качения, которые происходят под воздействием значительных центробежных сил и сил инерции при колебаниях.

Снижение шума, источником которого являются соударения в подшипниках качения вибраторов, может быть достигнуто двумя основными способами [10, 27, 33, 93]:

- уменьшением величины возмущений на средних и высоких частотах благодаря устранению или уменьшению соударений в вибраторах;

- снижением величины вибрации подвижной рамы и форм на средних и высоких частотах посредством устройства виброизоляции вибраторов и механического привода.

При вращении дебалансов вибратора, карданных валов и соединительных муфт возникает шум вращения и вихревой шум [35, 37].

Для определения доли аэродинамического шума виброплощадки принимают во внимание уменьшение окружной скорости вращения дебалансов в результате изменения их формы и числа оборотов валов. Причем, частотный анализ характеристик шума при изменении скорости вращения дебалансов, проведенный И.В. Горенштейном в работе [37], не обнаружил существенной разницы в уровнях звукового давления. На основании этих исследований можно сделать вывод о том, что уровень аэродинамического шума при вращении дебалансов вибратора, карданных валов и соединительных муфт не играет существенной роли в шумоизлучении виброплощадки.

Уровень звукового давления синхронизатора, состоящего из нескольких пар шестерен, достигает на высоких частотах 100 дБ. На виброплощадках типа СМЖ-200А и СМЖ-199А влияние синхронизатора на эквивалентный уровень звукового давления в точках, расположенных посередине площадки, невелико и составляет около 3-7 дБА, а у торцов - на 6-10 дБА выше [27,33,34]. Уровень звукового давления от синхронизатора снижается на 8-14 дБ на высоких частотах при условии установки звукоизолирующего кожуха [33].

По данным, представленным в работах [10,93], применение капроновых и шевроновых шестерен позволяет обеспечить снижение уровней звукового давления в диапазоне частот 1000-8000 Гц до 15дБ, а применение вибродемпфирующих покрытий, наносимых на корпус синхронизатора и раму может снизить уровень звукового давления на 2-4 дБ [10,93].

Значительное влияние на уровень производственного шума в формовочных цехах оказывает конструкция и техническое состояние формы. Наиболее высокие значения уровней звукового давления наблюдаются в случаях, когда форма частично загружена бетоном, при контакте с пустотообразователями при изготовлении многопустотных изделий (рисунок 1.5). В этих условиях шум имеет четко выраженный высокочастотный характер. Так, при частично загруженной бетоном форме или при использовании одного виброагрегата для формования изделий различной толщины сказывается влияние бетонной смеси на демпфирование высокочастотных колебаний. Разница уровней звукового давления в этих случаях в частотном диапазоне 2000 - 8000 Гц может достигать 10-15 дБ.

Рекомендации по снижению шума от различного рода соударений между конструкциями виброплощадки, в основном, сводятся к применению прокладок из пластика, резины, дерева, звукоизолирующих втулок, капроновых и шевроновых шестерен и т.п. [10,13,33,37,38,93]. Однако достигаемый от таких мероприятий эффект невелик и составляет не более 5-8 дБ на отдельных частотах. Кроме того, на практике такого рода решения характеризуются весьма незначительной надёжностью, так как интенсивные динамические

нагрузки и специфические технологические условия в значительной степени сокращают долговечность их работы.

По мнению ряда авторов [33,93], основным источником шума виброоборудования в целом и виброплощадок, в частности, являются вибраторы. Другие же исследователи [27,28] утверждают, что вибратор является лишь источником возбуждения звуковой энергии в металлоконструкциях, а непосредственно излучение звуковой энергии в основном наблюдается от подвижной рамы и формы с бетоном.

Результаты, представленные в работе [38], свидетельствуют о том, что шум, излучаемый нагруженной виброплощадкой с формой намного выше, чем без формы. На рисунке 1.6 представлены спектры шума виброплощадок с электромагнитным креплением, с формой, заполненной бетоном, и без нее. При этом разница в уровнях звукового давления на низких и средних частотах у нагруженных и ненагруженных виброплощадок с формой и без нее составляет 20-30 дБ, а на высоких частотах - до 10 дБ.

1-, дБ

31,5 63 ' 125 ' 250 ' 500 ' 1000 ' 2000 ~г 4000 8000 Рис. 1.6. Спектры шума виброплощадок с электромагнитным

креплением форм: 1 - СМЖ-200А с формой, наполненной бетоном; 2 - СМЖ-200А без формы; 3 - СМЖ-164 с формой, наполненной бетоном; 4 - СМЖ-164 без формы; 5-ГОСТ 12.1.003-83.

I Гц

На рисунке 1.7 представлены спектры шума виброплощадок с незакрепленной формой и без нее. Характер излучения шума аналогичен предыдущему примеру с тем отличием, что у площадок с формой шум на низких и средних частотах на 30-35 дБ больше, чем без формы, а на высоких частотах - на 15-20 дБ. Это объясняется соударениями между незакрепленной формой и рамой или виброблоками.

Анализ спектров шума, представленных на рисунках 1.6 и 1.7, свидетельствует о том, что генерирование высоких уровней шума, в первую очередь, зависит от вида металлической формы, независимо от того крепится она к площадке или нет. Поскольку возникновение шума на низких частотах связано с полезными колебаниями площадки, необходимыми для уплотнения бетонной смеси, очевидно, что шум может быть снижен до пределов, определяемых законом излучения.

L, дБ

Рис. 1.7. Спектры шума виброплощадок без крепления форм:

1 - СМЖ-200 с формой, наполненной бетоном;

2 - СМЖ- 200 без формы; 3 - СМЖ-199 с формой, наполненной бетоном; 4 - СМЖ-199 без формы; 5-ГОСТ 12.1.003-83.

Для снижения низкочастотного шума авторы работ [27,90] рекомендуют конструировать и устанавливать виброплощадку так, чтобы излучение подвижной формы было близким к излучению поршневой диафрагмы при отсутствии щита. Так, у виброплащадок, для которых расстояние между нижней плоскостью формы и полом составляет около 500 мм, уровни шума на рабочей частоте вибрирования не превышают 100 дБ, а при непосредственной близости формы к полу, уровни шума могут достигать 110-120 дБ. И, наконец, полное заглубление виброплощадки даже с укрытием всех щелей приводит к шуму, уровень которого составляет 125-130 дБ.

В работе [27] показано, что для снижения низкочастотного шума целесообразно, чтобы направление колебаний было перпендикулярно стороне формы с наименьшей площадью излучаемой поверхности. Последнее возможно при переходе на горизонтальное вибрирование.

Таким образом, из всего многообразия рекомендаций по снижению шума от виброплощадок [33-35,37,72,75,93] на рабочей частоте вибрирования, включающих, как конструктивные, так и технологические меры, следует выделить применение низкочастотного вибрирования при неизменной интенсивности колебаний [72]. При этом уменьшение частоты вибрирования в два раза обеспечивает снижение уровней звукового давления на 6-9 дБ.

Упругие деформации, возникающие под действием динамических усилий в приводных агрегатах виброустановок, распространяются в виде изгибных и продольных колебаний к наружным поверхностям этих агрегатов и далее к раме и металлической опалубке. Уровень акустической мощности зависит от интенсивности колебаний вибрирующей поверхности, а также от размеров, способа крепления и других особенностей этой поверхности, влияющих на ее сопротивление излучению [28].

Колебания, возникающие в каждой точке вибрирующей поверхности под действием возмущающих сил, складываются их двух составляющих:

- колебаний поверхности (формы), как абсолютно жесткого тела;

- колебаний, определяемых деформацией поверхности формы.

Колебания формы и рамы, как абсолютно жесткого тела, определяют шумоизлучение на низких частотах. Колебания, связанные с деформацией обшивки формы, рамы и других элементов, характеризуют шумоизлучение на средних и высоких частотах.

Чтобы уменьшить уровни звукового давления на средних и высоких частотах и в какой-то степени погасить влияние возмущений, поступающих от вибраторов, в работе [80] предложено устранить жесткое соединение между вибратором и подвижной рамой, путем введения между ними упругой связи в виде тонкой резины или пластика.

В основу снижения шума виброплощадок с вертикально-направленными колебаниями положены рекомендации, представленные в работах [37,93]. В частности, эти рекомендации предусматривают передачу на форму только рабочих колебаний за счет акустических фильтров, устанавливаемых между вибратором и электромагнитом или между вибратором и виброрамой.

Радикальным методом снижения средне- и высокочастотного шума, генерируемого формой, является снижение изгибных колебаний обшивки поддона и других элементов металлоконструкций. Этот метод заключается в изменении динамических характеристик системы, т.е. частот и форм свободных колебаний конструктивных элементов, в особенности тех их них, которые имеют наибольшую излучающую поверхность, а также в проведении так называемой «отстройки» собственных частот [28].

Процессы шумообразования при работе бетоноукладчиков, кассетных установок аналогичны рассмотренным выше для виброплощадок.

Анализ основных направлений снижения шума, применительно к виброформовочному оборудованию позволяет разделить их на две основные группы (рисунок 1.9):

- активные мероприятия, устраняющие сами причины образования шума;

- пассивные мероприятия, направленные на снижение шума на путях его распространения.

Рис. 1.9. Классификация основных направлений по борьбе с шумом виброформовочного оборудования ^

Многообразие мероприятий, направленных на улучшение шумового режима формовочных цехов заводов ЖБК (рисунок 1.8), не позволяет в рамках настоящего исследования подробно остановиться на каждом из них. Основные из представленных мероприятий достаточно подробно представлены в работах [10,28,32,33-35,37,38,75,80,93].

Таким образом, на основе проведенного анализа источников образования шума для виброформовочного оборудования, можно утверждать, что основными генераторами звуковой энергии являются металлоконструкции, вовлекаемые в вибрационный процесс. Это - металлические формы, подвижные рамы, металлические опалубки, бункеры. Большая площадь этого оборудования способствует возникновению интенсивной звуковой энергии во всем диапазоне частот, определенных санитарно-гигиеническими нормативами для постоянных рабочих мест и рабочих зон. При этом наиболее предпочтительным направлением улучшения акустических характеристик металлических форм является акустическое совершенствование как существующих, так и проектируемых конструкций.

Следует отметить, что в практике защиты от шума накоплен достаточно обширный положительный опыт по созданию «малошумного» виброформовочного оборудования (виброплощадки типа ВРА, ВПГ ВПТ-900, В-15 и В-1-724) и внедрению шумозащитных мероприятий. Последние заключаются в использовании уже известных средств, которые берутся по аналогии с ранее разработанными мероприятиями, или предполагают разработку принципиально новых мероприятий применительно к конкретному действующему оборудованию.

Теория и практика борьбы с промышленным шумом свидетельствует о том, что шумозащитные мероприятия являются эффективными и экономически оправданными, если они носят комплексный характер, а также проводятся на стадии проектирования или хотя бы монтажа виброоборудования. Это, в свою очередь, возможно при наличии данных о характеристиках шума непосредственно на его источнике.

Однако до настоящего времени изучению и совершенствованию динамических характеристик металлических форм с целью подавления звуковой энергии уделялось недостаточно внимания. Не в полной мере также изучены вопросы влияния собственных частот и видов колебаний на виброакустические характеристики поддонов и форм, а также влияния бетонной смеси на собственные частоты колебаний обшивки. Анализ исследований многих авторов позволяет сделать вывод о том, что не до конца ещё изучено влияние физических свойств бетонной смеси на излучение шума металлической формой. Пока также отсутствуют чёткие рекомендации по выбору технологического виброоборудования, используемого при изготовлении железобетонных изделий из бетонных смесей с различными физическими свойствами, с учётом его акустических характеристик.

Характеристики звуковой мощности даже для серийно выпускаемого виброоборудования, используемого на заводах ЖБК, как правило, отсутствуют. На практике приходится пользоваться данными инструментальных измерений, полученными различными исследователями для подобного класса механизмов, которые к тому же могут изменяться в зависимости от целого ряда внутренних и внешних факторов. Кроме того, в настоящее время нет единого подхода к методам расчета ожидаемого уровня звуковой мощности виброплощадок с вертикально-направленными колебаниями. При этом совершенствование математического описания для прогноза ожидаемого уровня звукового давления от виброплощадок предполагает проведение анализа и обобщения накопленного опыта в области выполнения акустических расчетов.

1.4. Анализ основных методов расчета параметров шума

Представленный анализ основных источников производственного шума в формовочных цехах заводов ЖБК и основных направлений борьбы с ним позволяет заключить, что снижение уровня звукового давления, генерируемого формовочным оборудованием, представляет собой комплексную задачу,

решение которой возможно уже на стадии проектирования такого рода предприятий и выбора формовочного оборудования, а также на стадии их реконструкции. Причем для выбора оптимальных мероприятий по борьбе с шумом как на самом источнике, так и на путях его распространения, необходимо знать акустические характеристики виброустановок и акустические свойства производственных помещений.

В результате совершенствования методической базы расчета уровней шума на рабочих местах и в рабочих зонах, мероприятий по борьбе с шумом, которое проводилось на протяжении нескольких десятилетий, разработан ряд нормативных документов, рекомендаций и пособий для различных отраслей промышленности, в том числе для формовочных цехов [54, 82].

В основе большинства методик расчета уровней шума лежит статическая теория акустики, авторами которой являются Ю.Юдин, И.Клюкин и другие ученые. Эта теория предполагает определенную идеализацию физических процессов в помещении и отходит от волновой природы звука. Статическая теория базируется на методе энергетического сложения сигналов. При этом принципы энергетического сложения позволяют свести все расчеты к логарифмированию, что достаточно просто и удобно с точки зрения проведения инженерных расчетов.

Формирование звукового поля может быть рассмотрено другим приближенным методом, который базируется на положениях геометрической акустики.

Широкое распространение методы расчета уровней шума, использующие постулаты статической и геометрической акустики, получили:

- в судостроении [83];

- в строительной отрасли при проектировании объектов промышленного и гражданского строительства [9,10,54];

- в самолетостроении [102,103];

- в дорожной отрасли при конструировании подвижного состава рельсового транспорта [9,51];

- в машиностроении в тракторо- и автомобилестороении [9,51,64].

Основоположниками этого направления являются Г.Д.Изак, Б.Д.

Тартаковский, А.А. Вольфсон, Ю.Е. Юдин, В.И. Заборов, Г.Л. Осипов, С.Д. Ковригин и другие.

Основные математические зависимости, используемые для прогноза уровней шума в расчетной точке от одного источника шума имеют следующий вид:

- для расчетных точек, внутри помещений:

Ь = Ьр + 10 & (тс + 4/В), дБ; (1.1)

- для расчетных точек за пределами помещений (на территории предприятия):

Ь = Ьр + 10 - 10 + 20 /£Г- Ваг/1000 + А1 - Д2, дБ, (1.2)

где: Ь, Ьр - уровни звука, дБ; В - постоянная помещения; Ф - фактор направленности источника звука; -пространственный угол излучения, град; г - расстояние, м; А\, А2 - коэффициенты, учитывающие отражение и экранирование звуковых волн.

Приведенные выше зависимости свидетельствуют о том, что расчет уровней шума предполагает необходимость предварительного задания характеристик звуковой мощности оборудования, а также достаточно упрощенное представление о характере распространения звукового поля как в помещении, так и в окружающем внешнем пространстве. При этом необходимо отметить, что, несмотря на сделанные предположения, выражения (1.1) и (1.2) обеспечивают точность, достаточную для проведения инженерных расчетов.

Более точную физическую картину распространения звукового поля дает волновая теория звука. Используемый при этом математический аппарат более сложен и достаточно громоздок. Волновая теория подходит к рассмотрению

звуковых процессов как к физической задаче, имеющей более строгую постановку и решение, и в общем случае предполагающей следующие этапы:

- составление дифференциального волнового уравнения, описывающего изменение звукового давления или колебательной скорости в различных точках среды;

- задание граничных условий, включающих условия, описывающие геометрию поверхности источника шума и звуковое поле на границе;

- нахождение общего решения дифференциального уравнения;

нахождение решения дифференциального уравнения относительно звукового давления.

При этом расчет колебаний деталей машин, узлов, ограждений с помощью волновых уравнений представляет значительные трудности. С целью упрощения задачи часто используют приближенные уравнения, основанные на теории упругости.

Классические уравнения, описывающие движения колеблющихся элементов (стержней, пластин и т.п.) также получены с некоторыми допущениями. В частности, уравнение Бернулли - Эйлера (1.3) и уравнение Релея (1.4) не учитывают инерцию поворотов и деформации сдвига поперечных сечений, однако они являются достаточно точными при описании низкочастотных колебаний тонких стержней [4,95]:

Заключение диссертации по теме «Охрана труда (по отраслям)», Евтушенко, Александр Иванович

4.3. Выводы

В результате выполненного этапа исследований, посвященного практическому использованию разработанных автором теоретических положений, решены следующие задачи:

1. Предложена усовершенствованная конструкция поддона металлической формы для уплотнения бетонных смесей на виброплощадках с вертикально-направленными колебаниями с пониженной частотой собственных колебаний, что обеспечивает при виброуплотнении снижение эквивалентных уровней звукового давления от 15 до 20 дБА на средних и высоких частотах.

2. Предложена усовершенствованная технологическая схема установки для формования многопустотных строительных изделий, которая помимо улучшения качества изделий и снижения энергоемкости их производства позволяет улучшить акустическую обстановку и условия труда в рабочей зоне формовщиков предприятий по производству железобетонных изделий на 10-30 дБА.

3. В случае невозможности применения активных методов улучшения шумового режима или их недостаточности результаты реализации предложенной автором методики позволяют осуществить выбор пассивных способов снижения шума - звукоизоляцию или звукопоглощение.

Таким образом, результаты внедрения доказывают практическую значимость методики, разработанной с учетом возможности прогнозирования акустических характеристик виброформовочного оборудования. Практически во всех случаях расчетные значения уровней звукового давления не отличались более чем на 3-4 дБА от результатов натурных измерений в рабочих зонах при использовании разработок автора.

Учитывая, что одним из основных вредных производственных факторов в формовочных цехах является шум, то его устранение позволило добиться значительного улучшения условий труда в целом.

Следует также отметить, что усовершенствование производственного оборудования на основе полученных теоретических закономерностей изменения акустических характеристик от конструктивных параметров этого оборудования помимо основной задачи - снижения шума, позволяет также снизить металлоемкость и энергоемкость установок, добиться экономии пара и цемента, а также повысить качество выпускаемых изделий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований достигнута конечная цель диссертационной работы - обеспечены нормативные санитарно-гигиенические условия в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБИ за счет прогноза и повышения эффективности мероприятий по снижению шума как при эксплуатации виброустановок, так и на стадии их проектирования. При этом основной идеей работы являлось научное обоснование методики расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Проведен анализ акустической обстановки в рабочих зонах и оценена степень воздействия шума на работников формовочных цехов заводов ЖБК. Выявлено, что одной из основных причин неудовлетворенного состояния условий труда при изготовлении сборного железобетона является интенсивный шум, который воздействуя на центральную нервную систему работающего, повышает его утомляемость, что нередко становится причиной несчастных случаев и снижения производительности труда. Вредное воздействие шума приводит к профессиональным заболеваниям, влияет на психическое состояние работающих. Поэтому обеспечение акустической безопасности является важнейшей задачей по оздоровлению условий труда в формовочных цехах.

2. Исследованы процессы образования и снижения шума для условий эксплуатации виброустановок в формовочных цехах заводов ЖБК при уплотнении бетонной смеси в металлических формах. Установлено, что уровень излучаемого шума при формовании плоских железобетонных изделий зависит от конструктивного исполнения и виброакустических параметров металлической формы с бетонной смесью.

3. Проанализированы основные методы расчета параметров шума.

4. Выполнено математическое описание процессов образования и излучения шума, а также акустических параметров системы «металлическая опалубка -бетонная смесь». Установлена закономерность динамического взаимодействия металлической опалубки и бетонной смеси с использованием теории волновых процессов в бетонной смеси, а также фундаментальных функций колебаний призматических стержней. Установлена степень влияния бетонной смеси на поток звуковой энергии от обшивки металлической формы. Основной функцией коэффициента влияния бетонной смеси при формовании плоских железобетонных изделий является высота бетонного столба, степень влияния которого на изгибные колебания падает с ростом жесткости обшивки.

5. Теоретические разработки подтверждены результатами экспериментальных исследований акустических свойств системы «металлическая опалубка - бетонная смесь» и зависимости от этих свойств уровня звукового давления в рабочей зоне оператора виброуплотнительной установки с достаточно высокой сходимостью в пределах максимальной относительной погрешности измерений Д= ± 12% при доверительной вероятности р = 0,95.

6. Разработана методика расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси, основанная на аналитических зависимостях, полученных в результате теоретических исследований и позволяющая решать задачи по снижению шума в рабочих зонах операторов как от действующего виброформовочного оборудования, так и для вновь проектируемых формовочных постов, используя параметры, не требующие предварительного экспериментального определения, с учетом физических свойств бетонной смеси.

7. Результаты исследований проверены и подтверждены на практике при эксплуатации и проектировании оборудования для уплотнения бетонных смесей, в результате чего:

- предложена усовершенствованная конструкция поддона металлической формы для уплотнения бетонных смесей на виброплощадках с вертикально-направленными колебаниями с пониженной частотой собственных колебаний, что обеспечивает при виброуплотнении снижение эквивалентных уровней звукового давления от 15 до 20 дБА на средних и высоких частотах;

- предложена усовершенствованная технологическая схема установки для формования многопустотных строительных изделий, которая помимо улучшения качества изделий и снижения энергоемкости их производства позволяет улучшить акустическую обстановку и условия труда в рабочей зоне формовщиков предприятий по производству железобетонных изделий на 10-30 дБ А, что позволило обеспечить на ЗАО «Ростовский завод ЖБК» и ООО «ЦЕНТР-СТРОИ» г.Ростова-на-Дону санитарно-гигиенический эффект за счет обеспечения акустической безопасности на рабочем месте формовщиков социальный, а также экономический эффект за счет снижения экономических потерь от нетрудоспособности работников в результате воздействия шума, экономии основных и расходных материалов, который для рассматриваемых предприятий составил 108 тысяч рублей в год (по состоянию на 2011 г.).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Евтушенко, Александр Иванович, 2012 год

Список литературы

1. Общие вопросы охраны труда. Справочное пособие. - Ростов-на-Дону: Феникс +, 2009, 632 с.

2. Арустамов Э.А. Охрана труда: Справочник. - М.: Дашков и К°, 2008. -

588 с.

3. Беневоленская Н.П., Щербаков В.А. Социально-гигиенические аспекты проблемы борьбы с шумом // Материалы Всесоюзного совещания по проблемам улучшения акустических характеристик машин, Звенигород, 27 - 29 окт. - М., 1988.-c.6-ll.

4. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. - М.: Наука, 1979. - 145 с.

5. Бескид П. П., Кутузов В. М., Рябухов И. Р. Теория колебаний и волн: Учеб. пособие; М-во общ. и проф. образования РФ, С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т,., СПб. СПбГЭТУ, 1998. - 157 с.

6. Трофимов Б. Я. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учеб. пособие; Челяб. гос. техн. ун-т, Каф. строит, материалов, Челябинск ЧГТУ, 1991.-77 с.

7. Планирование эксперимента и методы обработки его результатов : Ли-нейн. регрес. анализ. Критерии оптимальности. Пл. ПФЭ и ДФЭ: Метод, руководство: МР21-028312.2-27-87 / НПО "Союзстромэкология", Новороссийск НПО "Союзстромэкология" 1988. - 83 с.

8. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. Уч. - Изд-во: КД Университет (КДУ), 2008. - 424 с.

9. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. - М.: Высшая школа, 2001. - 432 с.

10. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов, И.В. Горенштейн и др. Под общей ред. д-ра техн. наук, проф. Юдина Е.Я. -М.: Машиностроение, 1985. -400 с.

11. Кудишин Ю.И., Беленя Е.И., Игнатьева B.C. и др. Металлические конструкции. - Изд-во: Академия, 2008. - 688 с.

12. Васильев Ю.М., Залесов В.Н. Методы уменьшения шума и вибрации на производстве. - М.: Стройиздат, 1976. - с.9-15.

13. Ващук Д.Б., Заборов В.И. Расчет звуковых полей по уровням звука в дБ А. - В кн.: III Всесоюзная конференция по борьбе с шумом и вибрацией. Борьба с шумом. Челябинск: ВНИИТБчермет, 1980. - с. 300-312.

14. Иванов Н.И., Никифоров A.C. Основы виброакустики. - СПб.: Политехника, 2000. - 482 с.

15. Шихненко И. В. Краткий справочник инженера-технолога по производству железобетона. —2-е изд., перераб. и доп.—К.: Будивэльнык, 1989.—296 с.

16. Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Методы активного гашения вибраций механизмов. - В кн.: Динамика и акустика машин. - М.: Наука, 1971. - с. 70-80.

17. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы.

18. ГОСТ 25781-83 - формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Технические условия.

19. ГОСТ 18886-73. Формы стальные для изготовления железобетонных и бетонных изделий. Общие технические требования.

20. ГОСТ 23941-79 [CT СЭВ 541-77]. Шум. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования.

21. ГОСТ 12.1.024-96 - ГОСТ 12.1.025-96. ССБТ. Шум. Методы определения шумовых характеристик источников шума. - М.: 1996. - 10 е., - 9 с.

22. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования.-М.: 1981.-9с.

23. ГОСТ 12.1.003-99. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. - М.: 1999.- 10 с.

24. ГОСТ 12.1.050-2001. ССБТ. Методы измерения шума на рабочих местах. - М.: 2001. - 10 с.

25. ГОСТ 124012-83. ССБТ. Средства измерений и контроль вибраций на рабочих местах. - М.: 1984.

26. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Анализ акустической обстановки в рабочих зонах формовочных цехов заводов. - Строительство-2010, Ростов н/Д, 2010, - с. 99-100.

27. Горенштейн И.В., Ильин И.Н. Исследование шума и вибраций горизонтальных виброплощадок. - В сб.: Борьба с шумами и вибрациями. Урал-НИИстройпроект, 1966. - с. 41-47.

28. Горенштейн И.В. Снижение шума, создаваемого формами при изготовлении ЖБИ. - Строительные и дорожные машины, 1975. - №7. - с. 12-17.

29. Горенштейн И.В. Влияние частоты вибрирования на шум виброплощадок. - В сб.докладов: Борьба с шумами и вибрациями. - УралНИИстройпро-ект, 1966.-с. 47-54.

30. Горенштейн И.В., Митник Г.С. Учет деформативности формы при оценке эффективности вибрационного уплотнения бетонной смеси. - В кн.: Теория и практика заводского изготовления железобетонных изделий. — М.: Стройиздат, 1982. - с. 43-49.

31. Гусев Б.В., Деминов А.Д., Крюков Б.И. и др. Ударно-вибрационная технология уплотнения бетонных смесей. - М.: Стройиздат, 1982. - 150 с.

32.Евдокимов В.А. Защита от вибрации на заводах сборного железобетона. - JI.: Стройиздат, 1981. - с. 5-57.

33. Елизаров Ю.М. Снижение шума и вибраций при формовании сборного железобетона. - М.: Стройиздат, 1970. - с. 84-89.

34. Елизаров Ю.М. Борьба с шумом на заводах ЖБИ. - М.: Стройиздат, 1963.-с. 46-54.

35. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Исследование процессов образования и снижения шума в рабочих зонах формовочных цехов заводов ЖБИ. - Строительство^ 10, Ростов н/Д, 2010, - с. 157-159.

36. Житомирский В.К. Механические колебания и практика их устранения. -М.: Машиностроение, 1966. - 175 с.

37. Заборов В.И., Горенштейн И.В., Рудаков Д.И. О снижении шума при уплотнении бетонных смесей на виброплощадках. - Бетон и железобетон, №12. - с. 24-27.

38. Заборов В.И., Горенштейн И.В., Клячко Л.Н. и др. Снижение шума методами звукоизоляции. -М.: Стройиздат, 1973. - 173 с.

39. Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций. - М.: Стройиздат, 1969. - 53 с.

40. Зайченко В.И. Исследование шумоизлучения металлических форм при изготовлении железобетонных изделий. - Наука и техника в городском хозяйстве. - К.: «Буд1вельник», 1983, вып.52, - с. 15-17.

41. Зайченко В.И. Пути улучшения виброакустических характеристик металлических форм для ЖБИ. Аннотации докладов Всесоюзной научно-технической конференции: Метрополитен и планировка крупнейшего города. -Харьков, 1986.-28 с.

42. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. Уч. - Изд-во: КД Университет (КДУ), 2008, 424 с.

43. Вахитов Ш.Я., Ковалгин Ю.А., Фадеев A.A. Акустика.- М.: Горячая Линия-Телеком, 2009. - 660 с.

44. Кулешов Л.В. Строительная акустика и защита от шума : Кат. акуст. характеристик / Моск. н.-и. и проект, ин-т типового и эксперим. Проектирования. - М. МНИИТЭП, 1987. - 99 с.

45. Зайченко В.И., Шестериков С.Н., Забелин Ю.Е. Комплексная оценка условий труда на заводах стойиндустрии. Деп.рук.рег. № 9601. - сб. науч. трудов ВНИИИС Госстроя СССР, per. №8311, вып. 6. - М.: 1988.

46. Сычев В.В. Строительная акустика : Акуст. благоустройство помещений, изоляция, борьба с шумом. Сб. тр. ин-та / НИИ строит, физики ; Под ред. Л. И. Макриненко. - М. :НИИСФ, 1984. - 117 с.

47. Акустоэлектроника и физическая акустика твердого тела: XV всесоюз. конф. (Ленинград, 4-8 июня 1991 г.) : Тез. докл. - Л.: Ленингр. ин-т авиац. приборостроения, 1991.

48. Тюлин В.Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. М.: Наука, 1976.

49. Бреховских Л.М., Годин O.A. Акустика неоднородных сред. В 2 т. Основы теории отражения и распространения звука. - М.: Наука, 2007. - 443 с.

50. Беляев C.B. Акустика помещений. - 2-е изд. - М.: ЛКИ, 2008. - 136 с.

51. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. Уч. - Изд-во: КД Университет (КДУ), 2008, 424 с.

52. Горенштейн И.В. Снижение шума при изготовлении железобетонных изделий на низкочастотных ударных установках. - В кн.: III Всесоюзная конференция по борьбе с шумом и вибрацией. Борьба с шумом. - Челябинск, ВНИ-ИТБчермет, 1980. - с. 27 - 30.

53. Изак Г.Д., Гомзиокв Э.А. Распространение шума в помещениях, смежных с источником шума. - В кн.: Борьба с шумом и звуковой вибрацией. М.: МДНТП, 1982.-с. 50-53.

54. Инструкция по расчету уровней шума на рабочих местах заводов сборного железобетона. - М.: Гипростроймаш, 1970. - 29 с.

55. Омаров С. С. Архитектурно-строительная акустика с применением ЭВМ: Учеб. пособие; Каз. политехи, ин-т им. В. И. Ленина, Алма-Ат. архит.-строит. ин-т.: Алма-Ата КазПИ, 1991. - 100 с.

56. Вебстер А.Г. Механика материальных точек, твердых, упругих и жидких тел. Лекции по математической физике. Т. 1: Механика материальной точки и системы. Т.2: Механика сплошной среды. Пер. с англ. Т. 1,2. Изд.2, 2008. -288с.

57. Горелик Г.С. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику, 2008. - 656с.

58. Попкова Л.И. Теория звука, 1999. - 112с.

59. Есипов И.Б, Миронов М.А. Основы акустики для физиков и инженеров. -М.: Интеллект, 2009.

60. Коржик Б.М., Черняк В.Н., Шестериков С.Н., Зайченко В.И. Положение о режиме труда виброопасных профессий организаций и предприяти. -Харьков, 1986.-24 с.

61. Горшков А.Г. Медведский А.Л. Волны в сплошных средах: Физмат-лит, 2004. - 472с.

62. Кофман Г.А. Влияние уровня шума на производительность труда. Журнал «Технология и организация промизводства», №4. - 1975. - с. 27-29.

63. Алешкевич В.А. Колебания и волны. Лекции. Изд-во: Физический факультет МГУ, 2001. - 144с.

64. Лагунов Л.Ф., Осипов ГЛ. Борьба с шумом в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1980. - 150 с.

65. Кабисов К.С., Камалов Т.Ф., Лурье В.А. Колебания и волновые процессы. 2005. - 360с.

66. Меньшов А. А. Влияние производственной вибрации и шума на организм человека. - Киев: Здоровье, 1977. - с. 16-20.

67. Груздев Ю.В. Колебания и волны. Изд.З, перераб., 2007. - 204с.

68. Вовк И.В., Гринченко В.Т. Волновые задачи рассеяния звука на упругих оболочках., 1986. - 240с.

69. Осипов Л.Г., Бобылев В.Н., Борисов Л.А., и др. Звукоизоляция и звукопоглощение. - М.: ACT, 2004. - 450с.

70. Морозов М. К. Механическое оборудование заводов сборного железобетона, - Киев, Высшая школа, 1986, - 311 с.

71. Гудушаури И. И. Теория упругости в обыкновенных дифференциальных уравнениях. - Изд-во: АН ГССР, Груз. техн. ун-т, Тбилиси Мецниереба, 1990. - 447 с.

72. Олехнович К. А. Научно-технические основы и создание низкочастотных вибромашин для формования железобетонных изделий. Автореферат. Диссертация докт. тех. наук. - М.: 1983. - 48 с.

73. Рысаков В.Я. Дифракция и рассеяние волн на ограниченных объемах -анализ с помощью разложения Котельникова-Шеннона, 1991. - 132с.

74. Ретнев В.М. Профессиональные болезни и меры по их предупреждению. - Санкт-П..: Диалект, 2007. - 240 с.

75. Панцке К.Ю., Кекрец 3., Краузе П., Попов К. Защита от шума и вибрации в строительстве. Перевод с немецкого А. В. Макарова. - Киев, Будивель-ник, 1988.-87 с.

76. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980. 408 с.

77. Хекл М., Мюллер Х.А. - Справочник по технической акустике. Пер. с нем., 1980. -440с.

78. Принципы дифференцированного нормирования производственного шума. Г. А. Суворов, Л.И. Шкарицев, Э. И. Денисов, В. Г. Ивакимов. III Всесоюзная конференция по борьбе с шумом и вибрацией. - В сб.: Действие шума и вибрации на организм. - Челябинск, 1980. - с. 126-129.

79. Пронин А. П. Уменьшение шума на заводах железобетонных конструкций. - Сб. докладов: Борьба с шумами и вибрациями. - М.: ЛИИЖТ, 1966, -с. 59-65.

80. Прудковский М. И. Защита от вибрации на заводах железобетона. -М.: Стройиздат, 1972, - с. 17-24.

81. Прудковский М. И., Гольдман Б. М. Охрана труда при производстве сборного железобетона. - М.: Стройиздат, 1969. - с. 10-18.

82. Пособие по проектированию и расчёту шумоглушения строительно-акустическими методами. - М.: Стройиздат, 1973. - с. 54.

83. Постнов В. А., Калинин В. С., Ростовцев Л. М. Вибрация корабля. -Ленинград: Судостроение, 1983. - С. 248.

84. Руководство по расчету и проектированию шумоглушения в промышленных зданиях. НИИСФ Госстроя СССР. - М.: Стройиздат., 1982. - 128с.

85. Соколова Е. С., Колесников А.Е. Звукоизоляция и звукопоглощение. -Л.: ЛЭТИ, 1982. - 74 с.

86. Борьба с шумом и звуковой вибрацией: Материалы семинара. - М.: ЦРДЗ, 1994.-84 с.

87. Самойлюк Е. П., Сафонов В. В. Борьба с шумом и вибрацией в промышленности. - Киев: Выща шк., 1990. - 166 с.

88. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Реализация методики выбора эффективных средств и экономичных средств по борьбе с производственным шумом на ОАО «КСМ №14» г. Ростова -на-Дону. - Строительство-2011, Ростов н/Д, 2011, -с. 13-15.

89. Рекомендации по расчёту и конструированию стальных форм. - М.: Стройиздат, 1970. - 160 с.

90. Любиев О. Н., Демьян В. В., Веселовская Л. П., Гарина Э. Б. Математическая обработка результатов эксперимента: Учеб. Пособие. - Изд-во: Ново-черк. политехи, ин-т им. Серго Орджоникидзе, 1987. - 56 с.

91. Омаров С.С., Нагуманова Л.Е. Методы и средства прогнозирования оптимального акустического поля в производственных помещениях: [Аналит.

обзор]. - Каз. НИИ НТИ и техн.-экон. Исслед: Алма-Ата КазНИИНТИ, 1990. -74 с.

92. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Совершенствование метода прогноза акустических характеристик металлической формы с учетом влияния бетонной смеси при её уплотнении, г. Ростова -на-Дону. - «Техносферная безопасность. Надежность. Качество и энергосбережение 2011» Сб.13 , Ростов н/Д, 2011, - с. 73-78.

93. Самойлюк Е. П., Сафонов В. В. Борьба с шумом и вибрацией в строительстве и на предприятиях строительной индустрии. - Киев: Будивельник, 1979.-с. 90-117.

94. Соловьянова И.П., Шабунин С.Н. Теория волновых процессов: Акустические волны: - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. - 142 с.

95. Рагульскис J1. К., Рагульскис К. М. Колебательные системы с динамически направленным вибровозбудителем. - Д.: Машиностроение Ленингр. отд-ние, 1987,- 130с.

96. Гордиенко В.А. Векторно-фазовые методы в акустике. - М.: Физмат-лит, 2007. - 480 с.

97. Анфилофьев Б.А., Скачкова Е.А. Расчет снижения уровня шума за счет экранирования. Методические указания. - Самара: СамГАПС, 2004.- 18с.

98. Стрельченко С.Г., Каганов B.C., Капустянский A.M., Тишина A.B. О критерии оптимизации по уровню шума при проектировании промышленного оборудования. // Новое в теоретической и прикладной акустике. Тр. Семинара. -СПб, 2001.-с. 32-35.

99. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Физические основы и математическое описание образования и излучения шума при уплотнении бетонной смеси в металлических формах. «Техносферная безопасность. Надежность. Качество и энергосбережение 2011» Сб. 13 , Ростов н/Д, 2011 - с. 122-127.

100. Завадский В.Ю. Моделирование волновых процессов. - М.: Наука, 1991.-248 с.

101. Малышев B.C., Манюков М.Ф., Медведев В.Т., Щевьев Ю.П.; Под ред. Новикова С.Г. Основы звукоизлучения и звукоизоляции: Учеб. пособие по курсу "Инж. экология". - Моск. энерг. ин-т. - М.: Изд-во МЭИ, 1993. - 83 с.

102. Тартаковский Б. Д. Физические основы вибропоглощающих покрытий и конструкций. - В сб.: Борьба с шумом и звуковой вибрацией. - М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1984. - с. 120-129.

103. Борьба с шумом и звуковой вибрацией: Материалы семинара. - М.: ЦРДЗ, 1994. - 84с.

104. Борьба с шумом на пути его распространения / [Сост. Ю. В. Карпов и др.]. - М.: НИИТЭхим 1985. - 15 с.

105. Щевьев Ю.П., Белоусов A.A. Аналитические методы расчета шумо-защитных конструкций. СПб.: Политехника, 2002.

106. Иванов Н.И., Никифоров A.C. Основы виброакустики. - СПб.: Политехника, 2000. - 482 с.

107. Крендалл И.Б. Акустика. - Изд 4, пер с англ. - Изд-во: Либроком, 2009, 168 с.

108. Борьба с шумом и звуковой вибрацией: Материалы семинара. - М.: МДНТП, 1989. - 143 с.

109. Борьба с шумом, вибрацией и акустическим загрязнением окружающей среды в строительстве и промышленности строительных материалов: На-уч.-практ. конф., 3-4 июля / Под ред. Н. И. Иванова. - Л.: ЛДНТП, 1987. - 92 с.

110. Тарасова О.Г. Звукоизоляция многослойных остекленных строительных конструкций. - Владикавказ, Терек, 1995. - 86 с.

111. Трофимов Б. Я., Муштаков М. И. Технология бетона и железобетона. Коррозия бетона; Челяб. политехи, ин-т им. Ленинского комсомола, Каф. строит. Материалов; Изд-во: Челябинск ЧПИ, 1990.

112. Киселев О.М. "Введение в теорию нелинейных колебаний", М. Физ-матлит, 1999г.

113. Чуличков А.И. "Математические модели нелинейной динамики", М.: Физматлит, 1999г.

114. Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И. Методы автоматизированного исследования вибрации машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987,- 224 с.