7 Виробничий шум та вібрація

7.1 Основні поняття та визначення шуму

Шум – це сукупність звуків різної частоти i інтенсивності, які виникають внаслідок коливального руху частинок в пружних середовищах (твердих, рідких, газоподібних).

Звукова хвиля – процес розповсюдження коливального руху в середовищі.

Звукове поле – середовище, в якому розповсюджуються звукові хвилі.

Класифікація шуму: за характером спектру, часовій характеристиці, частотному складу, джерелу виникнення. За характером спектру розрізняють шум: широкополосний з неперервним спектром i тональний, до складу якого входять дискретні звуки. За часовою характеристикою розрізняють постійний шум, рівень звуку якого змінюється не більше, ніж на 5 дб, i непостійний . За частотним складом шуми поділяють на низькочастотні (до 300 Гц), середньочастотні (до 1000 Гц), i високочастотні ( понад 1000 Гц). За джерелом виникнення розрізняють ударні шуми (ковка, штамповка), механічні (тертя, биття вузлів i деталей машин), аерогідродинамічні (рух повітря та piдин).

Основні фізичні характеристики звука – частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку I (Вт/м²), звукова потужність (Вт).

Звуковий тиск Р – це різниця тисків в збуреному та незбуреному середовищах, яка виникає внаслідок періодичної появи областей розрідження та підвищеного тиску при розповсюдженні коливань в середовищі.

Інтенсивність (сила) звуку I – кількість енергії, що переноситься звуковою хвилею за одиницю часу через одиницю поверхні, орієнтованої нормально до напрямку розповсюдження хвилі.

Поріг чутливості – мінімальна інтенсивність звуку, яка сприймається вухом людини. Стандартна частота порівнювання 1000 Гц. Для цієї частоти поріг чутливості І_о = 10 ^-12Вт/м² з відповідним звуковим тиском Р_о = 2∙10 ^-5 Па.

Поріг больового відчуття – максимальна інтенсивність звуку, для якої орган слуху починає сприймати больове відчуття. Відповідає параметрам 1-10 Вт/м², Р = 2∙10⁵Па.

Для оцінки шуму використовують не абсолютні значення інтенсивності звуку i звукового тиску, а логарифми відношень цих величин до умовного нульового рівня , що відповідає порогу чутливості стандартного тону частоти 1000 Гц. Ці логарифми відношень називають рівнянням інтенсивності i звукового тиску

, [Дб] (7.1) (7.2)

i визначають в балах(децибелах).

Сумарний рівень звукового тиску L декількох різних джерел звуку з однаковим рівнем звукового тиску L_і,

, (7.3)

де n – кількість джерел шуму з однаковим рівнем звукового тиску;

L_і – рівень шуму від одного джерела.

Сумарний рівень звукового тиску L від декількох різних джерел звуку

L=10lg[10(L₁/10)+ 10(L₂/10)+…. 10(L_n/10)], [Дб] (7.4)

де L₁, L₂…L_n – pівнi звукового тиску від декількох різних джерел звуку.

Рівень гучності. Це поняття дозволяє врахувати різну чутливість людини до звуків різних частот. Умовна одиниця рівня гучності – фон. Один фон – це гучність звука при частоті 1000 Гц I рівна інтенсивності 1 Дб. На частоті 1000 Гц piвнi гучності прийняті рівними рівням звукового тиску.

Нормування шуму. Нормування шуму здійснюють в частотах октавних полос. Октава – це інтервал частот між певною частотою f та її подвійною величиною 2f. Для нормування використовують середні геометричні величини октавних полос. При нормуванні приймають такі частоти: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц. Допустимі piвнi звукового тиску і piвнi звуку на постійних робочих місцях приводять залежно від частоти, характера шума та категорії робочого місця (кабіна спостережень, приміщення управління, робоче місце та інше).