автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Снижение шума оборудования линии отделки сортового проката и труб

г) г с На правах рукописи

г I и

/

Мячина Ольга Владимировна

СНИЖЕНИЕ ШУМА ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ ОТДЕЛКИ СОРТОВОГО ПРОКАТА И ТРУБ

05.26.01 Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург -1997

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте охраны труда в Санкт-Петербурге

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Дуан Н.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Никифоров A.C.

кандидат технических наук Мясников В.В.

Ведущая организация - АО "Мечел", г. Челябинск

Защита состоится 19 июня 1997 года в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 064.87.01 в Балтийском государственном техническом университете им. Д.Ф. Устинова по адресу: Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская, 1, аудитория 217.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийского государственного технического университета.

Автореферат разослан 16 мая 1997

Ученый секретарь диссертационного совета

Дроздова Л.Ф.

ЛрШ1ънос1Ь_.темы, Современное состояние техники и технологии обработки чериых металлов в России характеризуется наличием целого ряда вредных факторов. Численность работающих, подверженных действию шума, превышающему нормируемое значение и достигающему Ш дБ А и более, составляет до 25Л% от общего числа работающих в отрасли.

Результаты анализа показывают, что при работе в течении 20 ле! н условиях уровня звука 95 дБА 34% рабочих рискуют получить повреждение слуха. Даже при сравнительно невысоком уровне звука 90 дБА уже через 10 лет работы каждый десятый может получить профессиональное повреждение слуха. Общая заболеваемость шумных цехов на 25% выше, чем в малошумных цехах. Таковы социальные последствия вредного воздейавня повышенно г а уровня шума. Значителен и зкономическин ущерб «следа вне неблагоприятною воздействия шума, обусловленный ростом числа дней нетрудоспособности, частичной утратой профессиональной и общей трудоспособности, повышенным утомлением здоровых рабочих.

Для предприятий черной металлургии характерно чрезвычайно большое число и разнообразие видов шума, а также его весьма высокий уровень, что делает проблему борьбы с шумом сложной и трудоемкой. Наиболее интенсивным шумом в трубном и сортопрокатном производстве сопровождаются процессы транспортировки проката и труб по рольгангам и правка их в правильных машинах. Исследование наиболее интенсивных источников шума с использование и общепринятого спектральной) анализа с помощью приборов, которые дают возможность получения шумовой характеристики на интересуемых частотах, не обеспечило необходимой информации о вкладе отдельных источников в фиксируемый сигнал. Ноэюму объективная расшифровка сложного шумового процесса с целью распознавания источников и последующей разработки путей и средств снижения интенсивности шума, возможно только на основе комплексного применения различных методов.

Процесс шлифования сортового проката сопровождается уровней звука, достигающим 101 дБА, уровень звука при соударении проката с роликами достигает 87-90 дБЛ. Поэтому основным направлением по уменьшению шума оборудования сортового проката было рекомендовано снижение шума в источнике его возникновении за счет уменьшения динамического модуля упругости материала и увеличения продолжительности соударений элементов этого оборудования, что позволяет большую часть энергии удара сосредоточить в области низких частот, при этой значительно снижается шум на средних и высоких частотах

К росту продолжительности ударов ириводит изготовление одной из двух соударяющихся металлических деталей из полимерных материалов с пониженным значением модуля упругости типа полиуретан, кааролон. фторопласт. Одпако. до сих нор на производстве подбор параметров таких материалов для снижения шума оборудования проводился без учета их акустических свойств и оценки величины снижения шума, а исходя из условий уирощения технологии.

Таким образом, улучшение условий труда на предприятиях черной металлургии и, в частности, в цехах, имеющих оборудование по отделке проката и труб, в современных условиях особенно актуально.

Цель работы. Улучшение условий труда работающих на основе формирования комплексного подхода к определению интенсивности источников шума оборудования линии отделки сортового проката и труб в цехах, имеющих подобное оборудование, исследования акустических свойств и физико-механических характеристик полимерных материалов типа полиуретана, капролона. фторопласта и их применения для снижения шума в источнике его возникновения при разработке шумоглушащих конструкций.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи;

- осуществить диагностику шумовых характеристик оборудования по отделке проката и труб и провести их сравнительную оценку;

-выявить основные источники возникновения шума подобною оборудования с целью рлзрабою путей снижения уровня шума на рабочих местах:

- исследован, физико-механические и акустические свойства полимерных материалов, выпускаемых промышленностью и установить зависимость между ними.

- определить эффективность применения для снижения шума полимеров в деталях оборудования и в качестве упругих прокладок;

- разработать инженерную методику оценки эффективности снижения шума оборудования за счет использования полимерных материалов;

- разработать шумоглушащие конструкции для снижения шума оборудования линии отделки сортовою проката шлифованием

Научная___новизна заключается в том. что впервые осуществлена

диаиюстика шумовых харак!еристик оборудования линий по очделке проката в зависимости от различных технологических параметров и проведена сравнительная оценка шумовых характеристик оборудования различных линий отделки, выявлены основные источники возникновения шума, исследованы физико-механические и акустические свойства полимерных материалов, выпускаемых промышленностью и установлена зависимость между ними, получена формула для расчета снижения ударного шума, при частотах, выше граничной, разработана методика оценки эффективности снижения шума оборудования за счет использования полимерных материалов, разработаны шумоглушащие конструкции для снижения шума оборудования линии отделки сортовою проката шлифованием

На защиту выносятся:__

-результаты экспериментальных исследований шумовых характеристик оборудования линий отделки сортового проката;

-экспериментально ясследоваипые физико-механические и акустические свойства полимерных материалов и установленные зависимости между ними;

-расчет и методика оценки лффекливносги снижения шума оборудования за снег использования полимерных материалов, в том числе и на стадии проектирования:

-технические решения эффективных шумоглушапшх конструкций.

Достоверность полученных результатов обусловлена применением современной акустической аппаратуры, способной регистрировать импульсные акустические сигналы, а также применением методов математической статистики для обработки экспериментальньи данных.

Практическая ценность работы состоит в том, что ее результаты позволят целенаправленно подойти к проектированию малошумного производственною оборудования линий отделки сортового проката и труб, работающего в условиях больших динамических нагрузок и агрессивных средах.

Применение исследованных в диссертации полимерных материалов с высокими демпфирующими свойствами позволяет значительно снизить уровень производственного шума при изготовлении из них деталей, работающих в условиях ударных нагрузок.

Предложенная в диссертации методика оценки эффективности снижения шума за счет использования полимерных материалов позволит обоснованно выбирать полимерный материал для снижеиия шума оборудования в производственных условиях.

1'еатшзацня работы в промышленности.___Из исследованных в

диссертационной работе полимерных материалов с высокими демпфирующими свойствами были изготовлены: опорный нож бесцентрово-шлифовальпого станка со съемной насадкой на ею рабочую поверхность, соударяющаяся часть поддерживающих и направляющих роликов рольганга. Промышленное испытание предложенных конструкций, проведенное в термическом цехе №1 ЧМК показало снижение уровня звука на 5 дБА. Предлагаемые конструкции опорного ножа и роликов рольганга станка с применением полимерных материалов позволили за счет снижения шума на рабочих местах у

оборудования улучшшь удобство эксплуатации и увеличип. износосюйкопь их рабочей поверхности.

Для уменьшения шумончлучении корпус рольганга по всей длине и ширине наружной поверхности был локрыт слоем вибродемпфирующего материала типа полуниинп. толщиной 2,5 см. Промышленное испытание такой конструкции в термическом цехе № ! ЧМК показало дополнительное снижение шумя на средних и высоких часготак на 4-5 дБ

Апробация работы__Материалы диссертации доложены и обсуждены на:

1. 11-ой Всесоюзной научно- технической конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы охраны труда в промышленности" Ленинград, 1986.

2. Всесоюзной научно^ехническон конференции молодых мегяллурюв-исследователей " Проблемы повышения техническою уровня ппотводсчва черных металлов и сплавов". Донецк, 1987.

Публикации. По 1 еме диссершции опубликовано 6 статей.

объем лис сер I аципниой работы. Диссертационная работа состоит ич введения, чешрех глав, выводов, списка лшературы из 130 наименований, двух приложений и содержит 143 страницы машинописного текста, 27 иллюстраций.

18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В_пещ|ой_главе на основании анализа литературных данных и по

результатам собственных исследований шума оборудования линий отделки сортового проката и труо установлено, что оборудование спроектировано, изготовлено, смонтировано, пущено в работу и реконструируется без учета требований по снижению шума. Уровни шума превышают допустимые но ГОСТ 12.ШЗ-8Г на 20-2>дБ.

Практически не изучены шумовые характеристики оборудовании линий отделки сортового проката. Оборудование линий отделки для сортового проката и труб идентично, но имеет свои особенности и создаваемый ими шуи может быть различным.

Но данным большинства исследователей, основными источниками шума оборудования по отделке проката и труб являются рольганги, правильные машины, шлифовальные станки. В большинстве случаев источниками шума являются трубы, обрабатываемый прокат . В основном, во всех работах шумовые характеристики источников шума оборудования определялись с помощью спектрального анализа.

При работе оборудования в цехах но отделке проката и груб возникает средие- и высокочастотный шум механического происхождения, вызванный одиночными или периодическими ударами, а также трением металла о металл в сочленениях деталей и рабочей зоне оборудования.

Существуют разнообразные методы снижения механического шума ударного происхождения. Наиболее эффективным, а иногда и единственно возможным методом борьбы с шумом является подавление его в источнике возникновения путем применения материалов, хорошо гасящих механические колебания для изготовления деталей, работающих с ударными нагрузками, упругих прокладок. Снижения шума в источнике е{0 возникновения можно достичь рациональным выбором полимерных материалов типа: полиуретан, канролон.

Имеющиеся в литершуре немноючисленпые данные о нлиянии выбора полимерных материалов для изготовления отдельных деталей на шум оборудования чехов черной металлургии носят случайный характер и не имеют оценки величины снижения шума.

üecMüipa на то. что рациональный выбор полимерного материала для изготовления отдельных элементов оборудования предопределяет параметры шума широко распросфанениою оборудования, исследования в данном направлении не систематизированы.

Анализ работ A.C. Никифорова. Л.Я. Гутина, В.И. Заборова. В.Н. Бринзы, Дреймана H.H. и других авторов по излучению звука, позволяет осветить некоторые теоретические вопросы звуконзлучения металлов: влияние контактных явлений при соударении на характер звукоизлучения. зависимость частотною спектра от свойств иатеришга.

При исследовании нлиямия смятия в месте удара на величину звукоизлучения прямоуюльных плит предложен способ расчета, основанный на законе изменения во времени силы взаимодействия между свободно падающим ударником и поверхностью, учитывающий снижение уровня звукового давления ¿\L за счет влияния местного смятия:

AL 4i)lgCf о, дБ, (1)

|де fi> Mö.vt- частота, с которой проявляется влияние местного смятия. Гц; т-д!Штельность контакта при ударе, с; f- частота колебаний пластины, Гц.

Из формулы (]) видно, что чффск!ивиым меюдом снижения шумя является увеличение продолжи кмшности соул ярений ччементов оборудования, чго вызынае! необходимое^ использования в практике борьбы с шумом полимерных материалов, обладающих бопыной демпфирующей способностью. В простейшем случае упругого удара шара о плоскость продолжительность удара может быть вычислена по формуле

х-

кМ2

\|— , (2) \\

1- ЦТ 1- цг

1де к " ( - - -)2; Е] и Е?. - модули упругости: )л и уи- коэффициенты

Е 1 Е г

Пуассона соударяющихся тел. К -его радиус; V- скорость шара при ударе.

Анализ формул (1) и (2) показываем «по при изготовлении одной из двух соударяющихся деталей из полимерных материалов с динамическим модулем упруюои в Е]>Ъ раз меньше модуля упругости стали, продолжительность удара всирапаег н шум снижается с частоты, которая во столько же раз меньше частоты при соударении стальных детален. Изготовление и другой соударяющейся детали из полимерною материала уже не изменяет сколько -млбудь значшельно нродолжтельность удара. Эта зависимость и легла в основу .экспериментальных исследований акустических и физико-механических свойств иолимерныА материалов, а гакже разработок технических решений но снижению шума па рабочих местах у оборудования линий отделки сорювого проката и ¡руб.

Ро второй главе проведено исследование источников шума линий оIдедки сорювого проката шлифованием. Объективное распознавание причин и источников колебании представляет главный этан на пути борьбы с вибрацией и шумом оборудования.

Для исследования шума оборудования линии отделки проката черных металлов наиболее пригодны женеримеитальные меюды определения источников шума: спектральный анализ, метод поэлементных испытаний отдельных узлов, метол последовательною отключения источников, метод многофакторного эксперимента ио выявлению и оценке источников шума, используется также метод расчетной оценки ожидаемых уровней шума оборудования. Используя названные методы исследования, проведены испытания с целью изучения источников шума оборудования линий отделки сортового проката на Челябинском металлургическом комбинате (ЧМК) (рис. 1) и ОрлояскоА! сталецроволочном заводе (ОСЗ) (рис. 2). Уровни звука на рабочем месте у линии отделки достигают 87-101 дБА. При работе оборудования возникает средне- и высокочастотный шум. Транспортируется прокат к шлифовальным станкам по рольгангу При ">пн1 возникает шум вследствие

з£> №

100

95

50 35

во

75 70

! 1

\

\

— №

(П/а/, !

Г 1

63 125 250 500 ЮОО 2000

joo

96

91

.00 99 9?

1 гз и б ? е з

Рис.1. Спектры иума на рабочем месте наждачника.

1 - у ЛИНИИ №1

2

Зо Ю

4 м

5 №5 $ »6

7 »7

8 №

9 - допустимые уровни шума по ГОСТ 12.1.003-83*

Спектр шума на рабочем месте наждачника на ОСЗ.

ив 100

90

80 70

\— -\ \ -------

\

— ч \ \ ---Л-\ А

— ■ — •-"*- 7 Ч

— ----- ------- , о \ --V

Ц.ДБА

87

80

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000^ ГЦ 1 2

Рис. 2.

1- у пинии отделки сортового проката; 2- допустимые уровни шума по ГОСТ 12.1.003-83*.

соударения ирокача с направляющими и поддерживающими роликами рольганга, уровни звукового давления (УЗД) которого превышают допустимые на >-б дБ. что. в свою очередь, является причиной вибрации корпуса рольганга и пополнительного шучоиздучения. В процессе зачистки на линии отделки прокат обрабатывается дважды: производится черновая обработка н чистовая его обработка на шпифовагтмплх станках 1ииа ВВК, причем чистовая обработка создает более высокие уровни шума. УЧД на рабочем месте наждачника при работе шлифовального станка в режиме глубины зачистки проката 0,5 мм превышают санитарные нормы на высоких частотах на 15-20 дБ. При уменьшении глубины зачистки УЗД снижаются на 5-7 дБ, установление предела в 0,2 мм позволяет снизить шум в октавных полосах частот на КМ5 дК. Во время шлифования прокат на станке поддерживается опорным ножом, процесс износа которого, вследствие трения, сопровождается повышением уровня шума па 3-4 дБ па высоких н средних частотах. В процессе шлифования происходит одновременно интенсивное соударение проката с ропиками рольганга и увеличивается трение между прокатом и опорным ножом.

Поэлементное испытание отдельных узлов беснентрово-шлифовального станка показало, что причиной возникновения шума является взаимодействие проката в процессе шлифования со шлифовальными кругами н соударение проката с опорным ножом. Процесс траниортировки проката но рольгангу является наиболее шумным процессом, причиной его является соударение проката с поддерживающими роликами рольганга.

При исследовании замечено, что шум шлифовального станка нестабилен в пределах 3-4дБ. Как показали результаты исследований, причиной этого является износ опорного ножа бесцентрово-шлифовального станка, сопровождаемый повышенным уровнем шума. Исследование источников шума линии отделки сортового проката позволило их классифицировать (рис.3) и выявить вклад отдельною источника в общий шумовой процесс (рис. 4).

Для выяснения процессов образования шума на рабочем месте наждачникапостроена шумовая карта линии отделки сортового проката. Анализ

ИСТОЧНИКИ ШУМА ОБОРУДОВАНИ Я ЛИНИИ ОТДЕЛКИ СОРТОВОГО ПРОКАТА

УДАРЫ

ТРЕНИЕ МЕТАЛЛА О МЕТАЛЛ

ВИБРАЦИ Я ПОВЕРХНОСТЕЙ

РОЛЬГАНГ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК

ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК

КОРПУС РОЛЬГАНГА

РИС. 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ШУМА

ОБОРУДОВАНИ Я ЛИНИИ ОТДЕЛКИ СОРТОВОГО ПРОКАТА.

Частотные спектры каждого источника шума пинии отделки сортового проката на рабочем месте наждачника.

МЕГ

85 75

ЦдЗ

85 75

К

31,5 63 125 250 600 1000 20и0 4000 ),Гц 31.5 63 125 250 500 (000 2000 4000 (,ГЦ

1. 2.

Цдб-

85 75

ч

— — — Л

85

75

ч ч

31.5 63 125 250 500 Ю00 2000 4000 М Ц 31.5 83 125 250 500 1000 2000 4000 1Гц

3. 4.

Рис. 4. 1 - шлифование, черновая обработка проката;

2 - то же, чистовая обработка;

3 - свободное транспортирование проката;

4 - работающий привод шлифовального станка.

которой показывает, что на рабочей месте возпикает суммарное звуковое ноле, образованное несколькими источниками шума: ударным взаимодействием проката с роликами рольганга и опорным ножом шлифовального стайка, трением между обрабатываемым прокатом и опориым ножом со шлифовальными кругами; вибрацией поверхности корпуса рольганга

Б___третьей главе приведены результаты экспериментальных

исследований но снижению ударного шума полимерными материалами, что является одним из основных направлений работы

Для определения величины снижения шума обычно применяется формула (1), полученная В.й. Заборовым и JI.11. Тюменцевой. которая совпадает по внешнему вида с формулой Л. Кремера.

ДТ. -20 1еР/1\ (3)

I

где — \у ...... ( формула действительна для {'> 10);

2 л шС

[9 - 0,465/т (4) - частота, с которой начинает проявляться влияние местного смятия на величину снижения шума; т - продолжительность удара. Результаты, полученные па основании выполиеяпых в данной работе измерений, позволили установить более близкое к действительности выражение:

Не г---

Л1.~20 ---------Г I/ шС, ( 5)

1+е' *

где с и е - ударная вязкость платы и упругого материала; ш - масса упругого мат ерпала; С - податливость слоя упругого материала, равная, как известно,

. здесь (I - толщина упругого материала; Еа - динамический модуль упругости; Б -площадь упругого слоя.

В случае использования полимерного материала можно принять

1+ е

—-,~6, таким образом формула принимает вид:

?+ е

Л1~20 (а 6 Г 7шС. ( 6)

Если принять т. как массу полимерною материала, отнесенную к единице иоверхноа и нг |>>1. I о при сравнимых Л2 н Я, получим следующее выражение:

ЛЬ" 20 1«6Г |/ рДи (7)

где р - плотпосн. цолимержн» материала, ы/м

Из формулы (7) видно, что решающее значение для снижения ударного шума нри использовании упругого материала, имеет уменьшение его динамическою модуля упругости.

Исследовались полимерные, материалы типа капролон ГЗ-блочный полиамид (ШТУ 6.05-988-66), фторопласт--!, полиуретаны марок Л-167, СКУ-1л. СКУ-6. СКУ-И) (ТУ 84-4«4-7<). выпускаемые промышленностью и ,ч1оксинолиур1-|аны ОН) с различным пропетным содержанием шоксидной ( Иолы на 100 весовых частей полиэфира.

Измерения динамического модуля упругости и коэффициента потерь канролона и сравнительно жестких полиуретанов с твердостью более 80 по ГОСТ 263-А ка ГИР-2 проводник стандартным методом на приборе типа 3990 фирмы "Ьрюль и Кьер" Измерения динамического модуля упругости и коэффициент потерь сравнительно мягких полимерных материалов с твердостью 50-60 на ТИР-2 по ГОСТ 163-75 проводили с помощью виброметра В-4.

Установлено, чю динамические модули упругости у различных марок полиуретанов изменяются в широких пределах от 7.0 до 180(1 Мпа, причем полимерный мшериал с большей твердостью имеет и большее значение динамического модуля упругости.

Снижение шума при изготовлении одной из двух соударяющихся детален из полимерного материала и при установке прокладок из полимерных материалов между соударяющимися деталями исследовалось на установки, которая была разработана н установлена в акустической реверберационной камере. Исследования проводили с помощью стандартной ударной машины

типа 3204 фирмы "Брюль и Къер'\ которую устанавливали на стальной плите. При последовательных ударах четырех молотков ударной машины о плиту последняя излучала практически равномерный и сплошной спектр шума. Форма оснований молотков выполнялась плоской и сферической для того чтобы приблизить лабораторный эксперимент к реальным условиям на производстве, когда возникает шумоизлучение при соударениях обрабатываемою проката с роликами рольганга, имеющих закругленные формы.

На рис.5 представлены результаты экспериментальных исследований частотных характеристик шума, излучаемого плитой при возбуждении ее колебаний стандартными молотками ударной машины со стальными головками и головками различной формы из каиролона, полиуретана и фторопласта-4. Частотные характеристики У.ЧД по кривым 1-6 могут быть аппроксимированы на участке снижения шума прямыми, что соответствует закономерности снижения шума, определяемого формулой (7). Для случая плоских головок из кзпролона снижение уровня шума незначительно и может быть аппроксимировано прямой с наклоном 6дБ па октаву. На рис. о приведены рассчитанные по формуле (7) величины снижения удариого шума и измеренные при замеие стандартных стальных оснований ударной машины ца основания из Э11.

Результаты экспериментальных исследований и расчета но формуле (7) снижения ударного шума при установке прокладок между соударяющимися деталями представлены на рис. 7. С увеличением толщины прокладки наблюдается и рост величины снижения шума в сравнении с шумом, излучаемым плитой при непосредственных ударах по ней молотков ударной машины.

Для получения сравнимых результатов измерения продолжительности удара проводили на той же плите с помощью ударной машины, как и при исследовании шума. Установлена зависимость продолжительности удара 01 твердости полимерных материалов: с ростом твердости уменьшается продолжительность удара т.

"" ' /

17

Частотные характеристики снижения шума в зависимости от материала и форш поверхности головок молотков ударной маишш

60

Чаотг"а,Гц

I - голо)чей из полиуретана Л -167, сферические; 2 - то же, плоские; 3 - капролоновые сферические головки; 4 - то ко, плоские; 5 - головки плоские из фторопласта-^ .

Рис.5.

Частотные характеристики снижения шума в зависимости от материала оснований молотков ударной машины.

лив 30 20 10

у

Н У:

-И

0 125 250 5001000 2000 4000

ДЦдБ 30 20 10

у

> \

Лт

а)ЭП-20Д

,ГЦ о 125 250 500 1000 20004000

б)ЭП-50Д

.ГЦ

див

30 20 10

лив 30 20 10

0 125 250 500 1000 2000 4000 Т,Гц 0 125 250 5001000 2000 4000 (,ГЦ в)ЭП-90Д г)ЭП-120Д

4 ч

к

Рис. 6.

1) - экспериментальные кривые; 2) - расчетные.

Снижение ударного шума в зависимости от толщины прокладок из полимерных материалов между соударяющимися деталями.

At-дБ 30 20 10

о

!>

IV

0 125 250 500 1000 2000 4000

МдБ 30 20 10

f.fti

1 V < >

'.Гц

а)капролон, бмм

г) полиуретан, 6мм

Л1-.ДВ 30 20 10

— —- —

\

\ ^ 2

41,ДЬ 30 20 10

""" _

\

<

м

0 125 250 500 1000 2000 4000 f,fq

6) капролои, 20мм

ALflB 30 20 10

'J \, /

1

0 120 250 500 1000 2000 4000 f,f"h

д) полиуретан, 20мм

30 20

10

—

'N "'S у(

s

у*

0 1?5 250 500 1000 2000*000 f/lj 0 125 250 ьоо 1000 20004000 ^ГЦ

в) капролон, 40мм е) полиуретан, 40мм

Рис. 7. 1 - экспериментальные кривые; 2 - расчетные.

(• целыо доиолиигелытй оценки эффективности использования полимера фторопласт-4 для снижения шума проведены исследования шума, излучаемого при шлифовании на наждаке стальной шгапги длиной 0,5м, если в качестве опоры использовали металл и фторонласт-4. Использование при шлифовании штанги в качестве опоры для нее фторопласта-4 снижает уровни звукового давления на высоких частотах на 3-6дЬ и уровень звука па ЗдБЛ,

Проведенные экспериментальные исследования акустических и физико-механических свойств полимерных материалов позволили рекомендовать их для использования в производстве, при снижении шума оборудования линий отделки сортового проката

Четвертая глава посвящена разработке методики оценки эффективности снижения шума оборудования в источнике его образования за счет применения полимерных материалов и технических решений но снижению шума оборудования сортовою проката и труб.

В основу методики положены результаты экспериментальных исследований акустических и физико-механических свойств полимерных материалов.Применение предложенной в диссертации методики и реализованной в программу расчета для IBM позволяет оценивать эффективность мероприятий по снижению шума в источнике.

В качестве примера по разработанной методике ироизведепа оценка эффективности снижения шума девятиваиковой правильной машины за счет применения полимерных материалов.

Проанализировано снижение шума семивалковон правильной машины за счет изготовления втулок и прокладок н ее проводке из полиуретана. В результате достигается снижение шума в процессе правки труб на 15-25 дБ на высоких и средних частотах. Промышленные испытания такой конструкции в условиях Московского трубного завода в линии отделки труб для карданных валов на участке семивапковых правильных машин стана 20-102 показали их хорошую работоспособность в течение, двух лег.

Для снижения шума линии отделки сортовою проката использовали полимерные материалы полиуретан Л 167 и фторопласт-4. Были изготовлены шумоглушашие конструкции опорного ножа со сьсмион насадкой на его рабочую поверхность из фторопласта-!. а также конструкции поддерживающих и направляющих роликов рольганга линии отделки, соударяющаяся часть которых изготовлена sn полиуретана ji-167. С целью исключить вибрацию корпуса рольганга, являющуюся причиной шумоизлучения, поверхность рольганга но всей длине и ширине была покрыта слоем вибродемпфирующего материала из сырой резины типа полуэбонит, толщиной 2,5 см.

Промышленное испытание предложенных конструкций, проведенное в термическом цехе №1 Челябинского металлургического комбината показало снижение шума на УдБА и позволило улучшить условия труда н цехе. Внедрение комплексных мероприятий представило возможность повысить производительность труда, снизить степень потери трудоспособности, устранить возможность возникновения профессионального заболевании от частичной потери слуха

Выводы.

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований но снижению шума оборудования линий отделки проката и труб в основных металлургических цехах позволяет сделать следующие выводы:

I. Выполненная работа направлена на учучнтение условий труда по шуму у оборудования по отделке сортовою проката и груб методом снижения шума а источнике ею возникновения.

2. Результаты проведенных измерений в действующих цехах черной металлургии, имеющих оборудование по отделке проката и труб, уровни шума превышают допустимые по ГОСТ 12.1.003-83* на 25-ЗОдБ.

.? Построена шумовая карта оборудования линии отделки сортового проката, на основании которой установлено, что причиной неблагоприятных условий труда является шумоизлученне. возникающее в результате: соударений проката с

элементам« оборудования ио отделке проката и труб - роликами ролыанюв, проводками правильных машин, опорным пожом шлифовального станка: трения при контакте проката с опорным ножом шлифовального станка и шлифовальными кругами; вибрации корпуса рольганга

4. Но результатам исследований шумообразования на рабочих местах выбраны и обоснованы основные направления улучшения условий труда: снижение шума в источнике его возникновения путем использования в одной из соударяющихся деталей оборудования материала с повышенным значением динамического модуля упругости, вибродемпфирование корпуса рольганга.

1 Проведены исследования акустических и физико-механических характеристик (продолжительность удара, коэффициент потерь, динамический модуль упругости, твердость) полимерных материалов, в том числе, широко выпускаемых промышленностью типа капролон, фтор о пласт-4. полиуретан Л-167 .СКУ11ФД. эпоксиполиуретаны.

6. Получены зависимости между динамическим модулем упругости и продолжительностью удара полимерных материалов (с ростом динамического модуля упругости полимеров уменьшается их продолжительность удара) и в конечном счете их твердостью и продолжительностью удара (с ростом твердости понижается значение продолжительности удара),что в условиях производства позволит более просто подбирать полимерные материалы с заданными параметрами, обеспечивающими требуемое снижение шума на рабочих местах.

?. Уменьшение глубины шлифования обрабатываемого проката я установление предела в 0,2мм позволяет снизитьшум в октавных полосах частот на Ю-15дЬ.

8. Результатом исследований явилось получение формулы для расчета снижения ударного шума, при частотах выше qмничнoй.

9. Предложена методика опенки эффективности снижения шума оборудования и источпике его образования за счет применения полимерных

материалов. Методика реализована в программу расчета на .IBM. Приведен пример расчета снижения шума проводки правильной машины.

10. Рекомендовано для снижения шума линии отделки сортового проката изготовить опорный нож и ролики рольганга из полимерных материалов фюроялас1-4, полиуретан Л-167. облицевать корпус рольганга виброденпфируюшим материалом из сырой резины тппа полуэбонит

1! Промышленное испытание предложенных конструкций на Челябинском металлургическом комбинате в термическом цехе № 1 показало снижение уровня шума в общем на 9дБА и позволило получить соответствующий социальный эффект.

Основные положения _______-ерзании опубликованы в работах:

). Кляч ко Л.II. Гсвость.чнова О.П.. Ситников Л.Л., кровопуск О Ф. Опенка чфф?кiивности снижения шума оборудования в грубном производстве за счет применения полимерных материалов. И Повышение безопасности производственного оборудования, технологических и трудовых процессов в черной металлургии : Тематический сборник научных трудов ВНИИТБчермет ■ -М: Металлургия. 1987- с.65-73.

2. Севостьянова О.В., Вьюненко Ю.Н. Исследование источников шума оборудования линии отделки сортового проката шлифованием и пути их снижения // Социально-экономические вопросы повышения безопасности труда в черной металлургии: Тематический сборник научных трудов ВНИИТБчермет / -

М. Металлургия, 1989 с. J 55-158

3. Мячина О.В. Применение полимерных материалов для снижения шума оборудования линии отделки сортового проката шлифованием // Современные проблемы охраны труда: Сборник научных трудов НИИТБчермег / - Челябинск, 1995 -е. 113-124.

4. Дуан Н И., Мячина О.В. Формирование комплексного метода выявления источников шума машин и оборудования // Проблемы организации и совершенствование учебного процесса в училище: Сборник научных трудов / -Челябинск. ЧВВЛУШ. 1997- с. 84-91.

5. Мячина 0. В Снижение шума и оценка эффективности укрытий линии отделки сортогого проката шлифованиен // Сборник трудов конференции Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности, СПб, 1997. - 7 а

6. Мячина 0. Е Снижение ударного шума за счет применения полимерных иатюриалов // Сборник трудоп конференции Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности, СПб, 1997. -8 с.