Авторефераты диссертаций >> Разработка методики оценки и выбора средств обеспечения нормативных акустических параметров в рабочих зонах участков формования железобетонных конструкций
Таким образом, учет коэффициента влияния бетонной смеси Rб в выражении для определения амплитуд вынужденных колебаний, позволил получить решение задачи по определению как колебательной скорости на поверхности обшивки, так и излучаемого ею шума при передаче колебаний заполняющей ее бетонной смеси.
Существенное влияние на корни частотных уравнений, а также на амплитуду изгибных колебаний обшивки формы оказывает лишь высота столба бетонной смеси. Причем это влияние возрастает с уменьшением жесткости обшивки.
Предложенный метод учета влияния бетонной смеси отражает процесс взаимодействия бетонной смеси с металлоконструкциями формы. Сопротивление, оказываемое бетонной смесью, существенно снижает амплитуды изгибных колебаний рабочих поверхностей формы (Rб >1). Поэтому решение задачи по определению шумовых характеристик виброустановки должно учитывать степень влияния бетонной смеси на колебания всей системы.
Целесообразно рассматривать форму с бетонной смесью как ряд отдельных источников шума. В этом случае основными излучателями выступают: форма с бетоном как жесткое целое (поршень) - Lф; обшивка поддона - Lоб; поверхность бетонной смеси - Lб; борта формы - Lбор.
На основании статистической теории акустики можно считать, что составляющие в различных полосах частот являются некогерентными, а их мощности можно суммировать энергетически.
Применительно к условиям взаимодействия опалубки с бетонной смесью уровень звукового давления от источника излучения непосредственно в самом источнике определяется по следующей формуле:
Для определения уровней звукового давления L в поле прямого звука рабочей зоны формовщиков заводов стройиндустрии на расстоянии l от акустического центра источника нами получены зависимости (7-9).
L = Lp + 10 lg П, дБ, (7)
где: П – коэффициент влияния прямого звука, который в зависимости от максимального размера источника шума определяют по формулам:
- при l 2аmax (аmax - максимальный размер источника):
П = Пдал = Ф / а2 ; (8)
- при l
П = Пбл = Ф / S, (9)
где: – коэффициент, зависящий от значения отношения l/amax (так, при однородном излучении звука с поверхности источника = 1).
Таким образом, полученные зависимости (1-5) процесса образования шума при уплотнении бетонной смеси позволяют прогнозировать как частотный спектр звукового давления, так и эквивалентный уровень звукового давления в рабочей зоне (7-9) с учетом технологических характеристик металлической опалубки и физических свойств бетонной смеси. На основании полученных зависимостей разработана методика расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси. Для упрощения практической реализации методики, учитывая сложность структуры расчёта и большой объём оперативной информации, разработана программа «Шум-ЖБК 1.0» для ПЭВМ.
Основные этапы методики представлены на (рис. 4.)
Рис. 4. Этапы методики расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси
Разработанная методика позволяет определить уровни звукового давления Ln, дБ по частотам и эквивалентные уровни звукового давления L, дБА в рабочей зоне оператора виброформовочного оборудования заводов ЖБК и выбрать мероприятия обеспечивающие нормативную акустическую обстановку в рабочей зоне. При эксплуатации, так и при проектировании формовочных цехов заводов ЖБК на основе предлагаемой методики возможно определение ожидаемых акустических параметров в любых расчётных точках производственного помещения.
В третьей главе «Экспериментальные исследования акустических свойств системы «металлическая опалубка - бетонная смесь» представлены результаты проведенных автором в лабораторных условиях экспериментальных исследований акустических характеристик колебательной системы, динамических характеристик обшивки поддона, а также определения характера и формы колебаний на поверхностях обшивок поддона и бортов при варьировании жесткости поддона и параметров бетонной смеси, с целью определения возможности практического использования результатов теоретических исследований.
Для проведения экспериментальных исследований в лаборатории кафедры «Инженерная защита окружающей среды» Ростовского государственного строительного университета разработан и смонтирован экспериментальный стенд (рисунок 5).
1 – виброустановка; 2 – ячейка металлической формы; 3 – противошумовая защита виброустановки;
4 – обшивка; 5 – микрофон;
6 – измеритель шума и вибрации ВШВ-003М; 7 – пульт дистанционного управления; 8 – бетонная смесь.
Рис. 5. Экспериментальный стенд.
Пример оценки акустической обстановки в результате лабораторных испытаний представлен на (рис. 6,7.).
Рис. 6. Пример результатов эксперимента- Рис. 7. Пример результатов экспери-
льных исследований уровней звукового давлен- ментальных исследований уровней
ия на источнике шума при (Ао.к.=0,24 мм, звукового давления в рабочей зоне при
=314 с-1, hб=0,1 м, Rб=1,6). (Ао.к.=0,24 мм, =314 с-1, hб=0,1 м, Rб=1,6)
Натурные исследования излучения шума проводили на рабочем месте оператора формовочного поста виброплощадки СМЖ-199А на ООО «ЦЕНТР-СТРОЙ» с исправными электромагнитами виброголовок. Эксперименты проводили с целью измерения эквивалентного уровня звукового давления в рабочей зоне с металлическими формами различных размеров при варьировании высоты слоя бетонной смеси.
Пример результатов экспериментальных исследований в производственных условиях представлен на (рис. 8,9.).
Рис. 8. Экспериментальные значения уровня Рис. 9. Экспериментальные значения
звукового давления на источнике шума при уровня звукового давления в рабочей зоне
(Ao.к.= 0,3-0,4 мм; lфxbф= 6,0х3,0 м; hст= 0,008 м; при (Ao.к.= 0,3-0,4 мм; lфxbф= 6,0х3,0 м;
hб = 0,1 м; Rб = 1,44),полученные в произво- hст= 0,008 м; hб = 0,1 м; Rб = 1,44), получен-
дственных условиях. ные в производственных условиях.
В результате сопоставления теоретических зависимостей с экспериментальными установлено, что результаты расчётов и экспериментальных данных, полученные как в лабораторных, так и в промышленных условиях, имеют достаточно высокую сходимость в пределах максимальной относительной погрешности измерений = ± 12% при доверительной вероятности р = 0,95. Пример такого сопоставления для условий рабочей зоны представлен на (рис. 10.).
1 – экспериментальная кривая; 2 – расчётная кривая.
Рис. 10. Пример сопоставления результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными, полученными: а) в лабораторных условия, б) в промышленных условиях.
В четвертой главе «Практическая апробация результатов исследований при проектировании и эксплуатации оборудования для уплотнения бетонных смесей» приведены результаты апробации методики расчета акустической эффективности способов и средств снижения шума в рабочей зоне формовочных цехов заводов ЖБК с учетом физических свойств бетонной смеси на ЗАО «Ростовский завод ЖБК» и ООО «ЦЕНТР-СТРОЙ» для производственно-технологических условий формовочного участка.
Предварительно было выявлено, что эквивалентный уровень звукового давления в рабочей зоне оператора виброуплотнительной установки при формовании полнотелых фундаментных блоков на ЗАО «Ростовский завод ЖБК» достигает 110 дБА при нормативном значении 85 дБА.
По результатам замеров на ООО «ЦЕНТР-СТРОЙ» было установлено, что эквивалентный уровень звукового давления в рабочей зоне оператора установки при формовании многопустотных плит перекрытия достигает 115 дБА при нормативном значении 85 дБА. В результате реализации методики в рамках предлагаемых мероприятий для обеспечения нормативного уровня звукового давления на рабочем месте усовершенствована технологическая схема установки для формования многопустотных плит перекрытия отличительной особенностью, которой является то, что она снабжена торцевым виброблоком, благодаря чему пустотообразователи колеблются равномерно по всей длине. В то же время другие конструктивные элементы (поддон, борта) подвергаются вибрационному воздействию меньшей интенсивности. Выполненные после мероприятий замеры в рабочей зоне виброформовочного оборудования позволили установить, что эквивалентный уровень звукового давления составил 82 дБА при нормативном значении 85 дБА.
Таким образом, использование предложенной методики позволило обеспечить санитарно-гигиенический эффект для рассматриваемых предприятий за счет обеспечения акустической безопасности на рабочем месте формовщиков, а также социальный и экономический эффекты за счет снижения экономических потерь от нетрудоспособности работников в результате воздействия шума, который суммарно для рассматриваемых предприятий составил 108 тысяч рублей в год (по состоянию на 2011 г.).
Заключение
В диссертационной работе представлено решение актуальной проблемы обеспечения 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.
На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие основные выводы по работе:
1. Проведен анализ акустической обстановки в рабочих зонах и оценена степень воздействия шума на работников формовочных цехов заводов ЖБК.
2. Исследованы процессы образования и снижения шума для условий эксплуатации виброустановок в формовочных цехах заводов ЖБК при уплотнении бетонной смеси в металлических формах.
3. Проанализированы основные методы расчета параметров виброустановки как источника шума в рабочей зоне.
4. Выполнено математическое описание процессов образования и излучения шума, а также акустических параметров системы «металлическая опалубка – бетонная смесь», в результате чего установлена степень влияния бетонной смеси на поток звуковой энергии от обшивки металлической формы.
5. Разработана методика расчёта 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.
6. Результаты экспериментальных исследований сопоставлены с теоретическими данными на основе оценки погрешности проведенных измерений (±12 %, при р=0,95), что подтверждает высокую сходимость теоретических данных с результатами экспериментальных исследований и позволяет использовать расчеты на практике.
7. Результаты исследований внедрены на ЗАО «Ростовский завод ЖБК», ООО «ЦЕНТР-СТРОЙ» г. Ростова-на-Дону, что позволило обеспечить санитарно-гигиенический эффект за счет обеспечения акустической безопасности на рабочем месте формовщиков, а также экономический эффект за счет снижения экономических потерь от нетрудоспособности работников в результате уменьшения воздействия шума, который суммарно для рассматриваемых предприятий составил 108 тысяч рублей в год (по состоянию на 2011 г.), а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» для повышения качества образовательного процесса.
Условные обозначения
Rб- коэффициент влияния бетонной смеси; б – коэффициент затухания; hб – высота столба бетонной смеси; ст, Е, J – соответственно погонная масса, модуль упругости и момент инерции балки; Е/б – комплексный модуль упругости, имеющий погонную массу б, высоту hб и ширину b; Lф - форма с бетоном как жесткое целое; Lоб - обшивка поддона; Lб - поверхность бетонной смеси; Lбор - борта формы; П – коэффициент влияния прямого звука; : – коэффициент, зависящий от значения отношения l/amax (так, при однородном излучении звука с поверхности источника = 1); Lo = 10-12 Вт – исходная мощность, равная мощности переносимой звуковой волной интенсивности Jo через единичную площадку S = 1 м2;
Основное содержание работы отражено в следующих публикациях
Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах
рекомендованных ВАК РФ
1. Евтушенко А.И., Беспалов В.И., Лазарев А.Г., Лазарев А.А. Анализ звукоотражающих и звукопоглощающих свойств различных физических сред как основа решения проблем оздоровления акустической обстановки в производственных помещениях// Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда №4, 2010 / изд-во Новые технологии.- Москва, 2010.- С. 10-12.
2. Евтушенко А.И., Беспалов В.И., Лазарев А.Г., Лазарев А.А. Особенности процессов образования и распространения шума в условно замкнутых производственных помещениях// Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда №6, 2010 / изд-во Новые технологии.- Москва, 2009.- С. 32-35.
3. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Исследование процессов образования и излучения шума при уплотнении бетонной смеси в металлических формах на заводах ЖБК // Инженерный вестник Дона №1, 2012 / URL: http://www.ivdon.ru/magazine/ /latest/n1y2012/646/
Отраслевые издания и материалы конференций
4. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Анализ акустической обстановки в рабочих зонах формовочных цехов заводов ЖБК // Строительство-2010: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.- С. 99-100.
5. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Исследование процессов образования и снижения шума в рабочих зонах формовочных цехов заводов ЖБК// Строительство-2010: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.- С. 157-159.
6. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Анализ основных методов расчета параметров шума на предприятиях стройиндустрии// Техносферная безопасность. Надежность. Качество и энергосбережение 2010: Сборник 12 Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.- С. 100-107.
7. 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 2010: Сборник 12 Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.- С. 107-111.
8. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Реализация методики выбора эффективных и экономичных мероприятий по борьбе с производственным шумом на ОАО «КСМ №14» г.Ростова-на-Дону// Строительство-2011: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011.- С. 157-159.
9. Евтушенко А.И., Лазарев А.Г. Архитектурно-технический анализ акустического загрязнения в производственных помещениях предприятий стройиндустрии// Строительство-2011: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011.- С. 11-13.
10. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Процедура прохождения аттестации рабочих мест на предприятиях стройиндустрии// Техносферная безопасность. Надежность. Качество и энергосбережение 2011: Сборник 13 Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011.- С. 81-86.
11. Евтушенко А.И., Беспалов В.И. Совершенствование метода прогноза акустических характеристик металлической формы с учетом влияния бетонной смеси при её уплотнении // Техносферная безопасность. Надежность. Качество и энергосбережение 2011: Сборник 13 Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит. ун-т.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011.-С.73-78.
ЕВТУШЕНКО АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ
Разработка методики оценки и выбора средств обеспечения нормативных акустических параметров в РАБОЧИХ ЗОНАХ УЧАСТКОВ ФОРМОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
05.26.01 Охрана труда (строительство)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 22.03.12 Формат 6084 1/16. Бумага писчая.
Ризограф. Уч.-изд. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ. № 128/12.
Редакционно–издательский центр
Ростовского государственного строительного университета
344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
