«Московский государственный университет печати
имени Ивана Федорова»
Кафедра «Печатного и послепечатного оборудования»
Курсовая работа по дисциплине:
«Проектирование и САПР полиграфических машин»
Выполнил: Маслов М.И.
Проверил: Герценштейн И.Ш.
Москва 2012
Содержание:
Введение. 3
Глава 1. Состояние вопроса. 5
1.1. Актуальность темы.. 5
1.2. Шум печатных машин и основных узлов. Пути снижения шума. 9
1.3. Классификация источников шума листовых офсетных печатных машин. 10
1.4. Методы выявления источников шума листовых офсетных печатных машин. 12
Глава 2. Характеристики помещений. Определение ожидаемых уровней шума на рабочем месте для различных видов помещений. 15
2.1. Акустические характеристики помещений. 15
2.2. Распределение звукового поля в помещении. 18
2.3. Оценка уровня шума в помещении. 19
2.4 Определение ожидаемых уровней шума на рабочих местах листовых офсетных печатных машин. 20
Глава 3. Выявление источников шума листовых офсетных печатных машин. Ожидаемые результаты проведенных исследований. 21
3.1 Шум современных листовых офсетных печатных машин. 21
3.2 Выбор метода выявления источников шума. 26
3.3 Предполагаемый эксперимент. 27
Глава 4. Общие выводы по работе. 28
Список литературы.. 29
Введение
Интенсивный научно-технический прогресс в промышленности сопровождается значительным расширением материальной базы, быстрым развитием новой техники, технологий и организации производства на фоне все большей механизации и автоматизации технологических процессов. Совершенствование и расширение номенклатуры производственного оборудования, увеличение спектра операций, выполняемых машинно-автоматическим способом, – все это способствует росту производительности труда и повышению качества выпускаемой продукции, влечет за собой появление возможностей для реализации проектов, казавшихся в недалеком прошлом неосуществимыми. Однако наряду с очевидными позитивными сторонами автоматизированного производства возникают и серьезные проблемы, требующие скорейшего разрешения. Одной из остро стоящих задач является обеспечение безопасности как самого производства, так и выпускаемой продукции для обслуживающего персонала, имущества и окружающей среды. Решение этой задачи является одним из главных факторов эффективности внедрения передовых технологий и модернизации производства.
Среди многочисленных вредных воздействий, которым может подвергаться обслуживающий персонал в полиграфии, одним из самых распространенных является шум. Шум и вибрация являются сегодня двумя важными факторами, создающими опасность для здоровья на рабочих местах.
Шумом, согласно Международной Организации Труда, называют любой звук, который может вызвать потерю слуха или быть вредным для здоровья или опасным в другом отношении. Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно, начиная от раздражения и утомляемости и заканчивая частичной потерей слуха. В свете малой вероятности последнего результата и относительно легкой переносимости первого, особое значение приобретают вызываемые шумом постепенные повреждения слуха, поскольку они носят необратимый характер и ведут к увеличению доли повреждения слуха среди профессиональных заболеваний. Наряду с психофизическими аспектами отрицательного влияния шума большую роль играют связанные с ними экономические аспекты, такие как затраты на восстановление работоспособности трудящихся или, в худших случаях, на их переквалификацию, связанные с этим простои оборудования, ущерб от чрезвычайных происшествий и т.д.
В связи с этим актуальным является вопрос оценки уровней шума на рабочих местах, в жилых помещениях и других зонах возможного воздействия на человека шума.
Решение данного вопроса с помощью непосредственного измерения уровней шума осуществимо лишь в определенной области поставленных задач, например, при текущем контроле состояния рабочих мест, мест пребывания большого количества людей, при сборе статистической информации об акустических свойствах уже существующих объектов и влиянии шума на организм человека и т.п. Задачи, решение которых выходит за рамки проведения измерений, требуют применения акустических расчетов ожидаемых уровней шума, углубленного знания о структуре источников шума и путях его распространения от источника к воспринимающему его человеку или прибору. Область их достаточно широка. Большая часть из них связана с проектированием, строительством и реконструкцией, с разработкой методов оценки ожидаемых уровней шума и методов борьбы с ним, выработкой соответствующих стандартов и норм.
Глава 1. Состояние вопроса
В работах Кононенко Ю. А. [1], Климова Б. И. [2], Постникова О. К. [3] были заложены и получили развитие основные принципы виброакустики полиграфических машин. Первоначально основные усилия исследователей были направлены на поиск и выделение сигналов от шума и вибраций в печатной машине на основе аналитического описания шума как стационарного процесса, статистически однородного во времени. Было обосновано применение метода корреляционного анализа для поиска источников шума [3]. Впоследствии внимание больше уделялось классу рулонных газетных ротаций, что было обусловлено их наибольшей шумностью по сравнению с другими классами (наблюдалось превышение действовавших тогда норм на величину до 20 дБ в отдельных полосах частот). Усилия в решении этой проблемы были сосредоточены на изучении сборных ограждений как оптимальном средстве снижения шума для таких машин [2].
1.1. Актуальность темы
В полиграфии проблема шума возникла на рубеже 50-60-х годов. Это было вызвано внедрением в промышленность скоростного оборудования, созданного без учета акустических требований и превышающего действовавшие в то время гигиенические нормы на 5-20 дБ в различных полосах частот для различный типов машин.
Исследования прошлых лет показали, что шум печатных машин имеет ярко выраженный широкополосный характер, превышение норм наблюдалось в полосе от 250 до 4000 Гц с максимумом в зоне 1000-2000 Гц.
Ранжирование шума машин с позиции типа печати представлено на рисунке 1:
Рис 1. Распределение шума машин на рабочих местах в зависимости от типа печати
На рисунке 1: ряд 1 соответствует среднему арифметическому значению уровня звука для рядов машин различных типов печати; ряд 4 – норма согласно СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96.
Шум подавляющего большинства машин, осуществляющих печать различными способами, кроме струйного, превышает нормативное значение. При этом одними из самых шумных являются машины офсетной, флексографской и трафаретной печати.
Учитывая, что в настоящее время наиболее распространенным оборудованием являются машины офсетной печати (на их долю приходится 40% всей выпускаемой полиграфической продукции), наиболее актуальными являются исследования офсетных печатных машин.
В настоящее время нормирование производственного шума в Российской Федерации проводится в соответствии с федеральными санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Нормируемыми параметрами являются уровень звука и звукового давления в октавных полосах частот. Оптимальным уровнем шума с точки зрения его гигиенического нормирования признают такой уровень, который не вносит своей доли в напряженное состояние физиологических функций, и последнее целиком определяется выполняемой работой. В результате физиолого-гигиенических и клинических исследований выработаны критерии дифференцированной оценки шума, основанные на предположении о биологической эквивалентности шума и напряженности труда. Для количественной оценки рекомендовано рассматривать разность в 10 дБ как эквивалентную разность в одну категорию напряженности нервно-эмоционального труда. Кроме того, при превышении физического напряжения (тяжести труда) определенного оптимума соответствующие уровни для напряженности труда снижают на 5 дБ, поскольку мышечный компонент труда по сравнению с нервно-эмоциональным дает существенно меньший вклад в эффекты влияния шума на организм человека. В результате установлены предельно допустимые уровни (ПДУ) шума на рабочих местах в зависимости от категории тяжести и напряженности трудового процесса, приведенные в таблице 1.
Табл.1. Предельно допустимые уровни звука в дБА на рабочих местах
| Категория напряженности трудового процесса | Категория тяжести трудового процесса | ||||
| легкая физическая нагрузка | средняя физическая нагрузка | тяжелый труд 1 степени | тяжелый труд 2 степени | тяжелый труд 3 степени | |
| Напряженность легкой степени | |||||
| Напряженность средней степени | |||||
| Напряженный труд 1 степени | - | - | - | ||
| Напряженный труд 2 степени | - | - | - |
Согласно руководству Р 2.2.2006-005, труд печатника по тяжести относится к категории «тяжелый труд 1 степени», по напряженности – к категории «напряженность средней степени». В соответствии с данными таблицы 1 предельно допустимые уровни звука на рабочих местах операторов печатных машин составляют 65 дБА. Предельно допустимые значения для уровней звукового давления в октавных полосах частот соответствуют предельному спектру ПС-60.
В 70-80-е годы нормирование шума производилось на основании типа рабочего места (предприятие, подвижной состав железнодорожного транспорта, морские и речные суда и т.п.) и ориентировочного описания выполняемых на нем работ. В такой классификации рабочее место печатника попадало под категорию «постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий, постоянные рабочие места стационарных машин», что соответствовало предельно допустимому уровню звука 85 дБА (ПС-80).Нарисунке 2 представлены картины распределения уровней шума для листовых двухкрасочных офсетных печатных машин ПОЛ-84-2 (1984 г.в.), и ADAST DOMINANT 725 (2002 г.в.) в сравнении с текущими и действовавшими на тот момент нормами.
Рис. 2. Уровни шума печатных машин ПОЛ-84-2 и ADAST DOMINANT 725 в сравнении с нормами по ГОСТ 12.1.003 и СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96.
На рисунке 2: ряд 1 – предельный спектр ПС-60 по СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 [4]; ряд 2 – предельный спектр ПС-80 по ГОСТ 12.1.003; ряд 3 – уровни звукового давления машины ПОЛ-84-2; ряд 5 – уровни звукового давления машины ADAST DOMINANT 725.
Таким образом, видно, что проблема шумности печатных машин до конца не решена. И, несмотря на очевидный прогресс в области качества выпускаемых машин, проблема снижения шума остается открытой, что обусловлено параллельным развитием такой отрасли медицины как гигиена труда. Поэтому задача определения ожидаемых уровней шума и снижения шума источников – как один из главных путей решения проблемы обеспечения комфортных условий труда печатника – является на данный момент актуальной.
1.2. Шум печатных машин и основных узлов. Пути снижения шума
Проведенные Климовым исследования дали следующий результат:
Для листовых офсетных печатных машин: уровень создаваемого шума составляет 86-87 дБА (с увеличением до 90-92 дБА при увеличении скорости работы до 15 тыс. отт/час).
Источниками шума являются:
1) Печатная секция (приводные коробки печатных и красочных аппаратов; незащищенные кожухами цилиндры и валики красочного аппарата)
2) Самонаклад (воздушная система присосов и поддува; воздушный насос)
3) Приемка (привод выводных устройств; воздушные амортизаторы)
Характер шума: широкополосный, преобладают шумы 1 и 2 группы. Шумы 4 группы в локальных октавных полосах частот дают превышение 1-3 дБ.
В данных машинах основной акцент должен быть сделан на применение методов борьбы с шумом в источниках возникновения.
Для рулонных офсетных печатных машин: уровень шума 102 дБА. Источниками шума являются:
1) Фальцаппарат (фальцующие валики, ножи, кулачки, опорные детали; приводные механизмы: зубчатые передачи, кулачковые механизмы)
2) Печатная секция (приводные коробки печатных и красочных аппаратов)
Характер шума: широкополосный, преобладают шумы 1 и 2 группы. Шумы 3 и 4 группы ниже на 7-10 дБ в полосах частот 1000-2000 Гц. Применение методов борьбы с шумом могут обеспечить снижение 12-14 дБ без коренной переделки компоновочной схемы машины.
1.3. Классификация источников шума листовых офсетных печатных машин
В зависимости от условий возникновения источники шума можно условно разделить на две группы: первичные и вторичные.
К первой группе относятся все движущиеся или вращающиеся механизмы, детали которых под воздействием различных динамических нагрузок излучают шум. В листовых машинах такими источниками являются: приводные зубчатые передачи; кулачковые и рычажные механизмы (привода форгрейфера, открывания и закрывания клапанов листопередающей и листовыводной систем, привода присосов головки самонаклада); цепные передачи; подшипники качения, электродвигатели, насосы, магнитные пускатели и другое вспомогательное оборудование.
Ко второй группе источников шума относятся, в основном, неподвижные опорные и ограждающие конструкции, которые воспринимают динамические нагрузки, возникающие в механизмах. При распространении структурного шума в данных конструкциях возникают резонансные явления, приводящие к усиленному генерированию воздушного шума. В листовых печатных машинах вторичными источниками шума являются: станина, кожуха приводных механизмов, металлические настилы между секциями, кронштейны и др.
Соответственно, процесс шумообразования можно представить следующим образом: часть энергии, возникающей при работе первичных источников, в виде структурного звука распространяется по акустическим каналам на все детали машины, которые преобразуют вибрацию в воздушный шум. Другая часть энергии в виде воздушного шума излучается во внутреннее пространство машины и помещение. Воздушный шум, излучаемый деталями во внутреннее пространство машины, достигая деталей станины и ограждений, преобразуется во вторичный структурный шум, а затем - во вторичный воздушный шум.
В зависимости от источника возникновения шумы могут быть разделены на 4 группы:
1) Шумы, вызываемые работой технологических механизмов (захватами, печатными цилиндрами и т.д.)
2) Шумы, создаваемые приводными механизмами
3) Шумы, создаваемые обрабатываемым материалом
4) Шумы вспомогательного оборудования (вентиляторы, насосы и т.д.)
Выделение шума технологических механизмов в отдельную группу обусловлено тем, что для данной группы механизмов более критичными по сравнению с приводными системами являются требования, обусловленные технологией, удобством обслуживания, ввода и вывода продукции.
1.4. Методы выявления источников шума листовых офсетных печатных машин
Общее акустическое поле машины представляет собой сумму акустических полей отдельных источников. Решение задачи дифференциации суммарного поля по отдельным источникам шума можно вести тремя путями:
-исследованием машины в сборе;
-исследованием машины при ее последовательной разборке при условии поддержания прежних динамических режимов работающих узлов;
-исследованием отдельных узлов или механизмов машины при условии их работы в нормальном режиме.
Рассмотрим подробнее методы исследования шумового поля машины:
1) детерминистские методы
1.1) метод последовательного отключения и автономного включения источников шума
Применяется как метод упрощения суммарного звукового поля при исследовании простых в кинематическом построении механизмов, когда важно определить их вклад в общий уровень шума, а также степень влияния спектрального состава их шума на предельный спектр.
1.2) спектральный анализ как метод поиска источников шума
Основан на использовании частотного состава и величин амплитуд отдельных частотных составляющих акустической информации.
Данный метод эффективен при исследовании отдельных кинематических пар. Однако при анализе непрерывных сигналов, которыми являются шумы печатной машины, он не так эффективен. Причины этому следующие:
- большое количество близко расположенных источников шума;
- флуктуация фаз и амплитуд импульсов;
- трудность выделения полезного сигнала на фоне шумов помех.
1.3) метод объемных шумограмм
Является одним из эффективных методов расшифровки сложных звуковых полей.
Звуковое поле исследуется с помощью микрофона, устанавливаемого в определенных точках по периметру и над машиной.
Недостаток метода состоит в том, что в зависимости от типа волн, излучаемых тем или иным источником, энергия их при прохождении волны до точки измерения будет меняться по-разному и может случиться, что источник, имеющий вблизи большую энергию излучения, на расстоянии в 1 м от корпуса не будет давать существенного вклада в общий шум машины. Поэтому часто звуковое поле исследуется с помощью двух микрофонов, один из которых устанавливается вблизи поверхностей машины (5-8 мм), а другой – на расстоянии 0,5 – 1 м. Полученные таким образом шумограммы дополняют друг друга.
1.4) фазовый метод
Применяется при нахождении месторасположения отдельных импульсных источников шума путем определения их фазовых зависимостей. Данный метод применим при исследовании механизмов циклического действия, моменты соударений которых четко фиксируются относительно выбранной отсчетной точки на циклограмме машины.
1.5) метод пространственного накопления вибрации
1.6) метод на основе использования коэффициента затухания в качестве параметра акустической информации.
2) методы с использованием статистических характеристик случайных процессов
2.1) корреляционный анализ
Представляет собой метод обработки статистических данных с целью выявления взаимосвязи двух или нескольких случайных величин. Цель корреляционного анализа — обеспечить получение некоторой информации об одной переменной с помощью другой переменной, основанной на изучении коэффициентов корреляции между переменными. При этом сравниваются коэффициенты корреляции между одной парой или множеством пар признаков для установления между ними статистических взаимосвязей.
Корреляционный анализ акустической информации проводится с целью получения ряда характеристик: автокорреляционной функции, спектральной плотности мощности, взаимокорреляционной функции, взаимоспектральной плотности мощности и других. Анализ этих характеристик позволяет определить частотный состав исследуемого процесса; выделить периодический сигнал, замаскированный в случайно помехе; использовать при решении задач поиска шума такой параметр акустической информации, как фаза импульсов относительно положения механизмов на циклограмме машины.
2.2) метод математической фильтрации (скользящего суммирования)
Суть метода заключается в том, что в качестве оценки полезного сигнала в определенный момент времени берется значение суммы двух случайных последовательностей полезного шума и помех с последующим суммированием их для нескольких периодов повторения. Благодаря такой последовательности суммирования можно провести выделение сигнала из шума с бóльшим отношением сигнал/помеха.
2.3) метод Гоффа
Служит для определения значимости сигналов отдельных источников в общем шуме машины. Суть метода состоит в следующем: один микрофон устанавливается вблизи одного из исследуемых источников шума, а второй – в исследуемой точке. Оба процесса вводятся в ЭВМ для определения функции взаимной корреляции. Значение максимальной величины коэффициента нормированной взаимокорреляционной функции показывает вклад данного источника в общий шум машины.
2.4) метод частотного анализа
2.5) энергетический метод
2.6) пространственно-фазовый метод на основе корреляционного анализа
Глава 2. Характеристики помещений. Определение ожидаемых уровней шума на рабочем месте для различных видов помещений
На уровень шума, воспринимаемого печатником, наряду с непосредственно уровнем источника, оказывает влияние и характеристики помещения, в котором данный источник находится.
В настоящее время печатные машины эксплуатируются в разнообразных помещениях. Размеры помещений колеблются в широком диапазоне.
По большей части размеры занимаемого оборудованием помещения напрямую зависят от размеров самого оборудования. Так, для размещения газетно-журнальной ротации, размеры которой исчисляются десятками метров, необходим производственный цех, а для одно- или двухкрасочной машины можно обойтись обычной комнатой.
Для оценки условий эксплуатации печатных машин целесообразно рассмотреть различные варианты помещений: от минимально возможных до цеховых.
2.1. Акустические характеристики помещений
По акустическим свойствам все помещения в зависимости от соотношения их размеров (высоты Н, ширины G и длины D) могут быть разбиты на три группы:
1. соразмерные, у которых отношение наибольшего размера к наименьшему не превышает пяти;
2. плоские, у которых D/H > 5, G/H ≥ 4;
3. длинные, у которых D/H > 5, G/H < 4.
Если помещение не прямоугольное, то в расчете используют усредненные размеры H, G, D.
Акустическими характеристиками помещений являются:
наименование группы, к которой оно относится в зависимости от соотношения размеров;
средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей помещения α0:
| (1) |
где αДi – диффузионный коэффициент звукопоглощения элемента ограждающей поверхности с площадью Sогрi, усредненный по углам падения звуковых волн; Sогр – суммарная площадь ограждающих поверхностей, м2;
средняя длина пробега звуковых лучей в помещении между последовательными отражениями 
:
| (2) |
где V – объем помещения, м3;
средний коэффициент звукопоглощения в помещении α:
| (3) |
где m – постоянная затухания звуковой энергии в среде, м-1;
показатель звукопоглощения в помещении a:
| (4) |
постоянная звукопоглощения помещения В:
| (5) |
Со средним коэффициентом звукопоглощения α связана такая характеристика помещения как время реверберации.
Реверберацией называется процесс затухания звука после прекращения работы его источника. Время, в течение которого уровень звука в помещении уменьшается на 60 дБ, называется временем реверберации Трев (с). Время реверберации — это экспериментально определяемая характеристика помещения, дающая полное представление о его акустических свойствах.
Для помещений с большим средним коэффициентом звукопоглощения α время реверберации определяют по формуле Эйринга:
| (6) |
При малых значениях α можно принять ln(1-α) ≈ - α, и из формулы (6) вытекает более простая формула Сэбина
|
| (7) |
В соответствии со значением Трев помещения подразделяют на «глухие» (Тре в порядка 0,1 с), «гулкие» (Трев порядка 10с) и обычные (0,1с< Tрев <10с). Такое деление, как видно из определений, достаточно условно.
2.2. Распределение звукового поля в помещении
Звуковое поле в закрытом помещении складывается из прямого поля, создаваемого источниками звука, и поля, порождаемого отражениями звука от стен, потолка и пола помещения, а также рассеянием на поверхности находящихся в нем предметов. Для определения ожидаемых уровней шума в различных точках помещения необходимо знать специфику распределения обоих видов полей в помещении. Прямое поле источников звука, определяемое только их излучающими свойствами и совпадающее с полем, которое источник создает в безграничной среде, носит название свободного звукового поля. В помещении звуковое поле следует считать свободным там, где вклад отраженного звука на 10 дБ меньше вклада, даваемого прямым звуком. Область свободного звукового поля зависит от размеров помещения, его конфигурации, поглощающих свойств ограничивающих поверхностей и воздуха, количества источников звука в помещении и т.д. На практике границу этого поля принимают равной (2÷5) lmax [10] (где lmax – максимальный габаритный размер источника).
При размещении источника звука в закрытом помещении излучаемые им волны достигают границ помещения и взаимодействуют с ними. Таким образом, волна будет распространяться в помещении, отражаясь от его границ и теряя энергию, пока не затухнет окончательно и энергия многократно отраженных волн равномерно распределится по помещению. В результате образуется так называемое диффузное (отраженное) звуковое поле. Звуковое поле называют диффузным, если оно, во-первых, однородное (плотность звуковой энергии постоянна в различных точках помещения) и, во-вторых, изотропное (на единичную площадку, помещенную в любой точке поля, падает одно и то же количество энергии в единицу времени независимо от ее ориентации).
Отраженное звуковое поле накладывается на прямое поле источника звука, и в помещении устанавливается суммарное звуковое поле. При этом при непрерывном поступлении звука в помещение плотность энергии суммарного поля и звуковое давление в помещении будут увеличиваться до тех пор, пока не наступит равновесие, т. е. пока скорость поступления энергии от источника звука не сравняется со скоростью поглощения ее в воздухе и на границах помещения. В установившемся в помещении поле можно выделить три области: прямого, отраженного звука и промежуточную. В первой области преобладает свободное звуковое поле, во второй звуковое давление практически постоянно (преобладает диффузное звуковое поле), и в третьей происходит плавный переход от одного вида поля к другому. В помещениях с интенсивным отражением звука от границ переходная область начинается практически от поверхности источника звука. В помещениях с большим звукопоглощением на значительные расстояния простирается область прямого звука. Картина спадов уровней шума в помещениях с различным звукопоглощением представлена на рисунке 3:
Рис. 3. Картина спадов уровней шума в различных помещениях
2.3. Оценка уровня шума в помещении
На практике уровни шума в поле прямого звука на расстоянии r от акустического центра* источника определяют по формулам [10]:
| (8) |
| (9) |
где при r ≥ 2lmax принимается П = Пдал, а при r < 2lmax П = Пб; lmax – максимальный габаритный размер источника;
Ф – фактор направленности излучения источника;
Ω – пространственный угол излучения, рад;
S – площадь воображаемой поверхности, окружающей источник, повторяющей упрощенно его форму и проходящей через точку наблюдения;
LW – октавный уровень звуковой мощности, дБ;
c — экспериментально определяемый безразмерный параметр, учитывающий влияние ближнего поля.
Замена произведения Ω·r2 на площадь S в формуле обусловлена несоразмерностью реального источника и точечного при определении уровней звука в ближнем поле. Поверхности равных уровней в данном случае в основном повторяют форму источника.
2.4 Определение ожидаемых уровней шума на рабочих местах листовых офсетных печатных машин
По результатам испытаний шумовых характеристик печатных офсетных машин, которые еще предстоит выполнить, будет произведен их проверочный расчет. Будут выбраны четыре машины различных фирм и размеров. И по ним составим таблицу с данными: перечень машин: страна-производитель; наименование машины; размеры машины. Далее, по машинам:
Табл. 2. Исходные данные
| Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц | Уровень звуковой мощности LW, дБ | Характеристики измерительного помещения | Эквивалентная площадь звукопоглощения А, м2 | Площадь S (см. формулу (9)), м2 | Габариты машины (длина×ширина×высота), м | |
| Размеры (длина×ширина×высота), м | Площадь ограждающих поверхностей Sогр, м2 | |||||
Табл. 3. Результаты расчетов
| Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц | Рассчитанное значение реверберационного радиуса rрев, м | Рассчитанные уровни звукового давления Lрас, дБ | Измеренные уровни звукового давления Lизм, дБ | Lрас – Lизм, дБ | Норма по ГОСТ 12.1.003 |
Измерения уровней шума машин будет проводиться скорее всего в соразмерных помещениях и измерительные точки при этом будут находиться в зоне действия как прямого, так и отраженного звука.
По результатам проверочных расчетов можно будет сделать вывод о погрешности метода диффузного поля для расчета уровней шума в соразмерном помещении. Можно будет сделать вывод об отклонения рассчитанных значений от измеренных на основе измерений октавного уровня звуковой мощности LW, определенного при измерениях с помощью оценочного метода, который дает погрешность ±4-5 дБ.
Глава 3. Выявление источников шума листовых офсетных печатных машин. Ожидаемые результаты проведенных исследований
3.1 Шум современных листовых офсетных печатных машин
На основании данных по шуму, полученных для различных типов печатных машин сотрудниками ЗАО «НИИполиграфмаш» в течение нескольких лет, был произведен анализ шума современных печатных машин. Измерения проводили на машинах импортного и отечественного производства. Распределение испытанных машин по странам и фирмам-производителям приведено ниже:
Табл. 4. Распределение машин по странам и фирмам производителям
| Страна – производитель | Фирма – изготовитель |
| Япония (8) | RISO Kadaki Corp., Duplo S. K., Hamada Printing Press, Tokyo Aircraft Instrument, Ryobi, Alpha Engineering inc., Hashimoto Machinery Corp., Komori |
| США (5) | Multiqraphics, Therm-o-Type, Efi VUTEk, MSK Sales service Ink., Sohn MFG |
| Германия (5) | Heidelberg, Morlock, Windmoller and Holscher, MAN Roland, Comco Proglide MSP press |
| Китай (4) | Ming Tai screen printing machinery, Hyplas machinery Co., Ever bright printing machinery, Kent Engtnering Ltd. |
| Италия (2) | Bielloni castello, Schiavi |
| Швеция (2) | Solna, Svecia Siebdructehnik |
| Бельгия (2) | Printing International, Xeikon N. V. |
| Россия (2) | АО «КПЦ Полиграфмаш», Флексопак |
| Турция (1) | Remak |
| Индия (1) | Raghbeer Machinen Private Ltd. |
| Украина (1) | НИИСВП |
| Канада (1) | Aquaflex Systems Inc. |
| Великобритания (1) | Rotoprint |
| Израиль (1) | Indigo |
| Общее количество стран: 14 | Всего фирм-изготовителей: 36 |
Результаты статистической обработки уровней звукового давления (УЗД) на рабочем месте машин для шести типов печати приведены на рисунке 6. Оценку распределения производили по критерию Стьюдента для доверительной вероятности р = 95%. При малом количестве данных (менее 3) вместо доверительного интервала использовали среднее арифметическое, наибольшее и наименьшее значения.
Рис. 4. Распределение шума машин на рабочих местах в зависимости от типа печати
На рис. 4: ряд 2 соответствует нижней границе доверительного интервала уровня звука или эквивалентного уровня звука для данного типа печати, ряд 1 – верхней границе соответственно; ряд 3 – среднему арифметическому значению уровня звука; ряд 4 – норма согласно СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 [4].
Имелись данные по данные по шуму 34 офсетных печатных машин. Из них 17 – однокрасочных, 11 – двухкрасочных, одна четырехкрасочная, три – рулонные (4+4) и две цифровые 4-х красочные офсетные печатные машины планетарного построения.
Поскольку измерения выполняли в помещениях различных размеров с существенно отличающимися акустическими характеристиками (определенные во время испытаний значения эквивалентной площади звукопоглощения помещения отличались в 30 раз) в измеренных значениях уровней шума на рабочих местах различен вклад отраженного звука. Кроме того, сопоставительный анализ шума машин по уровням звуковой мощности (УЗМ) показателен только для машин с небольшим разбросом размеров, так как в значения этой шумовой характеристики существенный вклад дает площадь измерительной поверхности S (для рассматриваемых машин значения 10lg S изменялись от 8,3 до 25 дБ). Поэтому для анализа и выявления источников повышенного шума использовали значения собственного шума, создаваемого машинами на окружающих их измерительных поверхностях, использованных при испытаниях. Для этого по значениям звуковой мощности для каждой машины определяли средние на измерительной поверхности уровни звука излучения LpAe и уровни звукового давления излучения (УЗДИ) Lpe согласно ГОСТ 30720 [3] с помощью выражения:
 ,
| (10) |
где LW – значение корректированного по А уровня звуковой мощности или уровня звуковой мощности в октавной полосе частот, дБ; S – площадь измерительной поверхности, выбранной для определения уровня звуковой мощности, м2 (принимается по протоколам испытаний); S0 = 1 м2.
Рассчитанные уровни шума совместно с измеренными уровнями звукового давления на рабочих местах представлены на рисунке 5.
Рис. 5. Уровни звукового давления и рассчитанные уровни звукового давления излучения офсетных печатных машин в сравнении с нормой
На рисунке 5: ряд 1 – предельный спектр ПС-60 по СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 [4]; ряд 2 и 5 – средние значения УЗД и УЗДИ; ряд 3 и 4 – нижняя и верхняя границы доверительного интервала для уровня звукового давления; ряд 6 и 7 – нижняя и верхняя границы доверительного интервала для рассчитанного уровня звукового давления излучения.
Средние на измерительной поверхности уровни собственного шума машин превышают предельно допустимые значения в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (fсг) 250 – 8000 Гц с максимумом 11 дБ в полосе с fсг = 2000 Гц.
Ввиду схожести конструкции и комплектации (а также скорости работы при проведении измерений) всех представленных агрегатов, ранжирование по габаритам должно выявить зависимость между количеством печатных секций и шумом, создаваемым машиной, так как секционность в данном случае – единственный параметр, обуславливающий существен