ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 56
Скачиваний: 0
1-3. ИЗЛУЧЕНИЕ ШУМА
При исследованиях шума, возбуждаемого электрическими ма шинами, обычно сталкиваются с двумя видами шума, которые различают по характеру возникновения.
а. Шум, вызванный вибрацией поверхности корпуса машины и контактирующих с ним элементов фундамента.
б. Шум, возникающий вследствие движения воздуха, венти лирующего активное ядро машины.
Первый вид шума обычно преобладает в закрытых машинах. Сюда относятся машины с водяным охлаждением и замкнутой самовентиляцией. В этом случае звукообразование зависит не только от интенсивности вибрации корпуса, но и от отношения между размерами источника звука и длиной передаваемой волны, а также распределения узловых линий на излучаемой поверхности. Если длина волны велика по сравнению с размерами источника шума, то сила излучаемого звука повышается с увеличением раз меров излучателя. Поэтому в случае малого размера машины создаются более благоприятные условия для излучения высоких звуковых частот, чем для низких.
Если длина волны мала по отношению к размерам корпуса, то сила излучаемого звука мало зависит от частоты. Так, например, крупные турбогенераторы хорошо излучают низкие и высокие частоты.
Колеблющаяся поверхность, все точки которой имеют одина ковую фазу и амплитуду колебаний, является излучателем нуле вого вида. Идеальным излучателем нулевого вида является пуль сирующий шар. Излучателями высшего порядка являются по верхности, имеющие узлы и пучности колебаний. Корпуса элек трических машин относятся к источникам колебаний как нулевого, так и высшего порядка. Излучатели высшего порядка при равных амплитудах излучают меньше энергии, чем излучатель нулевого порядка. Объясняется это тем, что звуковые давления, возникаю щие на поверхности двух смежных участков, имеющих различ ную фазу колебаний, вызывают ослабление звука в точке, от стоящей на каком-то расстоянии от корпуса. Это ослабление зву ковой энергии проявляется тем в большей степени, чем больше длина излучаемой волны по сравнению с линейными размерами машины. В связи с этим в закрытых электрических машинах при прочих равных условиях вибрации высших порядков дают мень шую силу звука, чем вибрации нулевого и низших порядков.
Помимо шума, излучаемого вибрирующими поверхностями ма шин, возникает шум, исходящий от металлических конструкций, контактирующих с машиной. Сюда прежде всего относятся метал лические фундаменты и судовые сварные конструкции.
Уменьшение шума, издаваемого указанными элементами, про изводится при помощи амортизаторов, устанавливаемых под лапы вибрирующей машины.
J0
Второй вид шума преобладает преимущественно в вентилируе мых по разомкнутому циклу машинах. Здесь шум обусловлен движущимися потоками воздуха, вызванными вращением ротора и вентилятора. Более подробно этот шум описан в гл. 7.
1-4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА
На открытом воздухе звуковые волны распространяются от источника равномерно во все стороны. Если этот источник доста точно мал по сравнению с длиной волны, звуковое давление умень шается с расстоянием г как Mr, а сила звука— как 1/г3. Зная силу звука на расстоянии 1 м от источника, можно определить силу звука на некотором расстоянии г, отняв от уровня силы
исходного звука величину lOlg-^- или 20 lg— . Следовательно,
при удвоении расстояния от источника звука его уровень сни жается на 6 дб. Этот закон ослабления действителен для частот, не превышающих 1000 гц. Если распространение звука не является одинаковым во всех направлениях, то говорят о направленности его распространения. Свойства направленности проявляются, когда размеры машины больше длины волны. Поэтому особенно свойства направленности проявляются на высоких частотах и
вкрупногабаритных машинах.
Взакрытых помещениях на уменьшение силы звука оказы вают влияние кроме расстояния, также стены, потолок, пол и на личие в этих помещениях оборудования. Чем больше потерь испы тывает звук на границах помещения, тем больше заметно умень шение силы звука. Сила и частотная характеристика отраженного звука зависят как от поглощающих свойств поверхностей, так и от размеров помещения. Поэтому одной из мер эффективного сни жения шума в помещениях является покрытие стен и потолка звукопоглощающими материалами. Возможность экранирования звука внутри помещения зависит от отношения длины волны к ли нейным размерам экрана. Благоприятные результаты могут быть получены при больших экранах и коротких звуковых волнах. Размеры поверхности экрана должны быть по меньшей мере вдвое больше длины волны; кроме того, источник звука с одной стороны экрана и место обслуживания с другой его стороны должны на ходиться на расстоянии не менее длины одной волны от экрана. Если звуковая волна падает на границу, разделяющую две среды, то часть звука передается в другую среду (поглощается), другая же часть отражается. Отношение силы поглощенного звука к силе па дающего звука называется коэффициентом поглощения; отноше ние силы отраженного звука к падающему — коэффициентом отра жения. Коэффициент поглощения твердыми телами на средних частотах может достигать максимально 3%.
Впрактике имеют место случаи, когда полностью закрытая машина (например, с водяным охлаждением) имеет из-за наличия
11
в корпусе малых отверстий (например, для выводов или уплотне ний вала) повышенный уровень шума. Объясняется это тем, что звуковые волны легко проходят через малые отверстия. Сниже ние звукоизоляции корпуса АL может быть в этом случае рассчи тано по формуле:
|
A L = 101g fl -f-^-.lO ^/10 дб, |
( 1- 10) |
||
где L — звукоизолирующая |
способность |
корпуса |
машины, дб\ |
|
F -— поверхность |
корпуса; |
/ — площадь |
отверстий; k — коэф |
|
фициент, равный |
1 для круглых и квадратных отверстий и воз |
|||
растающий до 10 •— для прямоугольных отверстий с отношением их длины к ширине, равным 1000. Эта формула не приемлема для отверстий с большими поперечными сечениями.
Пример 3. В машине с водяным охлаждением в корпусе имеется прямоуголь ное отверстие для токоподвода площадью 0,02 ж2. При k = 3 и звукоизолирующей способности корпуса L = 30 дб снижение звукоизоляции корпуса за счет отвер стий составляет
ДЕ — 10 lg + 3.-0^ . io30'10 = 8,5 дб.
Поэтому снижение шума в машинах закрытого исполнения может быть также легко достигнуто за счет уплотнения отверстий, имею щихся в их корпусе.
1-5. ВРЕДНОЕ ВЛИЯНИЕ ШУМА НА ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ
Воздействие шума на человека может иметь последствия двух категорий:
а) отрицательное влияние на всю нервную систему в целом; б) повреждение слухового аппарата.
Многочисленные наблюдения показывают, что работа, и осо бенно отдых, при повышенных уровнях громкости шума приводит к повышению кровяного давления и повышенной раздражитель ности. Общее самочувствие ухудшается, а трудоспособность, осо бенно при умственном труде, понижается. Степень опасности длительного действия шума с точки зрения потери слуха харак теризуется американским стандартом Z24 — Х2 следующим об разом:
—непрерывное действие шума с уровнем 80 дб в полосе ча стот 300—600 гц ежедневно в течение 8 ч практически не вызывает потери слуха в речевом диапазоне частот 1000—2000 гц\
—уровни громкости шума 88—95 дб в том же диапазоне частот
вызывают через 30 лет потерю слуха на частоте 1000 гц 8— 13 дб,
ана частоте 2000 гц 13,5— 19 дб;
—уровень громкости шума 73 дб в полосе частот 1200— 2400 гц вызывает через 7 лет потерю слуха на частоте 4000 гц 5 дб,
ауровни громкости 83 и 88 дб вызывают через 30 лет потерю слуха на той же частоте 27 и 33 дб.
12
Допустимые уровни громкости шума в рабочих помещениях и на рабочих местах, принятые в настоящее время в СССР, ука заны ниже:
Степень напряженности |
нормаль |
повышен |
высокая |
очень |
Уровень громкости, фон, |
ная |
ная |
|
высокая |
|
|
|
|
|
производственных шу |
|
|
|
|
мов: |
< 70 |
71—80 |
81—110 |
»>116 |
низкочастотные |
||||
среднечастотные |
< 65 |
66—75 |
76—105 |
105 |
высокочастотные |
< 55 |
55-65 |
66—100 |
100 |
ж
Глава вторая
ИСТОЧНИКИ ШУМА И ВИБРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
2-1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ
а. Электромагнитные силы* Эти силы действуют в воздушном зазоре между статором и ротором и имеют характер вращающихся или пульсирующих силовых волн. Их величина зависит от электро магнитных загрузок и некоторых конструктивных и расчетных параметров активного ядра машины. Величина вызываемой элек тромагнитными силами вибрации во многом зависит от характери стик статора как колебательной системы. В большинстве типов электрических машин магнитная вибрация лежит в диапазоне частот 100—4000 гц.
В задачу проектирования обычно входит выбор таких расчет ных и конструктивных параметров, которые обеспечили бы макси мальное ослабление электромагнитных сил и вибрации, пере даваемой на корпус электрической машины.
б. Подшипники качения« Интенсивность этого источника за висит от следующих факторов:
—от качества изготовления самих подшипников; здесь имеется
ввиду такое изготовление, которое обеспечило бы минимальные вибрации наружного кольца подшипника при его вращении в спе
циальной испытательной установке вне машины;
— от точности обработки мест под посадку подшипников и замков в щитах для их фиксации относительно корпуса машины; указанные операции должны обеспечить максимальную соосность подшипниковых узлов и отсутствие искажений геометрических форм дорожек качения при посадке подшипников на вал;
— от виброакустических свойств подшипниковых щитов, ко торые при неудачных конструктивных формах могут быть интен сивными излучателями шума, возбуждаемого подшипниками.
13