ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ИСТОЧНИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВИБРОШУМА В ХЛОПКООЧИСТИТЕЛЬНЫХ ЗАВОДАХ

АННОТАЦИЯ

В статьи решена проблемы борьбы с шумом и вибрацией на предприятиях хлопкоочистительной промышленности, в первую очередь должно быть осуществлено проведение натуральных виброакустических исследований по изучению рабочей среды по вибрации и шумовому фактору. Основным направлением исследования данной работы является прежде всего разработка научно-обоснованных рекомендаций по снижению уровня виброшума и других вредных факторов в основных цехах хлопкозаводов валичной и пильной очистки, предусматривающих улучшение условий труда и повышения качества выпускаемой продукции, выполнение требований санитарно-гигиенических норм.

ABSTRACT

The article solves the problem of combating noise and vibration at cotton ginning industry enterprises, first of all, natural vibroacoustic studies should be carried out to study the working environment for vibration and noise factor. The main direction of the research of this work is, first of all, the development of scientifically based recommendations for reducing the level of vibration noise and other harmful factors in the main workshops of cotton mills for roller and saw cleaning, providing for the improvement of working conditions and increasing the quality of manufactured products, compliance with sanitary and hygienic standards.

Ключевые слова: шум, вибрация, колебания, виброакустика, фактор, уровень, условия труда, качества продукции, санитарно-гигиеническая норма.

Keywords: noise, vibration, oscillations, vibroacoustics, factor, level, working conditions, product quality, sanitary and hygienic standard.

Введение. Интенсификация технологических процессов на заводах первичной переработки хлопка-сырца предъявляет ряд требований к современному оборудованию, устанавливаемому в них высокой производительности, при незначительных габаритных размерах масс и энергопотреблении, а также надежность, долговечность и эффективность выполняемых операций. В большинстве случаев эти условия не согласуются с современными требованиями, предъявляемыми к виброакустическим характеристикам машин [1].

Известно, что шум и вибрация появляются при вынужденных колеблющих, возникающих под воздействием возмущающих сил [2, 3]. Появление этих сил обычно обусловлено просчетами при проектировании, дефектами изготовления, недостатками балансировки, недоброкачественным монтажом или нарушением правил технологической эксплуатации машин.

Уровень шума и вибрации оборудования должны быть установлены на этапе проектирования, по как правило, разрабатывают машины в традиционных формах и не всегда с учетом по виброакустическим показателям. В конструкции машин нередко обнаруживаются неоправданно высокошумные передачи, например, зубчатые, или установка без особой необходимости подшипников качения больших размеров, или уменьшение массы машин без учета потери жесткости, что приводит к увеличению шума и вибрация [4-10].

Результаты исследований. Конструктивные дефекты иногда приводят к нарушению симметрии распределения масс в результате неправильного размещения шпонок, стопорных болтов и шплинтов, а также отверстий, что приводит к смещению центра тяжести деталей или рабочих органов относительно оси вращения.

В процессе изготовления деталей и узлов появляются дефекты в результате неправильного выбора допусков и посадок сочлененных деталей, что приводит к радиальному и осевому биению. Значительная часть дефектов появляется при недоброкачественном монтаже оборудования. К таким дефектам относятся: нарушение размерных сборочных цепей в результате уменьшения или увеличения зазоров, повреждения сборочных единиц и деталей: нарушения соосности валов, соединяемых жесткой муфтой; установка изогнутых валов или появление деформаций деталей и валов от нагрева и неправильной установки, регулировки и заполнения смазкой подшипников.

Нарушение правил технической эксплуатации машин приводит к преждевременному их износу, к увеличенному расходу энергии и к повышению шума и вибрации.

Перечисленные выше дефекты и нарушения вызывают появление возмущающих сил, величину которых можно определить по приведенным уравнениям.

Незначительное смещение центра тяжести относительно оси вращения вызывает появление возмущающей центробежной силы, которая определяется по следующему уравнению

                                              (11)

где G-масса детали на валу, кг; x - величина смещения центра тяжести, мм; п - частота вращения, об/мин, (F, кг).

Другой причиной неуравновешенности может быть просто прогиб вала, который бывает постоянным как следствие нарушения при изготовлении или монтаже; динамическим - появляющимся при работе вблизи критической скорости или неявным, возникающим при нагреве вала или сопряженных деталей при работе [54, 104].

Величина возмущающей центробежной силы (F, кг) от изгиба вала определяется по уравнению:

                                            (2)

где - величина прогиба вала, в мм.

Наиболее часто встречается неуравновешенность вращающихся деталей, из-за неравномерного расположения вращающихся масс, Возникающая центробежная сила может быть подсчитана по уравнению:

                                                  (3)

где ω- угловая частота, 1/с; Х_n величина смещения центра тяжести неуравновешенной детали, мм.

Устранение колебаний, вызванных действием возмущающей центробежной силы, достигают хорошим изготовлением деталей, высококачественным монтажом и балансировкой, т.е. улучшением распределения массы вращающихся деталей путем добавления или удаления лишней массы в определённых местах.

Шум и вибрация подшипников зависит прежде всего от размеров подшипников, класса точности, начального радиального зазора, диаметров и формы тела (шарика или ролика) качения, конструкции колец, конструкции и материала сепаратора, а также от качества смазки и условий эксплуатации.

В машинах широко применяют зубчатые передачи. Достоинства зубчатых передач, следующие: высокая надёжность, высокий К.П.Д., небольшая масса и габаритные размеры, большой диапазон передаваемых мощностей, в то же время эти передачи - источники интенсивных вибраций и шумов.

Возникновение вибраций и шума у зубчатых передач определяется динамическими процессами в зацеплении, обусловленными отклонениями размеров, формы зуба, деформацией зубов под действием нагрузки и монтажными дефектами, связанными с перекосом осей, нарушением межцентрового расстояния, неточным центрированием и недостаточно качественной балансировкой.

Уровень шума (L, дБ) зубчатой передачи также зависит от окружной скорости. Величину его можно определить по уравнению:

                                                 (4)

где L - слагаемое уровня шума, не зависящее от окружной скорости V_окр и передаваемой мощности, N, а зависящее от качества изготовления зубчатых колес, предназначенных для передачи малой и средней мощности, имеющей значения

                                                      (5)

Уровень шума зависит также от мощности, передаваемой зубчатой передачи, и его можно определить по уравнению:

                                 (6)

Зубчатые колеса следует установить на достаточно жесткие валы и опоры, которые по возможности исключили бы взаимное перемещение колес под нагрузкой.

Существенное снижение шума и вибрации можно получить при работе в паре зубчатых колес, изготовленных из различных материалов. Например, малое зубчатое колесо стальное, а большое зубчатое колесо чугунное, текстолитовое или капроновое, что позволяет снизить шум па 8 -12 дБ. Для снижения шума зубчатой передачи полезно закрывать кожухом, а для предупреждения сухого трения смазывать.

Современные предприятия для технологических и санитарно-гигиенических целей используют вентиляционные системы, а для транспортирования - пневматические установки. Работа перечисленных систем и установок связана с использованием вентиляторов, создающих шум и вибрацию в широком частотном диапазоне при значительной интенсивности. Источник шума и вибрации этих машин — это механические и аэродинамические факторы. Механический шум и вибрация вентиляторов определяются плохой балансировкой рабочих колес, недостаточной жесткостью корпуса и крепления к станине, ударами и биением в редукторе и передачах, неправильной регулировкой подшипников качения и нарушением условий эксплуатации.

В таблице 1 приведены перечни наиболее шумно работающих основных рабочих органов и технологических машин и оборудования валичных и пильных хлопкоочистительных заводов.

Для успешного решения выше указанных проблем в первую очередь должно быть осуществлено проведение теоретико-экспериментального изучения взаимозависимости технологических и виброшумовых характеристик основных цехов хлопкоочистительных предприятий.

Таблица 1.

Перечень основных рабочих органов, являющихся источниками виброшума в основных цехах хлопкозаводов

Из табл. 1 видно, что существующие хлопкозаводы по характеру технологических процессов относятся к категории виброшумных производств. Проблемы дальнейшего развития хлопковой промышленности являются комплексными и достаточно сложными, так как требуют, прежде всего, решения ряда актуальных экономических, практических и теоретических научных задач. В настоящей работе, в производственных условиях исследовано влияние таких вредных факторов как: уровень звука (УЗ), уровень звуковой вибрации (УЗВ); метеорологических параметров (МП); температуры воздуха (ТВ), относительной влажности (ОВ), скорости движения воздуха (СВ), а также запыленность атмосферного воздуха (ЗВ) и т.д. на основные качественные показатели выпускаемого хлопка-волокна, семена, линты, а также и на физиологию обслуживающего персонала и качество работы технологических машин основного производства хлопкозаводов.

Для успешного решения поставленных задач в качестве объектов исследования были выбраны валичные и пильные хлопкозаводы Сурхандарьинской области.

Увеличение производства хлопка ручного и машинного сбора, ставит перед хлопкоочистительной промышленностью задачу по дальнейшему наращиванию новых мощностей, перевооружения, реконструкций действующих предприятий, замене морально устаревшего и физически изношенного оборудования, обеспечения текстильной промышленности сырьём хорошего качества.

Для выполнения данных задач в настоящее время запланировано строительство ряда новых хлопкоочистительных заводов и хлопкозаготовительных пунктов.

Намечена разработка мероприятий по совершенствованию технологического оборудования выпускаемого для первичной обработки хлопка-сырца, внедрение научно-технических достижений в хлопкоочистительной промышленности, приводит к увеличению производительности труда и производственных мощностей и т.д.

Поэтому при внедрении нового, более производительного оборудования, без учёта в конструкциях основных гигиенических требований (устройства и мероприятия для подавления виброшума, надёжной герметизации и др. факторы) могут привести к большому увеличению параметров шума, вибрации, запыленности и снижению качества выпускаемой продукции.

Все эти неприятные явления (особенно шум и вибрации и др. факторы отрицательно влияющие на производительность машин, качество выпускаемой продукции и состояние здоровья обслуживающего персонала), выдвинули перед инженерно-техническими работниками, специалистами, проектировщиками, конструкторами, исследователями н учеными новые задачи по дальнейшему изучению условий труда на хлопкоочистительных заводах, гигиенической оценки нового оборудования, особенно джинов, линтеров, очистителей, сушильных агрегатов,  волокноочистителей и других.

Выводы. Надо отметить, что по мере роста энергетической вооруженности и оснащенности новых машин и механизмов всех хлопкоочистительных заводов, повышения производительности установленного оборудования растет и уровень виброшума и др. вредных факторов на рабочих местах операторов. Поэтому, снижение уровня шума даже на один ДБ позволяет повысить производительность труда на пять процентов. Высокая виброакустическая активность приводит не только к профессиональным заболеваниям, таким как шумовая, вибрационная болезнь, но и существенно влияет на общую заболеваемость. Для успешного решения проблемы борьбы с шумом и вибрацией на предприятиях хлопкоочистительной промышленности в первую очередь должно быть осуществлено проведение натуральных виброакустических исследований по изучению рабочей среды по вибрации и шумовому фактору. Поэтому основным направлением исследования данной работы является прежде всего разработка научно-обоснованных рекомендаций по снижению уровня виброшума и других вредных факторов в основных цехах хлопкозаводов валичной и пильной очистки, предусматривающих улучшение условий труда и повышения качества выпускаемой продукции, выполнение требований санитарно-гигиенических норм. Кроме того, разработанные рекомендации позволяют обеспечивать сохранение здоровья оператора технологических машин в основных цехах, уменьшение производственного травматизма, а также числа профессиональных заболеваний.

Список литературы:

1. Пахтани дастлабки ишлаш бўйича справочник. М.Т. Кулиевнинг умумий тахрири сотида. Тошшкент, “Пахтасаноат илмий маркази” АЖ, 2019, 479 бет.
2. Проблема охраны труда и экологии на пути устойчивого развития Республики Узбекистан. Ташкент-2006 год.
3. Руководство по охране труда на предприятиях Юнусов Б.Х., Парсегова Л.Т. и др. - Издательство «Фарғона», 2004 – 332 с.
4. Сборник типовых инструкций по охране труда при выполнении слесарных и сборочных работ РД 153-34.0-03.299-2001.
5. Закон Республики Узбекистан "Об охране труда". 22 сентября 2016 г., ORQ- 410. - с.
6. Постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан «О дальнейшем развитии рынка услуг в области охраны труда» г. Ташкент, 27 апреля 2017 г., № 246.
7. Голенов А.Н., Самородов В.Г. Пыловой режим производственных помещений, связанных с обращением горючих пылей. М.Сб. трудов МИСИ «Взрывобезопасность в строительстве». 2001. с.27-33.
8. Клюев В.В., Пархоменко П.П., Абрамчук В.Е., и др. Технические средства и др. диагностирования. Справочник. М. Машиностроение, 2001. -671с.
9. Справочник по контролю промышленных шумов: Пер. с англ. /Пре. Л.Б. Скарина, Н.И. Шабанова; Под ред.д-ра техн.наук, проф. Б.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1979. - 447 б.
10. Сидоренко Ж.Г., Себешук Н.Г. Изучение влияния шума различной интенсивности и длительности на организм человека с применением математического планирования //Гигиена и санитария. - 1989. -№ 10. 18-21 б.