Шум Станков

При повышении рабочих скоростей современных металлорежущих станков предъявляются более высокие требования к качеству их изготовления. Одним из критериев определяющих качество станков является шум, возникающий при их работе. Анализ частотных спектров шумов станков позволяет выявить наиболее интенсивные источники возникновения шума. В первую очередь это вынужденные колебания, вызванные погрешностями изготовления. Некоторые частотные составляющие вызываются также автоколебательными процессами и свободными колебаниями с частотой собственных колебаний отдельных деталей станков. Интенсивными источниками шума являются также гидросистемы и электродвигатели станков, причем у последних наиболее неприятна высокочастотная составляющая магнитного шума, излучаемого поверхностью статора.

Повышенный уровень шума станков вредно действует на людей, работающих вблизи. Для обеспечения нормальных условий работы уровни шума в производственных помещениях регламентируются. В зависимости от частотной характеристики шума устанавливаются допустимые общие уровни шума в производственных помещениях в соответствии с таблицей на рис. 1.

Рис. 1. Уровни шума станков в производственных помещениях

Шум каждого отдельного станка должен быть значительно ниже этой нормы и ограничивается предельными максимальными уровнями частотных составляющих спектра (рис. 2).

Рис. 2. Предельные максимальные уровни частотных составляющих спектра шума. ПС - порог слышимости

Выбор значений уровней в основном определяется мощностью привода главного движения станка. Частотный спектр шума не должен выходить за границы соответствующей предельной линии.

Для измерения шума обычно применяют объективные шумомеры типов Ш-3, Ш-52, Ш-60, а также приборы фирм Dawe (Англия) и Брюль и Кьяр (Дания). Объективный шумомер состоит из микрофона, лампового усилителя с выпрямителем и стрелочного прибора-указателя, проградуированного в децибелах. Человеческое ухо наиболее чувствительно к звукам средних частот (примерно от 700 до 5000 гц). Соответственно и характеристики усилителя подбираются подобными кривым чувствительности слуха - так называемым «кривым равной громкости» (рис. 3). При этом одинаковые по силе, но разные по частоте звуки будут усиливаться по-разному и вызывать разные отклонения стрелки прибора.

Рис. 3. Кривые равной громкости

В ЭНИМС под руководством В. А. Васильева разработана методика испытания станков на шум. Измерение общего уровня шума является обязательным при испытаниях опытных образцов новых моделей станков и выборочно для серийных станков.

Для получения правильных результатов измерения шума следует обратить внимание на два обстоятельства:

• Шумовые помехи от посторонних источников шума должны быть слабее минимального суммарного уровня шума примерно на 10-12 дб; в противном случае в результаты измерений необходимо внести поправку.
• В помещении должны отсутствовать стоячие волны; в противном случае следует избегать установки микрофона в «мертвых точках» - точках с резким снижением уровня шума.

Станок устанавливают на упругих виброизолирующих опорах, препятствующих передаче вибраций от станка фундаменту. Микрофон объективного шумомера помещают на рабочем месте на расстоянии примерно 0,5 м от станка, а иногда в нескольких точках, расположенных равномерно вокруг станка (на рис. 4 - точки 1, 2, 3 и 4). Уровни шума измеряют при работе станка на холостом ходу при последовательном включении всех чисел оборотов шпинделя. Результаты измерения шума заносят в протокол, по ним строят кривые зависимости уровня шума от числа оборотов в минуту шпинделя (рис. 4). В случае наличия в станке узлов или агрегатов, являющихся самостоятельными источниками интенсивного шума, проводятся дополнительные измерения шума вблизи этих источников.

Рис. 4. График уровня силы шума на различных ступенях чисел оборотов станка

Для выяснения причин повышенного шума во время работы станка и возможных способов его ослабления во время испытаний опытных образцов станка при значениях чисел оборотов шпинделя, на которых уровень шума был максимальным, производят частотный анализ этого шума. Для этого применяются различные анализаторы звуковых частот, подключаемые к шумомеру. Например, анализаторы с полосовыми фильтрами в основе своей имеют набор электрических фильтров, каждый из которых пропускает колебания только в узкой полосе частот, а остальные задерживает. Настраивая такой анализатор на различные частоты, от низких до высоких, при помощи выходного прибора определяют уровни шума в отдельных частотных полосах, выделенных из общего спектра измеряемого шума.

Условием точности анализа является применение фильтров с узкой полосой пропускания частот (ширина полосы в 1 октаву и отношению средних частот соседних полос 1:2, или ширина полосы в 1/3 октав и отношение 1:1,26).

По результатам измерений строят графики спектра шума (рис. 5)

Чтобы уменьшить затраты времени на выполнение частотного анализа шума до 1-2 мин при лабораторных испытаниях в последнее время стали применять панорамные анализаторы гармоник, автоматически дающие развертку спектра шума на экране катодного осциллографа. Недостатком таких анализаторов является их относительная громоздкость.

Для более детального изучения причин шума рекомендуется последовательно определить уровни шума отдельных звеньев кинематически. цепей или узлов исследуемого станка и составить баланс уровней шума станка. По результатам баланса уровней шума, а также сопоставляя расчетные значения частот вынужденных и свободных колебаний с результатами частотного анализа, можно выявить причины шума станка на данной ступени чисел оборотов и наметить пути их устранения. Одновременно определяются средние значения уровней шума отдельных элементов станка, которые принимаются в качестве нормативных.

Рис. 5. Частотный спектр шума станков

Концентрация большого количества машин, станков и другого различного вида оборудования в производственных помещениях, имеющих, как правило, плохие акустические характеристики, а также все возрастающие рабочие скорости машин и механизмов приводят к тому, что в ряде случаев шум, производимый ими, в значительной степени превышает установленные нормы. Поэтому выполняя исследования станков может быть проведены замеры шумового воздействия.

Шум станков и другого производственного оборудования по причинам возникновения может быть разделен на две группы: шум, возникающий при работе различных механизмов и узлов машины, например, коробок приводов, электродвигателей, гидравлических, пневматических систем и т. п., и шум, возникающий в результате осуществления на данном оборудовании заданного технологического процесса. Основными мероприятиями по уменьшению шумов первой группы является локализация главных источников шума в самом агрегате и звукоизоляция, для второй группы - звукозаглушение и экранирование.

Проверка на шум может производиться в следующих целях:

• проверить, не превышает ли шум данного станка норму, установленную техническими условиями;
• сравнить несколько разных станков, установленных в одном помещении, чтобы определить степень воздействия производимого ими шума на людей, работающих в непосредственной близости от этих станков;
• определить характер распределения уровня шума по отдельным элементам механизма станка;
• обнаружить причину возникновения интенсивного шума или определить результаты мероприятий по его уменьшению.

Для полной оценки шума какого-либо источника требуется определение следующих параметров: силы или интенсивности шума; частотного спектра шума; направления распространения шума; продолжительности действия и характера шума.

Силу или интенсивность шума I определяют потоком звуковой энергии, проходящим в единицу времени через единицу поверхности, плоскость которой расположена перпендикулярно направлению потока.

Обычно для оценки силы шума используют относительные логарифмические единицы - децибелы (дб). В децибелах определяют в логарифмическом масштабе отношение интенсивностей или звуковых давлений двух звуков или шумов, т. е. уровень интенсивности одного из звуков по отношению к интенсивности другого.

Уровень интенсивности звука L в дб

L = 10lg(I/Io)

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления p, то уровень интенсивности можно определить также по формуле

L = 20lg(p/po)

В этих формулах в качестве постоянной исходной величины по международному соглашению за нулевой уровень приняты: интенсивности Io = 10(-12) вт/м2 и звукового давления po = 2•10(-5) н/м2.

Кроме уровней интенсивности и уровней звукового давления получило распространение понятие уровня звуковой мощности Lω в дб, определяемого по формуле

Lω = 10lg(W/Wo)

В качестве исходного значения звуковой мощности принята величина Wo = 10(-12) вт.

Шум, создаваемый производственным оборудованием, с физической точки зрения представляет собой меняющиеся во времени случайные комбинации сложных колебаний, каждое из которых, в свою очередь, состоит из множества простых колебаний, различающихся одно от другого величиной амплитуд, частотами и фазовыми смещениями.

В силу линейности уравнений акустики сложное колебание почти всегда можно представить в виде суммы синусоидальных волн, Разложение сложного колебательного процесса на простейшие составляющие называют частотным анализом шума, а характеристику, указывающую распределение энергии шума по частотному диапазону, его частотным спектром. Существуют различные способы представления частотных спектров шума; наиболее наглядным способом представления спектра является графический. При этом способе на горизонтальной оси спектрограммы откладывают частоту в линейном или чаще в логарифмическом масштабе. По вертикальной оси откладывают одну из характеристик, связанных с интенсивностью колебательного процесса: звуковое давление, колебательную скорость, акустическую мощность и т. п.

Математическим описанием периодического процесса является ряд Фурье, который дает возможность представить любой, сколь угодно сложный, периодический процесс совокупностью элементарных синусоидальных составляющих, кратных основной частоте и имеющих определенные амплитуды и начальные фазы.

Спектр случайного или непериодического процесса является сложным и поэтому его изображение требует обязательной оговорки о ширине полосы частот, в пределах которой плотность распределения звуковой энергии условно считается равномерной. В этом случае по оси ординат откладывают среднеквадратические значения эффективных амплитуд либо уровни этих величин в дб. Ширина полосы ∆f ограничивается нижней граничной частотой fн и верхней fв.

В соответствии с международными рекомендациями значения средних частот следует выбирать: в случае применения октавных фильтров - по геометрическому ряду со знаменателем прогрессии, равным 2, а в случае применения ⅓-октавных фильтров - по ряду R 10 предпочтительных чисел (по ГОСТу 8032-56) с числом 20 в качестве нижнего предела.

Необходимо иметь в виду, что результаты измерений спектров, полученные при помощи фильтров, имеющих разную ширину полос пропускания, не могут быть непосредственно сравнимы, а при нанесении их на график будут казаться различными. При необходимости сравнения, уровни частотных составляющих должны быть приведены: в общем случае - к спектральным уровням, т. е. уровням, отнесенным к ширине полосы пропускания в 1 гц, или, в случае, когда большинство применяемых анализаторов имеют одинаковую, определенную ширину полосы пропускания (например, ⅓ октавы), то - к этой последней.

Спектральный уровень В (в дб) определяют по следующей формуле:

B = L∆f - 10lg∆f

где ∆f - ширина полосы пропускания фильтра в гц; L∆f - среднеквадратическое значение уровня звукового давления для данной полосы пропускания.

Приведение уровней, измеренных анализатором, с одной шириной полосы пропускания к показаниям анализатора с другой шириной производят по формуле:

L∆f2 = L∆f1 + 10lg(∆f2/∆f1),

где ∆f1 и ∆f2 - соответственно ширины пропускания фильтров; L∆f1 и L∆f2 - уровни звукового давления, соответствующие данной полосе пропускания.

Важной характеристикой всякого источника звуковых волн является направленность излучения. «Точечный» источник звука, т. е. такой, размеры которого (например, радиус сферической поверхности, описанный вокруг данного источника) меньше длины излучаемой звуковой волны, не обладает какой-либо направленностью. Звуковые волны распространяются от такого источника по всем направлениям в виде сферических волн. Вибрирующая пластинка, размеры которой велики по сравнению с длиной волны, излучает звуковые волны, распространяющиеся слегка расходящимся пучком. Чем меньше длина волны по сравнению с размерами излучателя звука, тем меньше угол расхождения пучка или больше его направленность. При очень коротких волнах (по сравнению с размерами источника) звук распространяется от источника почти нерасходящимся пучком в виде плоской волны.

В большинстве практических случаев можно приближенно считать, что звуковые волны вблизи источников имеют шаровую форму; такой источник шума практически всегда можно считать точечным, не обладающим направленностью. Если это станок, то за центр излучения приближенно можно принять точку, лежащую на середине его трех измерений.

Реальные источники шума обычно обладают неравномерным излучением по различным направлениям.

Степень неравномерности излучения характеризуют отношением звукового давления, измеренного на фиксированном расстоянии в заданном направлении и звукового давления, усредненного по всем возможным направлениям при том же фиксированном расстоянии.

Для измерения уровней шума получили преимущественное применение объективные шумомеры. Шумомер представляет собой электронный широкополосный усилитель, на вход которого подают переменное напряжение, возникающее в микрофоне при воздействии на него звуковой волны. На выходе усилителя включают стрелочный прибор, шкала которого отградуирована в децибелах относительно принятого нулевого уровня.

Для обеспечения измерений в широком диапазоне уровней с помощью одного стрелочного индикатора весь диапазон измерения уровней разбит на ряд поддиапазонов, величина каждого из которых равна 10 дб.

Большинство шумомеров, краткие технические характеристики которых приведены в таблице на рис. 6, выпускаются с тремя частотными характеристиками - одной линейной и двумя корректированными, позволяющими с наибольшим приближением к субъективному слуховому восприятию оценить уровень шума. Линейную характеристику используют при измерении звукового давления и главным образом при измерении частотных спектров.

Рис. 6. Краткие технические характеристики шумомеров

При измерении нестабильных шумов стрелка указывающего прибора шумомера непрерывно совершает колебания около некоторого среднего значения. Точный отсчет показаний при этом становится затруднительным. В таких случаях для увеличения постоянной времени реакции прибора на измеряемый сигнал в схеме шумомера предусмотрен шунтирующий конденсатор и переключатель для переключения с быстрой реакции (0,2 сек) на медленную (0,5 сек).

Шумомер должен иметь паспорт поверки, проводимой в установленные сроки (но не реже одного раза в два года) соответствующей организацией.

Непосредственно перед началом каждого измерения шумомер подвергают калибровке в соответствии с инструкцией, выпущенной заводом-изготовителем прибора.

Для выявления основных составляющих шума и возможных методов его ослабления нужно разложить сложное колебание на ряд простых и установить причину возникновения каждого из них. Для анализа переменных составляющих широко используют электрические методы измерения механических величин, позволяющие получить картину изменения изучаемой величины во времени. Для анализа шума применяют различные типы электрических частотных анализаторов, принципиальные схемы которых могут быть выполнены в различных вариантах.

Частотный анализатор представляет собой прибор, состоящий из полосовых фильтров, каждый из которых выделяет из всего спектра сигнала определенную область частот. Уровень этого сигнала в отфильтрованной полосе частот измеряют при помощи стрелочного прибора, аналогично тому, который применяют в шумомерах.

Частотные анализаторы разделяют на два класса: анализаторы с постоянной абсолютной полосой пропускания и анализаторы с постоянной относительной полосой пропускания. Последние, в свою очередь, различают по ширине полосы пропускания на: октавные, полуоктавные, третьоктавные и узкополосные. Октавные анализаторы применяют главным образом для измерения спектров нестационарных или кратковременных шумов, когда не требуется подробный анализ спектра. Третьоктавные анализаторы обеспечивают достаточно высокую подробность анализа и находят наиболее широкое применение при анализе производственных шумов.

Узкополосные анализаторы обеспечивают наибольшую подробность анализа и предназначены для обнаружения и измерения дискретных составляющих в спектрах шума.

Измерение уровня шума какого-либо механизма с достаточной достоверностью можно производить в обычных производственных помещениях сравнительно большого объема при условии, что уровень постороннего шума (помехи) в точке измерения слабее суммарного шума (т. е. суммарного действия шума проверяемого механизма и шума помех) не менее чем на 10 дб как по общему уровню, так и по уровням отдельных составляющих частотного спектра в рабочем диапазоне частот.

Если суммарный уровень (шум станка плюс шум помех) превышает уровень помех на 10 дб и более, то влиянием помех можно пренебречь. Если указанное превышение менее 10 дб, то для учета помех необходимо из суммарного уровня вычесть величину поправки, определяемой в соответствии с приведенными данными (по ГОСТу 11870-66). Если разность 9-6 дб, то поправка - 1; если разность 5-4 дб, то поправка - 2.

Если разница между суммарным уровнем и уровнем помех меньше 4 дб или уровень помех сильно колеблется, то точные измерения невозможны.

Очень часто измерение шума какого-либо станка приходится производить непосредственно в том помещении, где данный станок установлен. При этом, часто встречаются с затруднениями, связанными с искажающим воздействием помещения. Это воздействие обусловлено влиянием возникающих в помещении звуковых волн, отраженных от стен, пола и потолка, которые, накладываясь на звуковые волны, идущие непосредственно от источника звука, создают сложное звуковое поле, затрудняющее оценку измеряемого звукового давления. Степень такого воздействия тем больше, чем меньше объем помещения.

Помещение считается вполне пригодным для измерения шума, если средний уровень звукового давления от небольшого ненаправленного широкополосного источника, помещенного в положение, близкое к центру проверяемого на шум станка, увеличивается не менее чем на 5 дб при уменьшении вдвое расстояния от центра источника до точки измерения, а при увеличении этого расстояния в 2 раза уменьшается не менее чем на 4 дб.

Если это условие не выдерживается, то в протоколе испытаний следует указать фактический прирост уровня звукового давления как характеристику акустических свойств помещения.

Измерение шума агрегата, станка или другого какого-либо источника шума следуют проводить при тех условиях и в тех местах, к которым предъявляются требования в отношении шума. Машины, предназначенные для непрерывной работы при постоянном режиме, такие как электродвигатели, генераторы, насосы вентиляторы и т. п., испытывают, как правило, в установившемся режиме при номинальном числе оборотов. Большинство металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и других станков создают существенно различные шумы при работе на холостом ходу и под нагрузкой. В таких случаях режим работы оборудования оговаривают особыми условиями. В отношении металлорежущих станков проверку их на шум обычно производят на холостом ходу, так как при этом наиболее полно проявляется качество их изготовления.

Станки, предназначенные для работы с различными скоростями, плавно или ступенчато регулируемыми, испытывают при минимальной, номинальной и максимальной скоростях, а также на характерных режимах с повышенным шумообразованием.

При измерениях шума для сопоставления его с требованиями санитарных норм микрофон устанавливают на рабочем месте, на уровне головы рабочего (на высоте 1,5 м от уровня пола). В других случаях, например, когда разрабатывают технические нормы шума, измерение производят в нескольких точках, расположенных равномерно вокруг измеряемого объекта. Выбор точек расположения микрофона должен обеспечивать получение достаточного количества данных для определения необходимых характеристик, таких, например, как уровней и спектров шума, диаграмм направленности излучения и т. п., при этом точность измерения возрастает по мере увеличения числа точек измерения.

Для выяснения возможности измерения шума в данном помещении и определения величины поправок, которые необходимо внести в результаты измерений, следует предварительно измерить уровни и частотные спектры акустических помех в помещении.

Измерения помех производят в тех точках, где будут располагаться микрофоны при испытаниях. Во всех точках измерения определяют уровни помех, частотный спектр снимают в одной точке, где уровень помех имеет максимальное значение.

Точки измерения располагают так, чтобы на каждую из них приходилось одинаковая площадь измерительной поверхности. Последняя в зависимости от размеров и формы проверяемого на шум объекта может быть условно принята в виде полусферы или полуцилиндра. Примеры расположения точек измерения на этих поверхностях показаны на рис. 7. Во всех случаях расстояние точек измерения от отражающего пола должно быть не менее 1 м. Измерительное расстояние r, т. е. расстояние от точки измерения до наружной поверхности изделия, исключая выступающие части, должно быть, как правило, не менее 1 м, но может быть уменьшено, если это специально предписывается техническими условиями для изделия данного типа.

Рис. 7. Расположение точек измерения на измерительных поверхностях: a - в виде полусферы; б - в виде полуцилиндра; 1-16 и 1'-165' - точки измерения; α, b, c, l, H - габаритные размеры

В каждой точке измерения определяют: уровень шума и уровни звукового давления в частотных полосах, причем последние можно измерять не во всех точках.

Уровень шума определяют согласно рекомендациям ИСО (ТК43) или непосредственным измерением при помощи объективного шумомера с включенной корректирующей характеристикой А, или рассчитывают по уровням звукового давления, измеренным в отдельных полосах пропускания анализатора.

Результаты измерений обрабатывают в следующей последовательности:

• в величину измеренных уровней и частотных спектров вносят необходимые поправки на неравномерность частотной характеристики измерительного тракта;
• вносят поправки, обусловленные влиянием помех;
• по откорректированным результатам измерения уровней и частотных спектров вычисляют искомые характеристики шума, такие, например, как средний уровень звукового давления, уровень звуковой мощности, коэффициент направленности и др.

Для облегчения расчетов можно пользоваться номограммой, показанной на рис. 8. По разности уровней (L1-L2) определяют поправку ∆L, которую прибавляют к большему из суммируемых уровней. Полученный результат будет представлять суммарный уровень шума двух источников. К полученной сумме тем же способом прибавляют уровень, измеренный в третьей точке, и т. д.

Рис. 8. График для определения суммарного уровня шума двух уровней L1 и L2

Затем из общей суммы вычитают 10 lgn.

Если усредняемые уровни отличаются один от другого меньше, чем на 6 дб, то средний уровень можно определить как среднеарифметическое значение отдельных уровней.

Расчет уровня шума по результатам измерений уровней звуковых давлений в отдельных полосах пропускания анализатора производят внесением поправок для каждой полосы пропускания, приведенных на рис. 9.

Рис. 9. Поправки при определении уровней шума по замерам звуковых давлений

После внесения указанных поправок уровень шума в дб (A) определяют суммированием при помощи графика, показанного на рис. 8.

Показатель направленности излучения Q в каком-либо направлении вычисляют по формуле

Q = Ln - Lср дб,

здесь Ln - уровень, измеренный в заданной точке; Lср - вычисленный средний уровень.

По полученным данным может быть также определен уровень звуковой мощности Lω, который вычисляют по формуле

Lω = Lср + 20lgr + 8 дб,

где r - радиус в м воображаемой полусферы, описанной вокруг источника звука, на поверхности которой расположены точки измерения.

Результаты измерений шума представляют в виде частотных характеристик уровней звукового давления для частотных полос со среднегеометрическими частотами 63-8000 гц и уровня шума, измеренного объективным шумомером со стандартной коррекцией А или рассчитанного по замерам уровней звукового давления.

Для станков, машин или других источников шума с направленным излучением звуковой энергии дополнительно должны представляться характеристики направленности излучения, а также наибольшие значения показателя направленности.

Производственный шум нормируют с учетом его частотного спектра и характера воздействия. Все шумы в зависимости от их частотного состава разделяют на три класса: низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Для каждого из этих классов устанавливают допустимые уровни шума, приведенные далее.

Допустимые уровни шума:

• Класс 1 (90-100 дб): низкочастотные шумы от тихоходных агрегатов неударного действия; шумы, проникающие сквозь звукоизолирующие преграды, стены, кожухи, перекрытия; наибольшие уровни в спектре расположены ниже частоты 300 гц, выше которой уровни понижаются (не менее 5 дб на октаву);
• Класс 2 (85-90 дб): среднечастотные шумы от большинства машин, станков и агрегатов неударного действия; наибольшие уровни в спектре расположены ниже частоты 800 гц, выше которой уровни понижаются (не менее 5 дб на октаву);
• Класс 3 (75-85 дб): высокочастотные звенящие, шипящие и свистящие шумы, характерные для агрегатов ударного действия, потоков воздуха и газов, агрегатов, действующих с большими скоростями; наибольшие уровни в спектре расположены выше частоты 800 гц.

Практически рекомендуется для определения допустимого уровня шума пользоваться графиком, показанным на рис. 10. Шум считают допустимым, если линия, огибающая спектр шума, не выходит за предельную линию графика норм, соответствующую измеренному шумомером общему уровню шума.

Рис. 10. Предельно допустимые уровни шума с различными частотными спектрами

Акустическим комитетом ИСО (ТК-43) для оценки и нормирования шума были рекомендованы кривые предельных спектров в октавных полосах частот. Указанные нормативные кривые были положены в основу «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» СН-245-63, разработанных Госстроем СССР. Согласно этим нормам измеренные в производственном помещении на рабочих местах уровни звукового давления в октавных полосах шума со сплошным спектром, действующего в течение более 4 ч в смену, не должны превышать следующих значений: 63 гц - 103 дб; 125 гц - 96 дб; 250 гц - 91 дб; 500 гц - 88 дб; 1000 гц - 85 дб; 2000 гц - 83 дб; 4000 гц - 81 дб; 8000 гц - 80 дб.

В зависимости от характера шума и его воздействия значения октавных уровней звуковых давлений, регламентируемые приведенными величинами, корректируют путем прибавления поправки, определяемой по таблице на рис. 11.

Рис. 11. Поправки для корректирования октавных уровней звукового давления

Тональным считают шум, ⅓-октавный спектр которого имеет пики с уровнями на 10 дб и более, превышающими уровни соседних полосах. Импульсным считают шум, воспринимаемый как часто следующие один за другим удары, например, шум парового молота.

Помимо описанного выше санитарного нормирования шума, преследующего цель ограничить его вредное воздействие на здоровье людей, осуществляют также техническое нормирование шума, основной задачей которого является установление предельных значений шума на основе известных и технически осуществимых методов его уменьшения. Основная задача технического нормирования шума - не допустить выпуска машин, агрегатов и т. п., шум которых превышает шум лучших образцов аналогичного оборудования.

Примером технического нормирования шума является нормаль станкостроения Н89-40. «Предельные уровни спектра шума металлорежущих станков». Согласно этой нормали частотный спектр воздушного шума, измеренный анализатором с шириной полосы пропускания в одну октаву, не должен выходить за пределы одной из линий предельного спектра (ПС), указанных на рис. 12. Выбор предельных значений уровней в основном определяется мощностью привода главного движения и максимальным числом оборотов шпинделя. Спектр шума не должен превышать следующих предельных значений (мощность привода / спектр шума по ПС): до 1,25 квт - 65; 1,25-4 - 70; 4-12,5 - 75; 12,5-40 - 80; 40-125 - 85.

Нормаль Н89-40 предписывает обязательный контроль общего уровня и частотного спектра шума при испытании опытных образцов станков, арбитражных решениях и выборочных испытаниях серийных станков. Для серийно выпускаемых станков проверку на шум ограничивают измерением общего уровня шума объективным шумомером с включенной характеристикой А, при этом максимальную величину уровня устанавливают на основании результатов измерения частотного спектра шума опытного образца и утверждают при его приемке.

Рис. 12. Предельные спектры шума металлорежущих станков по нормали H89-40

Воздействие шума высокой интенсивности приводит к различным расстройствам функциональных систем человеческого организма. Систематическое воздействие сильного шума от станков может быть причиной ряда профессиональных заболеваний (тугоухость, глухота), производственного травматизма, снижения производительности труда. Испытания станков металлорежущего типа на шум необходимо для того, чтобы обеспечить удовлетворительные условия труда работающих за станком.

Шум - это важнейший показатель качества станка, свидетельствующий о наличии значительных отклонений по точности и шероховатости поверхности деталей, участвующих в передаче движения.

OCT 2H-40-75 устанавливает для металлорежущих станков два вида испытаний на шум: контрольные испытания, которым подвергается каждый станок серии и при которых измеряется корректированный уровень шума по шкале А; типовые испытания когда выполняется проектирование станков, которым в обязательном порядке подвергается каждый опытный образец и периодически - отдельные экземпляры серийно выпускаемых станков.

При типовых испытаниях станков исследуется ряд их шумовых характеристик. Прежде всего определяют уровень звукового давления в третьоктавных полосах частот, измеренных на рабочем месте при работе станка на холостом ходу. Микрофон располагают на расстоянии 1 м от контурной линии станка и 1,5 м от плоскости его фундамента (рис. 13). Затем определяют корректированный уровень шума в децибелах по шкале А. Эти две характеристики устанавливают при помощи шумомера и анализатора частот.

Рис. 13. Расположение шумомера относительно станка

Пользуясь определенными выше величинами, рассчитывают уровень звукового давления в полосах частот, приведенных к опорным радиусам со стандартными значениями 1; 3 и 10 м, и затем определяют корректированный уровень звуковой мощности по методике, ОСТ 2Н-40-75. Первые две характеристики ограничиваются с помощью нормативов. Уровни звукового давления в частотных полосах спектра не должны превышать значений, определяемых нормативной кривой предельного спектра (ПС) соответствующего номера (рис. 14). Сам номер нормативной кривой соответствует предельному уровню звукового давления для третьоктавной полосы со стандартной среднегеометрической частотой 1000 Гц; выбирают его в зависимости от суммарной мощности работающих приводов (мощность, кВт / номер кривой): до 1,25 / ПС-65; 1,25-4 / ПС-70; 4-12,5 / ПС-75.

Корректированный уровень шума по шкале А не должен превышать значений, определенных путем добавления 7 дБ к номеру нормативной кривой, соответствующей суммарной мощности приводов.

Рис. 14. Уровень звукового давления