Общие сведения о методах и средствах защиты от шума и вибрации

Классификация источников шума

Источники шума

Причинами возникновения шума в источнике могут быть следующие явления: ударное взаимодействие двух и более тел, трение взаимодействующих поверхностей, вынужденные колебания твёрдых тел, возникновение газовых вихрей у твёрдых границ потока, перемешивание газовых потоков при их движениях с разными скоростями, пульсации давления в гидравлических системах, действие переменных магнитных сил и т. д.

В зависимости от причин и характера возникновения шума все источники шума подразделяются на четыре основных типа:

1) механический;

2) аэродинамический;

3) гидравлический;

4) электромагнитный.

Механический шум обусловлен колебаниями деталей и их взаимным перемещением. Он вызывается ударами в сочленениях, силовыми взаимодействиями вращающихся масс, трением в соприкасающихся элементах и т. д. Возбуждение механического шума носит ударный характер, при этом в излучающих системах возбуждается весь спектр их собственных частот.

Интенсивность излучения и характер излучаемого спектра зависят от массы соударяющихся деталей, скорости соударения (скорости вращения, качения и пр.), модуля упругости этих деталей, площади излучения.

Механический шум возникает в зубчатых и цепных передачах, подшипниках, кулачковых механизмах, редукторах, роторах и т.д.

При значительных скоростях движения (соударения) спектр механического шума высокочастотный (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Спектры шума некоторых источников: 1 – выпуск ДВС; 2 – корпус ДВС; 3 – гидронасос; 4 – вентилятор; 5 – трансмиссия; 6 – всасывание ДВС

Причинами аэродинамического шума являются:

· периодический выпуск газа в атмосферу; этот шум называется сиренным (объёмным), так как типичным примером его возникновения является сирена; механизм этого шума также характерен для воздуходувок, пневматических двигателей, компрессоров, выпуска и впуска ДВС;

· возникновение вихрей и неоднородностей потока у его твёрдых границ, этот шум называется вихревым и характерен для вентиляторов, турбовоздуходувок, турбокомпрессоров, воздуховодов;

· возникновение отрывистых течений, которые приводят к пульсации давления (силовой шум); возникает в деталях воздуховодов (тройниках, изменениях сечения, дроссель-клапанах и т. д.);

· перемешивание потоков, движущихся с разными скоростями (шум свободной струи) вдали от твёрдых границ, вызывающее турбулентный шум, который преобладает в шуме выброса сжатого воздуха в реактивных струях.

Характер спектра аэродинамического шума, как правило, высокочастотный.

Причиной гидродинамического шума могут быть следующие явления:

· образование вихрей или неоднородности потока жидкостей вблизи твёрдых границ (вихревой шум);

· образование пульсаций давления при изменении сечения движения жидкостей;

· автоколебания упругих конструкций в жидкости (автоколебания в запорной арматуре и кранах, «пение» гребных винтов и др.);

· кавитация жидкости из-за потери ею прочности при уменьшении давления, что ведёт к образованию полостей и пузырьков, заполненных газами, при захлопывании которых возникает звуковой импульс.

Гидродинамический шум в основном носит средне- и высокочастотный характер.

Источником электромагнитного шума являются электромагнитные вибрации, которые вызываются пульсациями или вращающимися магнитными силами и моментами, действующими в воздушном зазоре электрической машины. Магнитный шум зависит от частоты и формы колебаний статора, виброскорости, величины и свойств излучающей поверхности. Характер спектра в основном низко- и среднечастотный.

Магнитный шум, например, трансформаторов создаётся его сердечником, на который действует периодически меняющаяся индукция, с частотой в основном 100 Гц. Из-за магнитострикционного эффекта периодически изменяется длина сердечника, в результате возникают его изгибные колебания, возбуждающие низкочастотный шум.