Trong quá trình làm việc của các môtơ, quạt gió, các máy và thiết bị gia công, các phương tiện vận chuyển v.v… do chuyển động và quay không cân bằng của các khối lượng, chế tạo không chính xác, sự hao mòn các chi tiết đã làm xuất hiện các dao động cơ học của các máy các bộ phận của nền nhà, công trình. Các dao động diễn ra với các tần số khác nhau. Ngoài ra, bề mặt rung động với các tần số cao (từ 16 đến 20000 Hz ) sẽ chuyền dao động của
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự giảm tiếng ồn sau màn chắn
M
ức
mình cho không khí tạo nên sóng âm, mức âm của nó phụ thuộc vào áp suất âm xuất hiện trong nó. Bằng các nghiên cứu đã xác định được giữa mức vận tốc dao động của các bề mặt và mức áp suất âm tiếng ồn không khí xuất hiện do dao động này có sự tương quan đối xạ.Vận tốc rung động càng lớn, mức ồn càng cao cũng như mức áp suất âm càng lớn.
Giảm sự lan truyền các dao động từ các máy tới bệ móng và tiếp đó tới nhà và công trình được thực hiện bằng phương pháp cách ly rung động. Giảm lan truyền dao động từ các bộ phận, bề mặt máy vào môi trường khí xung quanh - các phương pháp khử tắt rung và hấp thụ rung.
a- Cách rung
Thực tế tất cả các máy và thiết bị có rung động được lắp đặt trên móng lớn trên nền đất và không trực tiếp liền với các móng tường nhà. Ở trường hợp này tiếng ồn được xác định bằng tiếng ồn của chính các máy làm việc. Tuy nhiên việc giải quyết kết cấu này không phải luôn là khả thi. Số lớn các thiết bị được lắp đặt trên các tầng lớn hơn ở tầng nột, trên các tầng trung gian mở hay các kho chuyên dụng… trong việc bố trí này mức độ ồn được xác định không chỉ là tiếng ồn riêng mà còn đủ các dao động của các kết cấu treo của nhà có liên quan tới dao động của các thiết bị gia công.
Trong những trường hợp này cần thiết phải có các giá đỡ cứng được tăng cường như sử dụng kết cấu bê tông cốt thép. Sự giảm thiểu truyền dao động từ các máy tới các kết cấu giá đỡ và giảm dao động của chính bản thân máy đạt được trên cơ sở giữa các máy và giá đỡ các liên kết.
Hiệu quả khá cao là sử dụng các phần tử đàn hồi hay bộ giảm chấn. Theo nghiên cứu của GS. Kovtun E.G. [33,39] khi lắp đặt các máy cắt kim loại trên các gối cách rung ở sàn tầng một thì thực tế máy không ảnh hưởng tới tiếng ồn (mức độ ồn). Khi lắp đặt trên tầng 2 trên các giá cách rung mức
độ ồn tại đó được giảm đi 2dB, ở trong phòng tầng 1 giảm 10dB, trong phòng tầng 3 giảm 6dB.
Bộ giảm chấn được chế tạo ở dạng các xilanh thép hay lò xo đĩa, các đệm cao su hay phối hợp cao su và kim loại. Liên kết giữa gối với các đối tượng lắp đặt bằng liên kết bulông và giữa gối đỡ với nền bằng ma sát.
Ngoài việc sử dụng các lò xo và bộ cách rung chuyên dung, để giảm dao động có thể sử dụng trong sản xuất các tấm đệm từ các vật liệu đàn hồi: cao su, nỉ…
Việc lựa chọn các bộ phận rung, dạng kết cấu cũng như các kích thước của đệm cách rung không phải tùy ý mà phải được tính toán tỷ mỉ. Kích thước các đệm (dày, rộng, dài) được xác định trên cơ sở yêu cầu kết cấu kích thước và áp lực nén của nó.
Theo giáo sư Slavin I.I. độ lún của đệm cần thiết được tính: 6 2 9.10 h kn cm , (3.35) ở đây n- số vòng quay hay chu kì làm việc trong một phút của đối tượng lắp đặt trên đệm; k- hệ số cách rung, % 2 2 0 1 .100 k f f % , (3.36)
trong đó f- tần số lực kích thích,Hz; f0- tần số dao động riêng của hệ (máy và đệm), Hz.
Thường trị số f0 ở các giới hạn f0= (1/4 ÷ 1/3)f. Khi đó k = (6,65 ÷12,5)%.
Với biến dạng nhỏ, vật liệu đệm lót tính theo định luật Húc, ta có thể tìm được chiều cao của đệm h từ tương quan:
d n h h E ,
từ đây nd hE h . (3.37) Trong đó ε biến dạng tương đối; Eđ môđun đàn hồi động lực học; [σn] ứng suất nén cho phép của đệm kG/cm2.
Diện tích tiếp xúc của đệm n P S cm2 , (3.38) ở đây P- áp lực tĩnh tác dụng lên đệm, kG.
Mức độ giảm rung động phụ thuộc không chỉ vào vật liệu làm đệm lót mà còn phụ thuộc vào kích thước và phương pháp lắp đặt nó.
b. Giảm rung và tiêu rung
Giảm rung được dựa trên cơ sở giảm vận tốc dao động các bề mặt rung động mà không có sự chuyển đổi năng lượng dao động thành nhiệt. Thực hiện đơn giản nhất là tăng chiều dày và cuối cùng là trọng lượng của tấm dao động. Giải pháp khá hiệu quả là sử dụng trọng lượng phụ thêm. Khi đó có thể nhận được lượng giảm mức dao động (từ đó giảm mức độ ồn) từ 20 ÷ 25dB.
Hấp thụ rung động âm thanh kết cấu được thực hiện bằng giải pháp phủ lên bề mặt dao động các vật liệu hấp thụ rung động với hệ số tổn hao nội ma sát lớn. Khi đó năng lượng dao động của nó một phần chuyển thành nhiệt.
Chiều dày lớp bọc phủ thường lớn hơn chiều dày bề mặt kim loại bọc từ 2 đến 4 lần và theo trọng lượng đạt mức tăng 25%. Giảm mức độ ồn có thể đạt tới 8dB ở các tần số thấp, ở tần số cao có thể tới 12dB. Cho tới nay các nhà khoa học đã nhấn mạnh rằng, việc trùng khớp chính xác các kết quả tính toán lý thuyết và thực tế về hiệu quả của bộ thu dao động đối với giảm tiếng ồn là không có.
Theo các công trình [33,37,39] việc giảm tiếng ồn theo phương pháp hấp thụ rung động được định hướng cho giảm mức độ ồn còn không có giảm áp suất âm theo các dải tần số ôcta:
1 1 2 20 n P L l dB. (3.39)
Trong đó η1, η2- các hệ số tổn hao rung động bề mặt trước và sau khi đưa vào các lớp hấp thụ rung
Trị số η2 đối với tương quan chiều dày lớp phủ và chiều dày vật liệu thép ở khoảng 2 ÷ 4 được tìm theo tương quan:
2 2 3 p p M M E h E h (3.40)
ở đây η3 - hệ số tổn hao rung động trong các lớp; Ep,EM môdun đàn hồi động lực học của lớp phủ và thép, kG/cm2; hp, hM - chiều dày lớp bọc phủ và bề mặt kim loại rung động.
Từ các biểu thức (3.39) và (3.40) thấy rõ là môdun đàn hồi qui đổi của vật liệu càng lớn, hiệu quả giảm rung tạo tiếng ồn của vật liệu càng lớn.
Tóm lại: Cơ sở lý thuyết về tiếng ồn, những giải pháp chung trong lĩnh vức chống tiếng ồn công nghiệp đã được phân tích, đề xuất trong nhiều công trình khoa học.
Những luận cứ, luận điểm mà chúng tôi tổng hợp được ở chương 3 sẽ là những cơ sở định hướng cho triển khai nghiên cứu giảm tiếng ồn sản xuất của một số máy gia công gỗ tại các cơ sở sản xuất lựa chọn.
Chương 4
NGHIÊN CỨU GIẢM TIẾNG ỒN SẢN XUẤT CỦA CÁC MÁY GIA CÔNG GỖ