Зниження шуму та вібрації від компресорних установок на робочих місцях підприємств будівельної індустрії

Abstract

UK: Дисертація присвячена розробці методів та засобів, спрямованих на зменшення технологічної вібрації та шуму компресорних установок на підприємствах будівельної індустрії. Аналізуються умови праці на робочих місцях основних виробничих ділянок цих підприємств. Виявилося, що підвищені рівні шуму та вібрації є домінуючими шкідливими виробничими чинниками. Найпоширенішими джерелами цих чинників є компресорні установки. Основними причинами підвищеного рівня шуму та вібрації є незбалансовані ротори цих установок. Розглянуто наукові досягнення у галузі зменшення шуму та вібрації в джерелах походження, а також на шляху розповсюдження від джерела до об'єкта захисту в межах виробничих приміщень. Розглянуто методи балансування жорстких роторів, методи розрахунку покриттів, що поглинають шум, а також розташування шумових джерел та робочих місць у виробничих приміщеннях. Вперше розроблені та запатентовані методи та засоби вимірювання статичної та моментної неврівноваженості жорстких роторів, які засновані на вимірюванні частот (періодів) вільних коливань системи "маятникова рама - ротор", що дозволяє забезпечити безпеку вимірювання неврівноваженостей роторів. Розроблено два методи комплектування партії роторів модульного типу. Вперше запропоновано три варіанти оптимізаційної моделі з цільовою функцією та відповідними обмежуючими умовами. Розроблено два алгоритми для вирішення задачі: перший алгоритм заснований на випадковому пошуці (на методі Монте-Карло), другий - на основі парних перестановок елементів, що дозволяє знизити вібрацію та шум на робочих місцях. Розроблено метод обчислення комплексного звукопоглинального покриття приміщення, призначеного для зменшення шуму в зоні відбитого звуку. Розроблено спосіб розміщення та орієнтації джерел постійного шуму (технологічного обладнання) у виробничих приміщеннях.

RU: Диссертация посвящена разработке методов и средств снижения технологической вибрации и шума от работы компрессорных установок на предприятиях строительной индустрии. Проанализированы условия работы и выявлены причины повышенного шума и вибрации на рабочих местах в зоне действия компрессорных установок. Рассмотрены научные достижения в области снижения шума и вибрации в источнике возникновения, а также на пути распространения от источника к объекту защиты. Рассмотрены методы уравновешивания жестких роторов, методы расчета шумопоглощающих покрытий, а также размещения источников шума и рабочих мест в производственных помещениях. Впервые разработаны и запатентованы методы и средства измерения статической и моментной неуравновешенности жестких роторов, основанные на измерении частот (периодов) свободных колебаний системы «маятниковая рама-ротор». Выполнена оценка точности предложенного метода и устройства измерения статической неуравновешенности роторов с учетом влияния трения, нелинейности упругого элемента и измерительного прибора (частотомера). Оценка показала, что предложенные методы и средства измерения не уступают по точности существующим аналогам и представляют собой безопасную и экономически выгодную альтернативу. Разработаны два метода комплектования партий роторов, представляющих собой сборочную единицу модульного типа. Впервые предложены три варианта оптимизационной модели, с целевой функцией и соответствующими ограничивающими условиями, даны рекомендации по их выбору с учетом конструктивных особенностей крепления роторов и технологических особенностей производства. Представлены формы сопроводительных технологических документов на партию комплектующих элементов (модулей). Разработаны, соответственно, два алгоритма решения задачи: первый на основе случайного поиска (метода Монте-Карло), второй - на основе парных перестановок. Выполнена программная реализация и приведены статистические данные расчетов, свидетельствующие о сходимости алгоритма на основе метода Монте-Карло. Внедрение этих методов позволяет уменьшать неуравновешенность роторов как причины технологической вибрации и шума в источниках их возникновения, что позволяет снижать вибрацию и шум на рабочих местах. Разработан метод расчета составного звукопоглощающего покрытия помещения, предназначенного для снижения шума на пути распространения в производственную среду. Впервые предложена оптимизационная модель, разработан алгоритм решения на основе метода Монте-Карло, выполнена программная реализация и приведены статистические данные расчетов. Данные свидетельствуют о сходимости алгоритма, что позволяет достигать оптимальных решений за ограниченное количество циклов вычислений. Разработан метод размещения и направленности источников шума (оборудования) внутри производственного помещения, предназначенный для снижения шума на пути распространения от источников к людям. Впервые предложена оптимизационная модель и разработан алгоритм решения на основе метода Монте-Карло, который учитывает характеристики направленности источников. Выполнена программная реализация и приведены статистические данные расчетов, свидетельствующие о сходимости алгоритма. Выполнены экспериментальные исследования, подтверждающие теоретические результаты и возможность практической реализации предложенных методов измерения неуравновешенности жестких роторов, а также усовершенствованных методов размещения и направленности источников шума внутри производственного помещения. Это позволяет повысить безопасность на рабочих местах предприятий строительной индустрии при эксплуатации компрессорных устройств. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных методов и средств измерения неуравновешенности роторов на заводе железобетонных конструкций (г. Днепр) составил 125 тыс. грн.

EN: The thesis is devoted to developing methods and tools aimed at reducing technological vibration and noise of compressor units at the building industry enterprises. The thesis analyzes the conditions of work at the workplaces of the main production areas of these enterprises. It turned out that increased levels of noise and vibration are the dominant harmful production factors. The most common sources of these factors are compressor plants. The main causes of increased levels of noise and vibration are unbalanced rotors of these installations. The scientific achievements in the field of reducing noise and vibration in sources of origin, as well as in the process of distribution from the source to the object of protection within the production premises are considered. The methods of balancing hard rotors, the methods for calculating noise-absorbing coatings as well as the optimum location of noise sources and workplaces in industrial premises are considered. For the first time, the methods and means of measuring, respectively the static and short-term imbalance of rigid rotors, are developed and patented, which are based on measuring the frequencies (periods) of free oscillations of the "pendular frame-rotor" system. This ensures the safety of the process of measuring rotor imbalances. The thesis has developed methods for the furnishing of batches of rotors, representing an assembly unit of modular type. For the first time three variants of optimization model with a target function and corresponding limiting conditions are offered. Two algorithms for solving the problem are developed: the first algorithm is based on a random search (Monte Carlo method), the second one is based on pair exchanges of elements. This reduces vibration and noise in the workplaces. The method of calculating the composite sound absorbing cover of the room, designed to reduce noise in the way of distribution in the production environment, has been developed. The method of placement and orientation of sources of constant noise (technological equipment) inside the production premises has been developed.