Шум и вибрация на железнодорожном транспорте

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ОРЕНБУРГСКИЙ  ИНСТИТУТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего профессионального  образования

«Самарский государственный  университет путей сообщения»

ОрИПС – филиал СамГУПС

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине: «ФИЗИКА»

на тему:«Шум и вибрация на железнодорожном транспорте»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверила: Генворева Ю.А.

Выполнил:

Студент:

Биканов Ф.Ф.

курс «2» специальность «Л»шифр «ПСЖД»

4 ноября  2012г.

 

 

ОРЕНБУРГ 2012г.

Оглавление

Введение 3

ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 5

Шум грузового вагона 7

Защита от шума и вибраций. 8

Ограничение вибрации в источнике 8

Устранение износа и дефектов поверхности катания колес. 8

Упругие элементы в конструкции пути 10

Экранирование 11

Виброизоляция зданий 11

Шумовые эффекты 12

Влияние шума на организм человека 13

Допустимые уровни шума для населения 15

Методы и средства защиты от шума 15

Заключение 17

Список использованной литературы 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Известно, что железнодорожный  транспорт оказывает воздействие  на окружающую среду всех климатических  зон и географических поясов местности. Дана оценка влияния обьектов железнодорожного транспорта на окружающую среду.

Казахстан для дальнейшего  экономического развития и активного  внедрения в процесс международного сотрудничества должен использовать преимущества своего географического положения и направить все усилия для развития транзитного потенциала страны. Основная доля транзитных перевозок через Казахстан приходится на страны ближнего зарубежья. В существенной степени это является следствием роста торгового оборота между Россией и государствами Центральной Азии. Поскольку данные страны поставляют друг другу преимущественно сырьевые ресурсы, то для экономики Казахстана важно развивать транзитный потенциал в целях привлечения новых объемов перевозок. Прогноз показывает рост международных перевозок в евроазиатском направлении. Интеграция новых рыночных структур в европейскую экономику породила необходимость создания соответствующей транспортной инфраструктуры.

Таким образом, Казахстан  с его выгодным геополитическим  положением и огромным потенциалом пока не стал современным транзитным государством, отвечающим всем международным стандартам. Наряду с этим перед железнодорожным транспортом стоят ответственные задачи по уменьшению и предотвращению загрязнения окружающей среды.

Шумом является любой звук, мешающий восприятию производственных сигналов, речи и вызывающий неприятные ощущения. С физической точки зрения, шум — это совокупность звуков разной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени.Шум, вибрация и ультразвук имеют общее происхождение. В их основе лежат механические колебания твердой, газообразной или жидкой среды. Шумовые и ультразвуковые колебания передаются воздушной средой, в которой периодически возникают зоны сгущения и разрежения.Вибрация влияет на человека контактным путем, т. е. при соприкосновении с различными частями тела (местная вибрация) или при сотрясениях всего тела (общая вибрация).Влияние вибрации на человека зависит от частоты колебаний. Превышение допустимых норм и постоянное воздействие колебаний высокой частоты (свыше 35 Гц) могут привести к возникновению у работающих вибрационной болезни.

Для вибрационной болезни  характерны неприятные ощущения в области кистей рук (ночные боли, потеря чувствительности, ощущение ползания мурашек). Отмечается повеление пальцев при соприкосновении их с холодной водой. В последующем развивается мышечная слабость, боли распространяются по всей руке. Для тяжелой стадии вибрационной болезни характерны изменения в костях, суставах, тканях, нарушение деятельности нервной системы (появляются головные боли, головокружение, раздражительность, ухудшается внимание память, сон). Кроме того, отмечается повышение кровяного давления, нарушение деятельности желудочно кишечного тракта.Неблагоприятно действуют вибрации на человека (особенно на женский организм) при работе со шпалоподбойкой, так как вибрация в этом случае передается не только на руки, но и на весь организм. Запрещается пребывание работающих на вибростендах и вибростолах.При местной вибрации влиянию ее подвергаются отдельные части тела, например, пальцы рук. Происходит их онемение, разрастание костной ткани, появляются боли, наблюдается понижение температуры.Снижению и ликвидации вредного воздействия вибраций способствуют внедрение вибробезопасной техники, применение средств виброзащиты, разработка технологических процессов, обеспечивающих гигиенические нормы вибрации на рабочих местах.Предупреждает увеличение вибрации постоянный контроль за исправностью инструментов, машин, оборудования. Важное значение имеет введение режимов труда, регулирующих продолжительность воздействия вибрации на работающих.

         Любая железная дорога представляет собой отчужденную у природной среды полосу, искусственно приспособленную к движению поездов с заданными техническими и экологическими показателями. Для экологической системы, для природного ландшафта железная дорога является чужеродным элементом. Чем плотнее сеть дорог, тем выше интенсивность движения по ним, тем большую озабоченность проявляет общество в отношении их воздействия на условия человеческого обитания.   На долю железнодорожного транспорта приходится 80% грузооборота и 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования РФ. Такие  объёмы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов, и соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако по абсолютному значению загрязнение на железнодорожном транспорте меньше чем автомобильное. Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими причинами:

1. низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы;
2. широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);
3. меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами.

Но несмотря на перечисленные  позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется прежде загрязнением воздушной среды, водной и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Главной задачей проектировщиков  является не преодоление противодействия слепых сил природы, как это считалось раньше, а поиск путей согласования технических решений с природными факторами. Необходимо чтобы строительство дороги не ухудшало качество среды обитания, воздействуя на неё.

ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

 

 

Железнодорожный транспорт  – не развивается такими быстрыми темпами, хотя железная дорога играет не последнюю роль в грузовых и пассажирских перевозках. С каждым годом идет расширение сети железных дорог, увеличивается объём перевозок, что в свою очередь обеспечивает конкурентоспособность железных дорог. В связи с этим происходит увеличение скорости поездов, что соответственно вызовет рост шума, возникнут связанные с этим проблемы защиты от него, окружающей среды и самого человека.

Проблема с уменьшением  шума от железной дороги, является очень  актуальной, т.к. очень много испробовано  методов, и эти методы как оказались мало эффективны. Хоть и большинство железных дорог находятся за чертой населенных пунктов, это не решило всей проблемы, ведь железная дорога проходит через населенные пункты, что создает не удобства для проживающих и вызывает загрязнение окружающей среды. Самый большой шум создают грузовые вагоны, их переоснащение не представляет особых технических трудностей, но реализация соответствующих мер требует больших затрат. Все же очень многое делается для снижения шума от железной дороги, вот некоторые меры которые применяются: устранения износа и дефектов поверхности катания колес; шлифовка рельсов, уложенных в пути; повышение гибкости системы буксового рессорного подвешивания тележек; подрезиненные колеса; ограничение скорости движения поездов – это самый более эффективный способ. При снижении скорости движения поезда можно уменьшить уровень шума, обусловленного вибрацией грунта, и уровень вибрации примерно на 4-9 дБ на каждое уменьшение скорости поезда в 2 раза. Однако зависимость шума и вибрации от скорости движения меняется как с интенсивностью движения, так и с типом подвижного состава. Поэтому при движении грузовых составов снижение скорости может привести к изменению уровня демпфирования системы, а следовательно – к обратному эффекту и увеличению вибрации и шума, поэтому грузовые составы проходят на больших скоростях. Приходит необходимость установки вибро- изолирующих устройств и экранов, защищающих здания и сооружения.

Основными источниками  шума на железнодорожном транспорте являются движущие поезда, путевые машины, производственное оборудование.

Интенсивное движение поездов  вблизи линий жилой застройки, в  черте города, посёлка заметно ухудшает акустический климат населённых пунктов и жилых помещений. Распространённым источником  шума,  является локомотив. Общий шум дизельного тепловоза на расстоянии 0,5 м от корпуса и аэродинамического шума выхлопа на расстоянии 1м от выхода патрубка достигает 120 дБ.

Источниками интенсивного шума являются локомотивные, вагонные депо.

 

 Шумы технологического  оборудования можно ориентировочно  разделить на три категории:

1. умеренно шумное с суммарным уровнем звука не более 75дБ;
2. шумное 75-100дБ;
3. особо шумовое с уровнем более 100дБ.

Источниками вибрации на железнодорожном  транспорте являются такие технологические процессы как укладка бетонных смесей, производство крупнопанельных конструкций. А также движущиеся  поезда, механические колебания, которые они возбуждают. Так при следовании поезда через мост вибрации передаются через его основание, реку и рядом находящиеся объекты.

Можно предложить два противоположных  метода уменьшения шума, излучаемого  взаимодействием комплекса и рельса.

Первый из этих методов  сводится к максимально возможному уменьшению неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект достигается устранением неровностей у того из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подходе происходит снижение переменной составляющей силы взаимодействия колеса и рельса. Подобный метод дает наилучшие результаты на практике. Это предполагает текущее содержание поверхности рельсов в состоянии свободном от волнообразного износа и применение дисковых тормозов для уменьшения образования неровностей на бандаже колес. Возможно также применение некоторых типов колодочных тормозов, в которых чугунные колодки заменяются на тормозные колодки из композитных материалов, хотя эти колодки по-прежнему будут воздействовать на бандаж колеса. Такая замена колодок способствует уменьшению шума качения, так как на поверхности колеса не будут образовываться волнистые неровности.

При втором методе можно  попытаться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Наиболее очевидный способ заключается в увеличении демпфирования колес или рельсов. Такая попытка была сделана при поиске мероприятий по уменьшению скрежета колес при проходе кривых участков пути. Однако эта попытка не привела к сколько-нибудь значительному снижению шума при качении колес по прямолинейному или криволинейному участку пути большого радиуса. Причина неудачи этой попытки не ясна, но можно полагать, что трение, которое возникает в месте контактной вмятины, уже превышает значение дополнительно вводимого демпфирования.

Был испробован также другой метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического  экрана на кузове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее снижение шума составило 2 дБА. Сложность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать достаточно низкими для полного экранирования шума колес из-за жестких ограничений установленного габарита подвижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми устройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительному снижению шума.

Другим возможным решением является устройство протяженных акустических экранов вдоль пути. Однако возникает сомнение относительно эффективности акустических экранов, установленных близко к пути. Обычно акустические экраны эффективны лишь тогда, когда приблизительно их высота превышает длину волны звука, распространяющегося в направлении экрана. Следовательно, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума взаимодействия колеса и рельса, да и то лишь в том случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон.

Шум грузового  вагона

По эксплуатационным соображениям система рессорного подвешивания грузового вагона должна быть как можно более экономной. Последствия этого очевидны. Грузовые вагоны строятся относительно грубо, без должных мер, ограничивающих их дребезжание и грохот. Демпфирование системы рессорного подвешивания обычно недостаточно, и вибрации могут свободно передаваться кузову вагона. Причем вагоны шумнее при порожнем пробеге, чем при эксплуатации в груженом состоянии: груз приводит как к стабилизации массы, так и к некоторому демпфированию.

Могут быть предложены технические  средства уменьшения шума грузового подвижного состава до уровня шума пассажирских вагонов, но их реализация натолкнется на ряд препятствий. Исследования показывают возможность снижения уровня шума грузовых вагонов с помощью дисковых тормозов на 5 дБА. Однако обычно возникают, помимо соображений, связанных с модификацией тормозной системы, еще и другие веские аргументы в пользу сохранения чугунных колодочных тормозов. Изменения тормозного усилия в зависимости от скорости движения применительно к двум рассматриваемым системам тормозов значительно отличаются. Поэтому использование в эксплуатации грузовых вагонов с разными тормозами в одном и том же поезде не может быть допущено. Следовательно, эксплуатация международных грузовых поездов с обычным для них переформированием и разнотипностью вагонов требует того, чтобы у всех вагонов новых или старых, любой принадлежности была одна и та же тормозная система.