Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Endüstriyel Gürültü Kontrolü Dersi Yrd. Doç. Dr. Kadir Çavdar le İmalat Fabrikasında Gürültü Kontrolü Projesi Hazırlayan: Makine Müh. İlyaz İDRİZOGLU 500810025 -Mayıs 2009- Problem: Yerleşimi Şekil-1 de şematik olarak gösterilen bir presle imalat fabrikası ile ilgili olarak elimizde aşağıdaki bilgiler mevcuttur: Aralık Panç Tez. A B 7 tane 800 tonluk hidrolik pres, bir de panç tezgahı bulunmaktadır. İşçilerin bulunduğu yerlerdeki (şekilde A ile gösterilen noktalar) ses düzeyi 100 db(a), orta noktadaki ses düzeyi de (B noktası) 95 db(a) olarak ölçülmüştür. Öte yandan, teknik personelin bulunduğu bürodaki ses düzeyi de 80 db(a) dır. Panç tezgahı her zaman devreye girmemekte, çalıştığı zaman da işçinin olduğu noktada 125 db(a) lık bir ses düzeyine sebep olmaktadır. İşçiler bir sac platform üzerindedirler. Bu sac platform büro ve atölyeyi ayıran beton duvara değmemekte, arada 1cm lik bir boşluk bulunmaktadır. lerin altında çelik konstrüksiyondan imal edilmiş bir yapı vardır. Böylece, imalat sırasında artan talaş, yağ vs. toplanabilmektedir. Fabrikanın tavanı preslere göre oldukça yüksek olup bol miktarda camla kaplanmıştır. Bu şartlara göre: 1. Bu ortam için gürültü kaynaklarını tespit edip, gürültü problemini tanımlayınız. 2. Ses oluşum zincirini çiziniz. 3. Hangi noktalarda problemler olabileceğini belirtiniz. 4. Hangi noktalarda önlemler alınabileceğini belirtiniz. 5. Sonuç olarak, işçilerin ve teknik personelin gürültüden olumsuz yönde etkilenmemeleri için ne tür önlemler alınabileceğini belirtiniz. BÜRO Beton 2 m 1 cm 1 m 4 m Sac Platform Şekil-1: Fabrikanın yerleşim planı. Aralık 1
GÜRÜLTÜ PROBLEMİ: 1. Akustik, Ses Akustik Yunanca bir kelime olup duyma ile alakalı veya ses ile alakalı anlamlarına gelmektedir. Ses dalgalarının oluşumları ve yayılmalarındaki fiziksel ve fizyolojik olayları inceleyen mekaniğin bir uğraşı koludur. Ses denince; elastik bir ortamda (katı, sıvı veya gaz), ivmelenme hareketleri gibi zamansal olarak değişen kuvvetlerin oluşturduğu mekanik titreşimler anlaşılır. Ortamın niteliğine göre ses; gaz formundaki malzemelerde hava sesi, katı malzemelerde gövde sesi ve akışkan malzemelerde akışkan sesi olarak adlandırılır. Hava sesi, doğrudan insanın duyusuna hitap ettiği için gövde ve akışkan sesinden farklıdır. Çeşitli uyarıcılar tarafından oluşturulan mekanik titreşimler; gövde üzerinden yatağa gövde sesi olarak iletildikleri gibi gövdenin üzerinden insan kulağına kadar ulaşan hava sesi şeklinde de yansırlar. Bu hava sesi ortamın duvarlarına çarpar ve tekrar yansır. Bu çarpma esnasında enerji dönüşümü olur ve bir miktar ses enerjisi ısı enerjisine dönüşür. Kalan ses enerjisi yine insan kulağına ancak bu kez yansımış hava sesi olarak ulaşır. Aynı şekilde yatağa iletilmiş olan gövde sesinin yatağın üst yüzeylerinden yansıyan bir hava sesi bileşeni de vardır. 2.Gürültü "İnsanı rahatsız eden ses" olarak tanımlayabileceğimiz gürültü kavramı insandan insana göre de değişim göstermektedir. Bazı insanlar için yüksek sesli metal müzik "gürültü" olmasına rağmen bazı insanlar bu müziği zevkle dinlemektedirler. Bu nedenle, gürültü kavramını "insan kulağına zarar veren ses" olarak tanımlamak en doğru olacaktır. Sesi değerlendirme kriterleri mümkün olduğunca subjektif olmaktan çıkarılmalı ve net şekilde ortaya konmalıdır. Bu nedenle çalışma normlarında verilmiş olan ses seviyelerini gürültü sınırı olarak almak en uygunu olacaktır. Düşük ses seviyelerinin etkileri genellikle subjektif olup insana göre değişir. Ancak 85 db(a) değerinin üzerindeki ses seviyeleri subjektif olmaktan çıkar ve artık işitmeye zarar verecek hale geldiğinden artık her insan için bu ses gürültüdür. 2
PRESLE İMALAT FABRİKASI İÇİN GÜRÜLTÜ KAYNAKLARI: 1. 7 tane 800 tonluk hidrolik, 2. 1 adet Panç tezgâhıdır. SES OLUŞUM ZİNCİRİ: le imalat fabrikasında ses oluşum zinciri incelemesi: 1. Katı malzemelerde gövde sesi; 2. Gaz formundaki malzemelerde hava sesi; lerin ve Pançın çalışması sırasında: HAVA SESİ: lerin ve Pançın mekanik aksamlarının çalışması esnasında oluşan ses, Gövdeye, Gövde sesi olarak geçer. Ortam boşluğuna ise Hava sesi olarak geçer. Hava sesi Alıcı (insan kulağına), doğrudan gelen hava sesi ve Yansımış hava sesi olarak gürültü oluşur. 3
GÖVDE SESİ: Gövde sesi, Sac platform üzerinden iletilerek duvar ile sac platform arasında 1cm boşluk olması dolayısıyla ses iletimi havadan devam eder. Gövde sesinin iletimi İkincil hava sesi, Gövdeden yansımış hava sesi ve Sac Platformun titreşimi etkisiyle Gövde ve Hava sesine ilave olan ses olarak, Alıcı (insan kulağı) için gürültü oluşturur. Önemli bilgi olarak Sac Platformun duvarla bağlantısı aradaki 1cm lik boşluk nedeniyle yapılmamıştır. Bu gürültü miktarını düşürücü bir uygulamadır. Bağlantı olduğu taktirde ses iletimi duvara da geçerek daha büyük alandan sesin gürültüye katkısı olacaktır. in çalışmasında gelen titreşim Sac Platformu da titreştirerek rezonans aralığına girmesine neden olabilir. Rezonans aralığına girdiği zaman Sac Platformdan da gürültü oluşacaktır. Giriş kapısı aralığı ve sağ yan taraftaki yedi aralık nedeniyle gürültü dış alana doğru iletilir. hanenin şu noktalarında ses seviyesi işçiler ve teknik personel için olumsuz sonuçlar verir: -İşçilerin bulunduğu yerlerdeki (şekilde A ile gösterilen noktalar) ses düzeyi 100 db dir. -Orta noktadaki ses düzeyi de (B noktası) 95 db(a) olarak ölçülmüştür. -Panç tezgâhı çalıştığı zaman işçinin olduğu noktada 125 db(a) lık bir ses düzeyine sebep olmaktadır. -Teknik personelin bulunduğu bürodaki ses düzeyi de 80 db(a) dır. Gürültülü iş yerlerinde insan sağlığı için problem teşkil edecek ses seviyesi 85 db olarak belirlenmiştir. Bu ses seviyesine göre resimdeki bölgelerde ses seviyesini düşürücü önlemler alınması gerektiğini görüyoruz. 4
SES SEVİYESİNİ DÜŞÜRÜCÜ ÖNLEMLER ŞUNLAR OLABİLİR: 1. Basit olarak köşeli şekilde imal edilmiş bir dişli çarkta, kuvvetler bir dişli çarktan diğerine nakledilirken çarpmalar (sert darbeler) oluşur. Bunun sonucu olarak da mekanizma yüksek değerli bir yüksek frekans ses kaynağı olarak çalışmaya başlar. Dişlerin köşeleri yuvarlatılırsa; dişler üzerinden kuvvet nakli daha uzun bir zamana yayılır, darbe ve ses oluşumu da azaltılır. 2. Şekli verilen iki dişli çarkın taksimat daireleri aynı ancak diş sayıları farklıdır. Bu çarklar aynı hızda dönüyorsa; daha az dişe sahip olan çark daha düşük frekanslı ses üretir. Helisel dişli çarklar da düz dişli çarklara göre daha sessiz çalışırlar. 3. hanede bu önlem düşünülmüştür, fakat bu tür benzer uygulamalara örnek olarak bu önlem kesinlikle düşünülmelidir. Ses kaynağı ile bu kaynaktan çıkan sesi yansıtan yüzey arasında mesafe ne kadar küçük olursa yansıyan ses de o kadar büyük olur. Bu nedenle ses kaynağının en uygun olmayan konumu hacmin köşeleridir, çünkü burada çakışan üç düzlem vardır. En iyi konumlandırma ise tüm yüzeylere eşit olarak seçilendir. 5
4. lerde imal edilen çelik parçalar band yardımıyla toplama kabına taşınmaktadır. Özellikle toplamı kabının boş olduğu hallerde düşen çelik parçalar yüksek sesler oluşturmaktadır. Aynı zamanda parçalar banda yerleştirilirken de ses çıkarıyor. Tüm bunları gidermek için hem bandın yüzeyi hem de parçaların toplandığı kutuların alt yüzeyi plastik, lastik veya yumuşak bir malzeme ile kaplandığı zaman parçalar düşerken oluşan çarpma etkisiyle çıkan ses giderilmiş olur. 6
5. lerde olduğu gibi ses kaynaklarının ağır ve rijit temellere monte edilmeleri iyi sonuçlar verir. 6. Bir hidrolik presin hemen yanına prese ait hidrolik ünite konumlandırılmıştır. Pompanın neden olduğu titreşimler tüm makineye taşınmaktadır. Bu gövde sesi de kuvvetli hava sesine neden olmaktadır. Gürültü Azaltma Önlemi: Pompa sistemi presten ayrılır ve çerçeve üzerinde, rijit bir temele monte edilir. Yağ ile olabilecek ses nakli de akışkan ses damperi kullanılarak azaltırlır. 7. Bir Kayış-Kasnak mekanizmasında geniş seçilmiş olan kayışın titreşimleri önemli değerde sese neden olur. Gürültü Azaltma Önlemi: Geniş kayış aynı işleve sahip çok sayıdaki dar kayışa bölünür. Böylece kayışın üst yüzeyinden yayılan ses azaltılmış olur. 7
8. Makinenin titreşimlerinin izole edilmesi aşağıda şekillerde verildiği gibi ses yansımasını düşürebilir. Makinenin özellikle hareketin oluştuğu bölgeleri öncelikle izole edilmelidir. Titreşim izolasyonu için amaca göre farklı malzeme ve formdaki yaylar kullanılır. İç sönümlemesi yüksek yaylar arasında doğal malzemeden mantar ve doğal kauçuk sayılabilir. Sentetik kauçuk veya özel plastikten imal edilmiş yayların ise iç sönümlemeleri daha büyüktür. Yaylardan sık sık titreşim sönümleme ve izolasyon işlemlerinde yararlanılır. 8
9. Bir makinenin titreşim izolasyonu, eğer gövde sesi bağlantı noktalarından yağa, elektrik tesisatına veya suya iletiliyorsa etkisiz kalır. Bu nedenle bağlantılarda esnek elemanlar kullanılarak titreşimlerin iletimi engellenmelidir. 10. Aşağıdaki resimde birçok otomobil fabrikasında olduğu gibi tavana ses yutucu plakalar monte edilebilir. 9
11. Büyük, titreşen plakalar bir pompa pistonu gibi hareket ederler, havayı bir o tarafa bir bu tarafa sıkıştırarak ses oluştururlar. Bazı durumlarda, delikli plakaların kullanılması gürültünün azaltılmasına katkı sağlar. Delikli plakalar "yoğun" değillerdir, yani titreşim sırasında havanın bir o tarafa bir bu tarafa gitmesini engellerler, hava bu deliklerden geçer ve daha az ses oluşur. Süzgeçler, kafesler ve dar plakalar da delikli plakalar gibi benzer etkiye sahiptirler. 12. Bir presteki ana ses kaynağı kayış kasnak mekanizmasını örten koruma plakasıdır. Bu örtü genellikle rijit bir saçtan yapılır. Gürültü Azaltma Önlemi: Koruma plakası yerine tel kafes kullanmak ses yansımasını azaltır. 10
12. Ses emici ara bölmeler, delikli karo, ses emici levhalar kullanılması ile ses yankılanması engellenerek makinelerin aynı ortam içinde çalışmasından kaynaklanan gürültü engellenebilir. 13. İşçilerin üzerinde durduğu sac platform beton duvara değmemekte, arada 1cm lik boşluk bulunmaktadır. Buna ilaveten pres ve sac platform arasına da 1cm lik boşluk bırakırsak preslerden gelen titreşimin sac platform üzerine etkisi olmayacaktır. Bu sayede sac platform titreşimden dolayı rezonansa girmeyecek ve bundan kaynaklana gürültü oluşmayacaktır. Titreşen büyük plakalarda sadece düşük frekanslı özgül titreşimlerin sönümlenmesi zordur. Plakanın rijitliğinin arttırılması yoluyla rezonans bölgeleri daha yüksek frekanslara çıkartılabilir, böylece sönümleme daha kolay olur. Sac platformun rijitliğini artırarak rezonansa girme aralığını yukarılara çekmiş oluruz. Bu nedenle rezonanstan dolayı oluşabilecek ses yükselişinin önüne geçmiş oluruz. (Resimde 1cm lik boşluk görsel olarak fark edilmesi için abartılı çizilmiştir.) 11