Transcript INGEMANSSON AKUSTIK - Ljud & Vibrationer

Bullerbekämpning i
vedhanteringsanläggningar
!
!
!
!
i
,
i
INGEMANSSON AKUSTIK
Bullerbekämpning i
vedhanteringsanläggningar
Av Lars Landström, Ingemansson Akustik i Göteborg.
I denna artikel redovisas vilka bullerdämpande åtgärder
som kan utföras vid renserier, en av cellulosaindustriens
mest bullrande anläggningsdelar.
Vid projektering av ett renseri med avseende på buller
kan omfattande åtgärder utföras i byggnadskroppen för
att förbättra bullersituationen för de anställda. Eftersom
denna typ av åtgärder tidigare i denna tidning har behandlats av norske Stoykommittens meddelande, redovisas i artikeln endast exempel på bullerdämpning av vedhanteringsanläggningens utrustning.
Ingemansson Ingenjörsbyrå AB
eller i dagligt tal Ingemansson
Akustik är Europas största och
äldsta konsultfirma i akustik.
Företaget som startadas /956 arbetar med alla typer av ljudproblem. Sedan starten /967 har
företagel varit ljudkonsulter åt
«Arbetsgruppen mot buller inom
cellulosa- och pappersindustrin»
som är den svenska motsvarig-
heten till Norges «Steykommitte». För den svenska arbetsgruppens räkning har man tills idag
Inledning
Man kan tveklöst påstå att ett ved-
arbetsvillkor har förändrats och
kommer även framledes att föränd-
renseri innehåller några av de mest
bullranda maskinerna inom he Ja
cell ulosaindustrin. Detta medför att
ras genom att arbetsmiljön fått alltmer ökad betydelse.
Detta har bl a lett till att driften i ett
arbetsplatserna ofta är kraftigt bul -
modernt renseri idag ofta övervakas
lerbelastade men också att störningar till fabriksområdets omgivningar är vanliga.
Den strävan efter att utnyttja
skogråvarorna i högre utsträckning
än tid igare, som i dag genomsyrar
branschen, har medfört stora förändringar. Skogsbruket har mekani ·
serats - transporter och vedbehandting har rat ionaliserats. Personalens
från
B l h m ~'k "ltuno
100 - 1 10 dBIAI
ett
centralt
väl
publicerat ett 40-tal rapporter om
projekteringsanvisningar tör olika maskiner och anläggningsdelar ; denna bransch.
Företaget medverkar och har
medverkat vid i stort sett samtliga
nyprojekteringar av pappersbruk
och cellulosaindustrier under de
senaste tio åren j Sverige .
ljudisolerat
manöverrum . För underhållsperso-
nai som ofta går från den ena bull-
Företaget hjälper kontinuerligt
rande arbetsplatsen till den andra är
dock bu llersituationen oförändrad .
cellulosaindustrier i hela Norden
att genomföra bullerdämpande
Trots att man således satsar hårt på
ökad automatisering av driften och
därmed får mindre personal som direktexponeras för buller, är det viktigt att man försöker driva utvecklingen mot tystare maskinenheter.
Genom att utrustningen blir tystare
åtgärder så väl i den interna miljön
som att sänka ljudutstrålningen
till omgivande bebyggelse.
kan även byggnadskostnaderna i
dB(A) skall innehållas vid alla arbetsplatsar.
Som framgår av figur 1 innehålles
renseriet minskas. Idag måste ma-
denna ljudn ivå idag inte någonstans i
skiner byggas in och öppningar i
byggnaden utformas med ljuddämp-
ett renseri. I allmänhet ligger ljudnivån 95-110 dB(A). Dessa höga ljud-
ning.
Nuvarande bullersituationer
nivåer medför att man idag i allmänhet är tvungen att placera maskinutrustningen inomhus för att inte er-
95 - 110 d!l(AI
Såväl i Norge som i Sverige
är målet att i första hand ljudnivån 85
hålla störningar till omgivande bebyggelse. Detta förutsätter dessutom
Kap bor d
Område
f l" b l å S ~ "'\1
75 - 85 dBIAJ
H~g \l "' "'~ I "
95 - 1l0dBIAI
B' fkl, ~ "'m" _+-.~"..j
Kveld kl. 18-22
95 - 105 dlllAi
~I§
gj~
4:
~~
T'uok
Boligområde og område med undervisningslokaler
Område som benyttes tiI hyttebebyg gelse og rekreasjonsformål,
sykehus/sykehjem . . . . . . . - . . . .
Dag
kl. 05-18
samt son- og heJlig-
Natt
dag kl. 05-22
kl. 22-D6
50
45
40
40
35
35
80 - 95 dBIA)
Figur 1. Exempel på ljudnivåer I modern
vedhanteringsanläggning.
Figur 2. Immissionsnivåer enligt myndigheternas riktvärden (Statens Forurensnlngstilsyn, 1975).
inom och utom företaget blir engagerade. För att resultatet ska bli tillfredställande måste de organisatoriska rutinerna vara fastlagda.
I nyprojekt är det vanligt att företagets skyddchef fungerar som samordnare av arbetsmiljöfrågorna. Genom att delta i referensgruppmöten ,
projekteringsmöten av teknisk karaktärsamt hålla kontakt med interna
och externa konsulter får man en
kontinuerlig bevakning av bullerfrågorna.
B!Hl5 dB(A)
Barkningslokal inklu sive huggrum,
sl iprum
Det finns möjfighetar att
bullerdämpa utrustningen
90 dB(A)
Bläsmaskinrum, fläktrum
75 dB(A)
50 dB(A)
Truckh ytt
Manöverrum
Truckar
I Sverige gjordes omfattande buller-
Figur 3. Exempel på målsättningsvärden.
att renseri lokal ens tak och väggar
har god ljudisolerande förmåga .
Allmänna synpunkter på
bullerbekämpningsarbetet
I äldre anläggningar förekommer det
att kraftigt bullrande maskiner som
huggar, blåsmaskiner och bark ningsaggregat är placerade utomhus, helt oskyddade mot omgivningen . Med normala avstånd till bebyggelsen (200-1000 m) erhålls immissions nivåer som är helt oacceptabla enligt myndigheternas riktvärden. Se figur 2.
Vid projektering av nya anlägg ningar måste man därför förutsätta
att den fasta maskinparken ställs upp
inomhus.
Naturliga skärmar som byggnader,
flisstackar etc bör om möjligt utnyttjas för att minska ljudspridningen i
känsliga riktningar.
Skall man nå en radikal förbättring
av såväl den interna som externa
bullermiljön är det mycket viktigt att
man redan på planeringsstadiet tar
hänsyn till dessa frågor. Den ambition som ställs upp vid inledningen
av projektet måste sedan bevakas
under hela projekteringstiden eftersom en enda miss kan vara ödesd iger
för bullermiljön i hela lokalen. Exempel på målsättningsvärden för olika
lokalutrymmen framgår av fig . 3.
2
Bullerfrågor måste behandlas i alla
planeringsstadier
Genomförandet
av
bullerdämpningsåtgärder medför ofta att ett
flertal personer (avdelningar) både
dämpande åtgärder på truckar redan
1971 . I den svenska arbetsgruppen
mot buller inom cellulosa- och pappersindustrin meddelande nr 18 re dovisas hur en vedgårdstruck av typ
Hough Paylogger bullerdämpades
ca 10 dB (A). För att nå detta resultat
krävdes en omkonstruktion av avgasljuddämparen samt en ljudisolerande kringbyggnad av motorn .
åtgärder
kompletterades
Dessa
dessutom med ljudfällor fö r intag
och utsläpp av kylluft. Med utgångspunkt från bl a resultaten av åtgärderna på denna truck kan de flesta
fabrikanterna idag leverera truckar
som ligger runt 80 dB (A) på 7 meters
avstånd (standariserat mätavstå nd) .
Ofta krävs dock med hänsyn til l
myndigheternas krav ännu lägre
.~q' _.J;J.
. .
9
~
.
. . _o_ . .J.
'.
2
3
f
.
2"
,
Figur 4. Bullerdämpande åtgärder på befintlig vedgårdstruck.
1
2
3
4
BaHeljudfätla för kylftäkten
Avgasljuddåmpare
AbsorptIonsdel
Reaktiv del
5 Övertäckning BV hydraulpump med gummiduk med Invändig ljudabsorbent
6 LJudabaorberande skArm för kylluftutlopp
7 Perforerad plåt (min 20 % hAlarea)
8 MIneralull
9 Plåt
.
-=:-.~.7~
:1
,
; ~ ~'. ;,
,
9
Relativ Ijudniyå
RelatiY Ij udniYå
dB
dB
15
15
10
10
.
h
HOjdandnng ~
5
,
5
eller massaandnng m l
Hastlghetsforandri ng ~
m,
2
4
"
B
2
4
B
Figur 5. Ljudnivåns beroende av stockvikt, fallhöjd och kollisionshastighet.
ljudnivå (70-75 dB(A)). För att nå
dessa lägre värden krävs att Ijuddämpn ing beaktas vid truckens konstruktion. Såvitt känt kan ingen
truck leverantör idag presentera resultatet 75 dB(A) eller lägre, på 7 m:s
avstånd . Man kan således konstatera
att utvecklingen inom detta område
stått förhållandev is stilla under senare år.
De åtgärder som med gott resultat
utförts på befintliga truckar framgår
av figur 4.
Trots att ljudnivån i förarhytten på
moderna truckar är 80--ll5 dB(A) har
den största förbättringen skett här.
Genom att täta och i gö rligaste mån
avskilja hytten från övriga trucken
har ca 10 dB(A) Ijudnivåsänkning erhål lits jänfört med äldre anlägg ningar.
Med hänsyn ti ll kommunikationskrav bör ljudnivån i förarhytten
ej överstiga 75 dB(A).
änd ras en ligt de samband som framgår av figur 5.
Rel. bullernivå dBIA)
Stötyta , utf.
Q)
l
Mp.1
Mp .2
o
o
-2
-7
-4
-10
-6
-14
-6
-11
-16
-19
-18
-21
l
~1?ltI2222I?1?11224
20 mm stålplåt
o i=~
20 mm stålp låt
[
=:b_1=j;(;==~1
PI]
Vedtransportörer
Att ställa ljudkrav på leverantörer av
inmatingsbord och transportörar
kan vara problematiskt eftersom
dessa maskinelement är tysta och
avstrålar buller först när de träffas av
fallande stockar. Eftersom detta
buller dock har betydelse såväl för
personalen som för omgivningen är
det viktigt att leverantören åläggs
välja konstruktioner med hänsyn til l
Ijudalstringen .
Det som bullrar i en vedtransportör
är i första hand stockarnas kollisioner med varandra och med stötytor.
Vid konstruktionen av tysta vedtransportörer kan därför följande
riktlinjer nyttjas :
- Minska stockarnas rörelseenergi
vid kollision med stätytor.
Rörelseenergin beror på stockarnas massa och hastighet, där massan
är given, medan däremot kollision hastigheten är påverkbar.
Mätningar visar att ljudnivån för-
Man bör således undvika fria
stockfall. Minska stockarnas hastighet genom mekan isk frikt ion mot
kedjor, gummiband etc.
- Minimera stötytornas vibrationsbenägenhet
Då stocken kolliderar med plåtytan
sätts plåten i svängning och utstrålar
s k stomljud.
Erfarenhetsmässigt vet man att
olika material, som utsätts för vibra tioner, inte utsänder ljud av samma
karaktär och styrka. Ett slag på en
stålplåt ger t ex en kraftig klang under en viss tidsrymd medan en blyplåt istället ger kortvarigare, dovare
buller av betydligt lägre styrka.
Stomijudaistringens styrka och
klangtider är ett mått på materialets
10: 100 C 600
V ? ? l ??????? ???!
,
l
30 mm
o
stålp låt
"-pr----'-----I
Q=Plj
5
I...JJ
1
1
' -
10
k
80
Motplåt t
®
1
=3 mm
L
I
LDämpmassa . AB W l
Becker typ TK 301-5505
® f--"~f--/
----'11'--1:
2
Ga l ler 10
k
100 C 300
Figur 6. Relativ ljudutstrålning från olika stötytor. Resultat av praktiska förspk.
inre förluster . Hög förlustfaktor
medför alltså läg Ijudavsträlning.
Inspänningen av den stötuppta-
gande ytan päverkar ocksä den totala
förlustfaktorn. Uppstyvningar minskar ljudavstrålningen. Exempel och
bullermätningar av konstruk tio ner
som ger bullerdämpn ing framgår av
figur 6.
Resultaten av mätningarna visar
att likvärdig ljuddämpning kan erhållas genom sandfyllnad och med
san dwichkonstruktioner . Aven ge-
nom att öka plåttjockleken och göra
förstyvningar kan en väsentlig bullerreduktion erhållas.
Den klart bästa lösningen är dock
att invändigt bekläda stötytor med
tjockt slitgummi.
- Utför stötytorna små och styva
En stötyta utformad som ett galler
av stående platt järn är mycket styv
och varje fyrkantigt platt jä rn mellan
infästningarna har dålig Ijudavstrå lningsförmåga p g a si n ringa storlek
och styva infästning .
Som framgår av figur 6 ger denna
lösning mycket bra dämpning .
Genom det höga kontakttrycket
mellan stock och stötyta ger trävirkets deformation en fjädrande
uppbromsn ing av stocken och där-
med lägre stötkraft.
De flesta av de i figur 6 redovisade
konstruktionerna finns idag i någo n
form applicerad på flera cellulosain dustrier både i Sverige och Norge.
Framförallt
konstruktioner med
sandfyllnad och gummiinklädnad
fungera r praktiskt mycket väl.
RenserIIokaiens bullerkällor
Den praktiska erfaren heten av buJ lerdämpning av renseriets maskinutrustning är begränsad . Idag
pågår dock utvecklingsarbete på
denna si da och under det senaste
året har en del interessanta resultat
och erfarenheter framkommit.
I figur t gavs exempel på ljudnivåer
i ett modernt vedrenseri med barktrumma och hugg . Figuren visar att
ljudnivån är hög i hela lokalen. Den
högsta nivån i ett renseri uppmäts i
allmänhet framför huggmaskinens
intagsöppning. Intill barktrumman
brukar ljudnivån ligga vid ca 100
dB(A).
Barktrummans buller kan dämpas
I januari 1977 presenterade den
svenska arbetsgruppen ett förslag till
butterdämpning av barktrummor,
meddelande nr 35. Förslaget var att
man invändigt skulle klä barktrumman med slitgummi, se figur 7. Iden
hade sedan flera år tillämpats i t ex
gruvindustrin.
Figur 7. Barktrummor kan dämpas ge·
nom att vedlyftarna utförs I gummi (ny·
konstruktion) eller beklädas med gummi
(bet. konstruktion).
Redan i slutet av 1977 gjordes
praktiska försök med gummiinfodring av delsegment i befintliga
barktrummor.
Idag finns ett antal helt gummiin-
manteln för uttag av bark.
En svårighet är att gummi har
högre friktionskoefficient än stål (ej
helt fuktat gummi) vilket innebär
ändrad genomloppshastighet och
fall geometri för veden. Detta medför
att ändring av lutningsvinkel och
trumhastighet kan bli aktuell vid
dessa trummor. Eventuellt kan
trumman göras kortare p.g.a det
bättre barkningsresultatet.
fodrade barktrummor, som exempel
kan nämnas:
•
•
Mackmyra Cellulosaflis, Sverige
MoDoeeli Husums fabriker,
Sverige
• Sande Tresliperi , Norge
• Union Co Skotfoss, Norge
Den största fördelen med slitgummiinfodring är naturligtvis att slitagekostnaderna på barktrumman
minskar radikalt. En annan fördel är
att ljudutstrålningen från barktrum -
Mätresulta t
Noggrann uppföljning av den bullerdämpande effekten har utförts vid
barktrumma 8 vid MoDoeelI Husums
fabriker. Här hade man möjlighet att
göra bullermätningar före resp. efter
man minskar. Den största ljuddäm -
montering
pande effekten erhålles i de partier av
samband med denna åtgärd bytte
man även tak i renseriet vilket gav en
barktrumman som inte är slitsade i
av
gummiinfodring.
I
Projekteringsanvisningar
Sammanfattningsvis kan
kon-
stateras att gummiinfordring av
barktrummor är den domineran-
de men inte den enda åtgärd som
har betydelse för att minska Ijudutstrålningen från barktrummor.
T.ex. har mantelytans tjocklek
och därmed trummans styvhet
också betydelse.
Följande principer för bullerdämpning av barktrummor kan
uppställas:
• Tillverka trumman i styv kon-
Tabell 8. Ljudnivåer I mätpunkterna A-G för olika driftfalI
DRIFTFALL
MÄTPUNKT
NR
A
B
C
D
E
F
G
1
2
3
4
5
6
98
95
87
89
92
94
98
99
89
90
94
95
101
100
91
92
95
97
102
99
92
94
96
97
102
99
92
94
94
99
103
103
93
96
95
99
69
68
62
67
65
67
struktion
•
•
Välj gummiinfodring
Undvik .slitsad mantel i hela
trumman
• Välj låg trumhastighet, arbeta
med hög fyllnadsgrad
• Bygg in slitsade delar samt inoch utmatningsöppningar
• Vibrationsisolera barktrumman
från övriga byggnadskroppar
DRIFT-
TAKKONSTR.
INFODRING
FALL NR
(ABSORBENT)
AV TRUMMA SEKT 1
1
2
3
4
5
6
50 MM MINULL
50 MM MINULL
INGET TAK
INGET TAK
BETONGTAK'
BETONGTAK
STAL
STAL
GUMMI
GUMMI
GUMMI
GUMMI
EFFEKTFÖRBRUKNING
100
140
180
210
150
160
VARVTAL
SEKT 2
SEKT 3
IM IN
90
140
120
150
100
100
90
140
100
100
80
80
8
8
10.5
10.5
10.5
10.5
Anm. Effektförbrukningen anges som relativa mätarutslag på instrumentpanelen. Dessa värden
överensstämmer väl med fyHnadsgraden.
al Betongtaket är monterat ovanför mätpunkterna A-D
Figur 8. Resultat av bullermätningar vid barktrumma 8 vid MoDoCell Husum.
unik chans att även mäta inverkan av
ljudabsorbenter i ett renseri.
Resultat av ljudmätningarna framgår av fig . 8.
I tabellen redovisas mätresultatet i
7 mätpunkter under 6 olika driftsförhållanden.
Effektförbrukningen hos elmotorerna för trummans olika sektioner
redovisas som ett mått på trummans
fyllnadsgrad .
Av tabell 8 framgår också effekten
av ljudabsorbenter i renseriets tak.
"'I
ljudn,,,å
dB CA)
.,-
<.Utan tak» motsvarar från ljudsyns-
punkt fullständigt ljudabsorberande
tak. Storleksordningen 5 dB(A) lägre
ljudnivå erhålles om renseri/okalen
är utformad ljudabsorberande.
Mätresultaten visar att gummiinfordring aven barktrumma ger en
Ijudnivåsänkning av storleksordning
10 dB(A). I en lokal försedd med Ijudabsorbenter kan detta ge totalljudnivån runt 90 dB(A). För att ytterligare
minska Ijudavgivningen krävs att
man bygger in trummans öppna delar såsom slitsar för bark samt inresp. utmatningsöppningar.
Ökning av trumhastigheten ger ökat
buller
Vid ändring av trummans hastighet
ändras Ijudavgivningen enligt fig . 9.
Detta gäller både för stål- och gummiinfordrade trummor. Ökningen
'.0,""
/; dB I hut'ghe ldördubbllng
'"L
överensstämmer väl med värden för
T,~mman.
hut
".,vlmin
Figur 9. Ljudnivåns beroende av trumhastigheten.
ökning av fallhöjd resp. kollisionshastighet enligt fig. 5.
Denna parameter bör man således
också ta hänsyn till vid konstruktion
av barktrumma med låg ljudnivå. I
genom t ex seperat fundamen-
tering.
detta sammanhang bör också konstateras att högsta ljudnivå erhålles
när barktrumman har låg fyllnadsgrad.
Slutord
Av redovisningen ovan framgår att
man kan konstruera «tystare» rense-
riiokaler genom lämpliga åtgärder på
maskinutrustningen och i byggnadskroppen. För att nå ett gott slutresultat krävs att all bullrande utrustning i lokalen åtgärdas. I kommande
meddelande redovisas åtgärder på
hugg- och blåsmaskiner.
Huggmaskin
Ljudutstrålningen från odämpade
huggmaskiner är mycket hög . Under
full drift ligger lj udnivån runt huggar
vid 105-120 dB (A).
huggmaskinen
uppträder
ring samt provade resp . tänkb ara
bu llerdämpande åtgärder.
Bullerutstrålningen från en huggmaskin
D~n
primära
Ijud als tringen
i en
huggmaskin sker vid huggstålens
bearbetning av stockarna. Denna
bearbetning medför att direktutstrålat luftljud erhålls från intagsöppningen samt att huggmaskinens
stomkonstruktion sätts i vibrationer
och utstrålar ljud.
I figur l illustreras Ijudalstringen i
en huggmaskin av fabrikat KMW typ
HH-SOO. Ljudaistringens principer är
i stort sett likvärdiga oavsett fabrikat
av huggmaskin.
Ljudalstringen kan principiellt sägas ske i fö ljande punkter; jfr. siffrorna i figur 1.
går i tomgång
ren
ton
vars
c:::::j
~u n LJUO
_
S 1 0 M ~ J UO
grundfrekvens är lika med antalet
skovlar och knivar multiplicerat
med varvtalet.
I figur 2 visas en smalbands-
Jämför man dessa ljudnivåer med
kriterier för olika exponeringstider
finner man att hörselskada kan inträ-
da redan vid 20 minuters daglig vistelse utan hörselskydd i denna miljö .
Den praktiska erfarenheten av
bullerdämpning av huggar är liksom
för barktrummor idag mycket begränsad . Nedan ges en kort presentation om huggmaskinens ljudaIst-
en
analys av tomgång sbullret från en
HH-SOO hugg fabrikat KMW. Man
kan kl art avläsa grundtonen och
des s övertoner. Under huggning
sjunker intensiteten på grundtonen och den blir inte lika urskiljbar.
6. Flisens smatter mot väggarna i
utblåsningsröret till cyklonen
samt mot vägg arna i själva cyk lonen utgör också betydande ljud källor.
7. Växellådan utgören dominerande
ljudkälla
vid
bullerdämpade
huggmaskiner.
8. Odämpad el-motor för huggmaskinens drift kan också utstråla
buller som påverkar totaIljudni-
Figur 1. Ljudalstringen i en huggmaskin.
Siffrorna i denna figur hänvisar till texten .
vån runt huggmaskinen.
9. När huggmaskinen är monterad i
huggmaskinens fundament och
närheten av ett manöverrum,
pausrum etc , kan vibrationer via
byggnadsstommen ge störni nga r
High
till dessa utrymmen . V id extremt
Resolution Auto Spectrum / Hewlett Packard 5420 A
5
Ljudtrycksnivå dB rel. 2 _10- Pa
Resolution 1.56 Hz
120
100
1. Kraftigaste bullret alstras vid kni-
varnas huggingrepp i stocken .
2. Under stockinmatningen och
huggningen slår stocken mot in-
AA )
80
stomljud från ränna och stock.
3. Stötkrafterna som alstras vid
huggningen (en ligt punkt 1) leds
till hugg- och svänghjulskåporna
och ger upphov till stomljud .
4. Flisens bombardemang av kåpväggarna alstrar betydande buller.
5. Rote ran de knivar och fläktskovlar
ger upphov till " fläktbuller ». När
V
,Vo' ''" \-
matningsrännan varvid utstrålas
W,
\J.I
1
J'vVVW ~VY\J'N
60
I
40
,
20
O
200
400
600
Figur 2. Smalbandsanalys av tomgångsbuller.
Frekvens Hz
Huggmaskin fabrikat KMW typ HH-SOO
Varvtal n = 300 rpm och 10 st fläktvingar ger grundtonen 50 Hz.
800
dåliga grun dläggnIngsförhållan-
sedd för denna typ av huggskiva. De
den kan vibrationer även erhållas i
knapphändiga mätningar som ut-
omgivande bebyggelse.
förts under huggning med huggskivan
monterad i en konvent ionell
Möjligheter alt bullerdämpa
huggmaskinen
huggmaskin visar att främst det lågoch mellanfrekventa ljudet reduce-
Bu llerdämpn ing av maskinutrustning bör alltid ske primärt dvs ma-
ras.
buller och vibrationer.
Det skulle sannolikt vara enklare
att tillverka en «tyst» hugg med den
nya huggskivan . Högfrekvent ljud är
normalt betydligt lättare att dämpa
Primära bullerdämpningsatgärder
än det mera lågfrekventa som alstras
vid konventionella huggmaskiner.
skinen förändras på ett sådant sätt
att den ger upphov till minsta möjliga
Att konst ruera elt huggförfarande
som är «tyst« förefaller omöjligt, men
man bör ända försöka att minska el-
ler förändra Ijudalstringen i huggingreppet sa att omfattningen av Ijudspridningsh indrande åtgärder runt
huggmaskinen kan minskas. Sanno-
likt erhålles lägre Ij udniva om stocken är fixerad i sidled under huggningen. Styrn ing av stocken med
drivrullar är t ex en från ljudsynpunkt
önskvärd lösning. Förses huggski van med så stort anta l knivar att en
el ler flera knivar al ltid är i ingrepp
erhålles en bättre fixer ing av stocken
som därmed drivs mera kontinuerligt
in i huggen.
En huggskiva som bygger pa denna princip har j Sverige utvecklats av
Piteå Maskin Industri AB. Huggskivan är försedd med över 100 små knivar monterade enl igt figur 3.
Här fördelas huggn in gen jämnt i
tiden samtidigt som endast en del av
stocken huggs i varje skär (ca 50 mm
bredd). Tyvärr har inga matningar
gjorts i en huggmaskin speciellt av-
Vid tomgångskörning har konstaterats att den nya huggskivan är betydligt tystare trots att även denna är
försedd med fläktvingar för borttransport av flisen , Vanliga huggars
breda huggknivar har således dominerande betydelse för Ijudalstringen .
Den låga ljudutstrålningen vid
tomgång kan kraftigt minska personalens bullerdos genom att hugg maskinernas tomgångskörningstid ofta
är mycket stor under arbetspasset.
Sannolikt skulle ytterligare sänkning av tomgångs bullret erhållas om
fläktvingarna på huggskivan togs
bort och flisen transporterades iväg
på ett transportband direkt efter att
ha passerat huggskivan. Härigenom
elimineras också Ij udalstringen som
sker vid flisens bombardemang mot
kåpväggen, pkt 3 i fig. 1. Detta buller
Figur 4. Huggmaskin med
rad kåpa.
tllläggslsole~
Av praktiska skäl utföres ofta åtgärder enligt de två senare alternativen
vilka även från Ijud- och kostnadssynspunkt ofta är att föredra .
Som exempel på strålningsdämpning kan nämnas att i Sverige KMW
leverat huggmaskiner med tilläggsisolerade huggkåpor, se figur 4. I
detta fall är endast hugg- och
svänghjulskåporna utvändigt tillläggsisolerade.
Atgarden förutsätter att kunden
eller leverantören av inmatningstransportören förser inmatnings-
bör man också kunna dämpa genom
öppningen med en ljudabsorberan-
att förse kåpväggen med ett material
de
med höga inre förluster , exempelvis
slitgummi eller en ståtplåt som är
vibrationsisolerat infäst i kåpan. Den
sistnämnda åtgärden kan liknas vid
de dubbla stänkskärmar som förekommer på vissa bilmodeller.
dämpning framgår av figur 5. Erfa-
Genom att invändigt bekläda ytor
med slitgumm i minskar transport-
skadorna på flisen. För att ytterligare
minska ljudutstrålningen från kåpväggarna kan
de konstrueras av
dämpad MPM-plåt eller utvändigt
kammare.
Principen för Ijud-
renhetsmässigt vet vi att den typ av
ljud absorberande kammare framför
huggmaskin en som visas på figuren
har mycket god ljuddämpande effekt
om den utförs tät och med ljudsluss
vid inmatningen.
KMW kan idag offerera an läggningar med komplett bullerdämpning enligt ovannämnda princip. Nå-
gon komplett referensanläggning
finns dock inte.
tilläggsisoleras med mineralull och
plåt.
Sekundära bullerdämpningsåtgärder
Minskn ing av bullret från nuvarande
huggmaskiner kan ske på olika sätt,
exempelvis:
• Ljuddämpad inmatningsöppning
kompletterad med strålningsdämpning av huggkåpor (beläggning med dämpmassa etc). Huggens drift sker med bullerdämpad
el-motor.
Figur3. Huggskiva med spiraimonterade
korta skär.
• Ljuddämpad inmatningsöppning
samt inbyggd huggmaskin och
drivenhet (vanligt för utomhusplacerade huggar).
• Huggen placeras i separat rum.
Vibrationsisolering av huggar
Huggar avger kraftiga vibratio ner
under drift och måste därför ställas
upp på ett stabilt underlag. Normalt
väljs därför ett stort och tungt betongfundament som grundläggs separat. Vid goda grundläggningsförhållanden (berg, morän , pinnmo) ger
detta tillräckligt skydd mot vibrationer i byggnaden och omgivande
marklager.
Vid dåliga grundläggningsförhållanden (uppfylld mark, gammal sjöbotten, lera etc) kan emellertid angränsande mark och bebyggelse
sättas
j
vibrationer, även om be-
tongfundament är grundlagt på pålning. Vi har genom mätningar kunnat
konstatera att
huggmaskiner vid
•
•
•
•
o
•
Figur 5. Exempel på bullerdämpad hugganläggning.
1. Ljudsluss
2. Ljudabsorberande kammare
3. Strålningsdämpad hugg
4. TIlläggsisolerad flisledning
S. Tilläggsisolerad flisficka
6. Returluftledning försedd med gummikompensatorer.
extremt dåliga grundläggningsförhållanden kan störa byggnader som
ligger 100 m från huggen. I sådana
fall är en vibrationsisolerad uppställning av huggen påkailad . Huggen får
då ej ställas upp elastiskt på fundamentet , utan följande lösning väljs,
se fig . 6.
På pålplattan (eller motsvarande
stabilt underlag) vilar med elastiska
mellanlägg (gummi- eller stålfjäderelement) huggens normala betongfundament. Fjäderelementen dimensioneras så att störningar av lägsgsta
uppträdande frekvens isoleras. Detta
kräver vanligen en mjuk uppställning
men den stora massan i fundamentet
medför att huggmaskinens rörelser
ändå blir små. Det är också viktigt att
fundamentet är helt sk ilt från byggnadsstommen med öppen fog runt
om .
Kostnaden för vibrations iso leringen är mycket måttlig och då vissa
huggtillverkare
rekommenderar
denna lösning bör den alltid utföras
om man är osäker på grundläggningsförhållandena.
Anvisningar för bullerdämpning
av huggmaskiner
Resultaten av bullerdämpande
åtgärd er på utrustningen i renserier (t ex barktrumman) visar möjligheten att nå lägre ljudnivåer.
Detta har givetvis också ökat krave t på att man konstruerar «tysta »
huggmaskiner. Vi kan konstatera
ett klart ökat intresse för dessa
frågor hos leverantörerna.
För att projektera en ny huggmaskin med dagens förutsättningar vill vi ge fö ljande råd.
• Placera huggen i en separat inbyggnad,
förs e intag söppningen med ljudsluss.
Alternativt:
Dämpa intagsöppningen effektivt t ex med ljudabsorberande kammare.
• Utför anslutn ing en mellan inmatningstransportör
och
huggmaskin elastisk (gummimellan läg g eller frikoppling).
• Anslut den ljudabsorberande
kammaren väl mot huggmaski nens inloppslåda. Den del av
inloppslådan som är utanför
kamma ren tilläggsiso leras.
• Konstruera
huggmaskinens
stativ och kåpor styva.
o Infäst om möjligt alla kåpor och
lucko r elastiskt i maskinstativet
(med gummimel lan lägg).
o Tillverka kåpor i dämpad plåt.
På stora huggmaskiner kompletteras denna åtgärd med utvändig tilläggsisolering.
• Förse huggskivan med ett stort
antal huggstål så att stocken
fixeras bättre och högfrekventare lj udutstrålning erhål les.
Atgärden medför också rad ikal
sänkning av tomgångsbullret.
• Utforma
flä ktvingarna
i
svänghju let på bästa aerodynamiska sätt så att uppkomsten
av fläktbuller begränsas. Konstruera helst svänghjul utan
fläktvingar och låt flisen falla
•
direk t på ett transportba nd
bakom huggskivan .
Konstruera stötytan för flisen
av material med höga inre förluster, t ex gummi.
Tillägg sisolera utloppsrör och
fl isficka.
Frikoppla returluftrör från övriga konstruktioner med gummikompensatorer.
Välj att driva huggmaskinen
direkt med el-motoren . Förse
eventuell växe llada med bu 1lerdämpande huv.
Välj el -motor med lag ljudnivå.
Grundlägg hugg maskinen separat med ljudfog runt fundamentet.
Vibrationsisolera huggen (vid
dåliga grund läggn ingsförhållanden) .
Blåsmaskinen - en speciell bullerkälla
Den klart enk laste och mest flexibla
metoden att transportera flis är med
lransportutrustning.
pneumatisk
Framförallt för att spara energi men
också av ljudskä l har man på senare
år i vissa fall val t att transpo rte ra flisen på gummi transportörer.
Blasmaskiner är kraftiga bullerkällor, men det finns idag en bep rövad teknik för hur dessa skall dämpas. Bullret är dä rfö r inget avgörande skäl för att väl ja en alt ernativ
transportteknik .
Blåsmaskinens funktion bygger på
Roors princip .
Ljudalstring ; en Aootsblasare
En s k Rootsb lasare bestar av tva
motroterande kolvar. utförda i form
Figur 6. Vibrationsdämpare mellan
grundfundamenl och huggmaskinfundament.
Efter slussmataren alstras ljud i törsta hand av flisens smatter mot rörledningarna.
I figur 7 illustreras skillnader i Ijudutstrålningen från blåsarens tryckresp . sugsida. Genom att Iryckdifferensen är största på trycksidan är
Ijudalstri ngen här störst.
Ljudutstrålningen från blåsmaskinens hölje är beroende av bl a dess
massa och styvhet.
Generellt kan man säga att Ijudutsirålningen från höljet stiger med
varvtalet förutsall konstant tryck.
av siffran 8, som arbetar inom ett hus
med plana gavlar och cylindriska
mantelytor.
Genom denna konstruktion får
man en pulserande kompression av
luften i pumphuset, vilken ger upphov till kraftig bullera1 string .
Man erhåller ett karakteristiskt s k
smalbandsbuller med rotortoppfrekvensen samt övertoner til l denna och
framträdande högre smalbandsfrekvenser, som bildas genom stående
vågor och resonansfenomen i rotorhus och ansluten rörledning .
Exempel : En blåsmaskin utstrålar
en grundton, som har frekvensen to
Normalt leveras blåsmaskinanläggningar med abso rptionsl juddämpare
på luftintagssidan . För blåsmaskinernas låg frekventa buller har denna
typ av ljuddämpare normall begränsad verkan . Absorptionsljuddämparen dämpar inte blåsmaskinens
grundton märkbart. Blåsmaskiner
bör på sugsidan förses med reaktiva
ljuddämpare såsom framg år av figur
= 2, X Z2 x n, där
ZI = antal rotorer (normalt
to
två)
Z, x antal toppar på rotorn (två)
n = varvtal (per sekund).
Beroende av varvtal och storlek
innehåller ljudspektrum olika antal
övertoner. Som exempel visas i figur
7 en smalbandsanalys av ljudspektrum från en blåsmaskin med varvtalet 3000 rpm , Övertonernas intensitet
är här lika stor som grundtonens
även vid mycket höga frekvenser,
Bullerutstrålningen från odämpade
blåsmaskinanläggningar
ger
både störningar till omgivande bebyggelse och hörselskad ligt buller
vid arbetsplatser.
B.
En reaktiv ljuddämpare ger - rätt
d imensionerad - mycket god dämpning av det låglrekventa bullret.
Denna typ av ljuddämpare har med
mycket tillfredsställande resultal installerats i ett flertal cellulosaanläggningar i Sverige. Som exempel
kan nämnas :
Bullerdämpningsprincipen
Bullret som alstras i en blåsare utbreder sig dels i inkommande och
utgående luftströmmar, dels till rolorhuset som sätts i svängning och
utstrålar buller. Principen för bullerdämpningen bör således vara att förhindra bullerutstrålning via in- och
utgående rörledning samt minska
ljud utstråln ingen från rotorhuset.
Värö Bruk
Skoghallsverken
Fiskeby AB , Skärblacka
Hylte Bruk
-
Reakt iva ljuddämpare har sin högsta
dämpning inom ett mycket smalt
frekvensområde . Vid dimensionering av denna typ av dämpare måste
en noggrann beräkning utföras, där
LJ udtrycksnivå dB rel. 2 ·10 -~ Pa
1----,--
140
'20
I
i
100
80
60
t -l,
I\/A\
J' -l:: ~'\:
ItJ~ :1i!~j .:)l~.~
./\C
1'\ JI "'~""
II! I 1," l '''~
I~.vv1[.,1'.' , :\,I1~'1
\ If I , ~\: ~ I / ~ 1
~'\'\:
• \,'v'\'
r----- 1- -------
40 ! - -
- --
!-
- --
I -_._-_.
20 -I r - - -- -- - ------r
o
-- -
-
500
1000
hänsyn tas ti ll rörlängder/dimensioner töre, efter och i ljuddämparna.
För att rationelII utföra dessa beräkningar som således omfattar ett
stort antal variabla parametrar har ett
datorprogram utvecklats vid Ingemansson Akustik.
Genom att ljudutstrålningen från
blåsmaskiner består av grundtoner
och övertoner av smalbandig karaktär måste den reaktiva dämparens
smala dämpområden således dimensioneras för att överensstämma
med blåsmaskinens toner. För att
säkrast kunna dimensionera sin
ljuddämpare bör man ha tillgång till
en smalbandsanalys av ljudet, dvs en
utvärdering som visar ljudets nivå vid
varje enskild frekvens. I figur 9 visas
skillnaden i utvärdering av samma
ljud dels i form av smalbandsanalys
dels i form av oktavbandsanalys.
rr ' 1 1)=--1-1- -"t-",I--+1
:::~--:-:-:~-I- [--r--+---tJ
140
. ,I
BO~
, -~
Resolution 6.25 H z
I
r//
,
-
-:-- •
............ - - - ; - - - .........
::~ -~ ~.
, A
,:
Figur 8. Exempel på utformning av reaktiv ljuddämpare.
Buller fr~n luftintaget
1\
'V:1,r}i';;12
,~I, ~,~l"'• 1~.
IJ~
'
il ':
dru r
Ii'!
ll~ :';Ju 1fl J"IJlIII'1
I
'\1
-
--
1
;AnV\;:: :, f:
~Iv~\~~r~ ':'Jn'..",1 v' ","i \,.1'
!. ,
1 --'- -
.___ l __ __
j
1500
'o '
i
315
I
63
- - - il'
l
125
~! ---+:--+-t'-'+-I!
I
I
250
I
I
I
I
500 1000 2000 4000 l1OOO
F'ekvens HI
......._,
"'" ,--
...
,
-
--
2000
Z500
Frekvens Hl
Figur 7. Skillnad i ljudtrycksnivå mellan sug- resp. trycksida för odämpad blåsmaskin
n = 3000 rpm.6p = 0,3 bar.
Översta kurvan := trycksida.
- -
. . _ ---
- ~-
Figur 9. Samma ljudtrycksnivåer från en
odämpad resp. dämpad blåsmaskin, redovisade dels I oktavband dels såsom
smalbandsanalys .
lJud1<~c~.n ' vi
dll ,.1 210 5 , .
'20 -- ~o
:- : · ·'-1
~- --+._ -
-----~ -
110 -
- - !.
~
.
-
100 .
...
1·'---'-~.~-:--
-1
t--. ---+ --"t- --.
~
,~-~----
• -.
-'-- -
- ; - - ... - -- - . ---,- --
t
----.1.--- -
70 ;
1
60 '
50 --.---- t--->
__ .L
~ 11.\ ~
--, ___
"
Il
Ii
->------+~
-
. - ~~ - -
~
40 -
~-_.
-
-- --- -
+-- ~
,
'
~I; - · ·;--:
i
I J ------i-------- __L· ~,-'--'-"-L
"
'" III '"
Te.s be o d
lO)
m"'''' m "' ''
llijl
f,.kv.no H.
Figur 10. Blåsmaskin med reaktiv Ijud~
dämpare (enligt figur 8) vid Fiskby AB.
1. Reaktiv ljuddämpare
2. Luftfilter
Mätresultat 10 m framför blåsaren.
~ Före åtgärd (blåsaren försedd med
absorptionsljuddämpare)
- - - Efter åtgärd (reaktiv ljuddämpare).
Mer än 25 dB ljuddämpning
Som ett praktiskt exempel på bu llerdämpning av intagsbu llret kan näm~
nas anläggningen vid Fiskeby AB.
Vid denna anläggning har man en
utomhusplacerad blåsmaskin som
gav bullerstörningartill angränsande
bostadsbebyggelse. De t dom inerande bullret från blåsaren bedömdes
härröra från luftintaget trots att detta
var försett med en ljuddämpare av
abso rptionstyp. Eftersom bu llret va r
av lågfrekvent karaktär och hade en
ren ton vid 40 Hz bes löts att absorp tions ljuddämparen sku lle utbytas
mot en reakt iv dämpare. Beskrivning
av dämparen samt resultat före och
efter åtgärd framgår av figur 10.
Bu ll ret från blåsmaskinens intagsöppning är idag inte hörbart då buller
från maskinhö lje och drivmotor dominerar
ljudutstråln ingen.
Som
framgår av mätresu ltaten har ljudn ivån vid blåsmaskinens grundton
sänkts med 28 dB.
Buller från utgående ledning
Behov av ljuddämpning på blåsmaskinens trycksida beror på det utrymme vari slussmataren är uppställd eftersom bullret <däcker,> ut
här. Förses eme llertid b låsaren ej
med någo n form av lj uddämpare erhålles ofta kraftiga resonansljud i
flisledningen , främst vid t omgångs~
körn ing .
Blåsmaskiner bör därför alltid förses med ljuddämpare på trycks idan.
Ofta levereras blåsmaskinerna
med utloppsljuddämpare i form aven
tryc k tank. För att en såd an tank skal l
ha avsedd bu llerdämpningseffekt
måste den dimensioneras med ut~
gångspunkt från blåsarens driftsdata.
Som tidigare nämnts är Ijudalstringen på tryc ksidan högre än på
sugsidan . Genom att ljuduts trå lningen är extremt hög vid såväl låga
som höga frekvense r fås problem
med ljudisoleringen i trycktankens
vägg . Ljudisoleringen är spec iellt
otillräcklig vid höga frekvenser vi lket
medför att tanken upp träde r som en
ljudkälla i uppställningsrummet
För att elimi nera detta p roblem
krävs att en absorptionsljuddämpare
monteras mellan blåsaren och ta nken eller att tanken tilläggsIsoleras.
Mer än 65 dB (A) bullersänkning
Typiska an läggningar där det ställs
höga krav på bullerdämpning av
Roots~mask i nens trycks ida är såda ~
na där den används som vakuumpump .
I vakuuman läggningar är det ofta
kravatt utloppsluften leds ut i det
fria. Detta innebär att utloppssidan
(trycksidan ) måste förses med goda
ljuddämpare.
Exempel på sådana installationer
som innehåller Roots-maskiner är
större verkstäders punktutsugn ingssystem för slipmaskiner, dammsugningsaggregat etc. Här är det frågan
om betyd ligt m indre blåsare än vad
som normalt nyttjas i ce llu losa ind ustrin. Ljuddämpningen och lj udaIstring är dock li kvärdig .
Vid Kemostål AB i Göteborg håller
man, i samarbete med Ingemansson
Akustik, på att utveckla .. tysta ..
kompletta utsugningsaggregat Målet är att ljudn ivån på 1 m:s avstån d
runt det med Roots-kompresso rer
försedda aggregatet ej skall överstiga 70 dB(A). Denna nivå ska ll även
klaras vid luftutloppet. Den första leverade anläggningen låg vid 68
dB (A).
Detta goda resultat har man uppnått genom att på Roots-maskinens
utloppssida montera ljuddämpare
där man kombinerar reaktiv och resistiv (absorptions-) ljuddämpning.
Härigenom har ex tremt god Ijuddämpning erhåll its. I figu r 9 redo visas uppmätt ljud dämpning av utlopps lj udet vid en provan läggning .
Genom att ljudgenereri ngen i
blåsmaskinen är extremt hög mås te
man vid dimensionering av de anslutna ljuddämparna även se til l att
i ljuddämparnas
ljud isoleringen
hö lje är t illräcklig . Dm hö ljets ljudisolering är låg måste hela inbyggnaden ru nt aggregate t och dämparen utföras med mycket god ljudisoleri ng, vil ket lede r ti ll höga kostnader.
Anvisningar för bullerdämpning
av blåsmaskininstallationer
Sammanfattningsvis vil l vi ge föl jande råd vid bul lerdämpning .
• Vid nyprojektering ; begär Ijuddata för blåsmaskinanläggningen och för in bindande
garantitext i köpekontraktet.
• Placera b låsmaskinerna i separat maskinrum utfört med
tunga väggkonstruktioner. Om
personal måste vistas längre
tidsper ioder i närheten av
slussma taren, placera den na i
separat utrymme.
• Montera en god lj udabsorbent
på m inst
50% av ma~
skinrummets tak- och vägg yto r.
• Förse maskinru mmet med en
dörr/ portkonstruktion som har
ett
mede lreduktionstal
av
Rm>30 dB . Undvik att ha fönster i maskinrumme t.
• Utforma maskinrummets ventilat ionsöppningar med Ijudfäl lor.
• Montera lj uddämpare både på
tryck- och sugs idan nära blåsaren.
• Välj typ av lj uddämpare med
hänsyn t il l lj ud data och Ijudkrav. No rmalt är reaktiva ljuddämpare att föredra. På trycksidan ev. kompletterad med absorptionsdämpare.
• Förse blåsmaskinens anslutande rör med gummikompensatorer, Rören infästs elastisk t
till byggnaden för att undvika
stomljud.
• Isolera
blåsmaskinen
från
byggnadsstommen
genom
vibrat ionsisolering eller dilatationsfog.
• Lägg utgående rörledn ing un der jo rd så långt som möjligt.
Gör utvändig isolering med
mineralull och plåt av den rörledning som går ovan jord.
• Välj atttillverka deflektorn samt
de tio sista metrarna av flisled ningen i dämpad p låt för att
minska ljudutstrålningen från
mynningen . Förse deflektorn
invänd igt med slitgummi.
INGEMANSSON
AKUSTIK
Göteborg,
htnudkonlor :
VaSlj.!oraRarall J I J
Box 530J7, 40() /4 GOfeho'!!
lp/don vdxcl OJ I /8/ Of) o{)
Telex 21740 ",v'GAC S
Stockholm:
Malmö:
Örnsköldsvik:
Uf'p lagsvägen 10,
ABC-Hmell
Box 42140, 126 12Srockholm
Teh/an 081744 57 80
Johl/ ErtCHOfIJ väg,
NYJ!,aran 17, 89/ {jO OmJ/..rild.mi...
Te/('Iim ()660182 I 75
7f/doll 04017/V 35
2176/ Ma lmo