Tổng quan nghiên cứu
Tiếng ồn trong công nghiệp gia công gỗ là một trong những dạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động và chất lượng sản phẩm. Tại các cơ sở sản xuất chế biến gỗ ở Việt Nam, mức tiếng ồn thường dao động từ 80 đến 140 dB, vượt xa giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn quốc gia. Tiếng ồn kéo dài với cường độ cao gây mệt mỏi, giảm năng suất lao động, tăng nguy cơ tai nạn và các bệnh về thần kinh. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích nguyên nhân phát sinh tiếng ồn trong các máy gia công gỗ cơ giới, đặc biệt là máy cưa đĩa và máy bào, tại cơ sở chế biến gỗ Lương Sơn – Hòa Bình trong giai đoạn sản xuất thực tế. Mục tiêu chính là đề xuất các giải pháp kỹ thuật giảm tiếng ồn hiệu quả, đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn, góp phần cải thiện môi trường làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh phát triển công nghiệp sạch, bảo vệ sức khỏe người lao động và giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn tại các khu vực sản xuất và dân cư lân cận.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết âm học cơ bản và kỹ thuật giảm tiếng ồn trong công nghiệp. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:
Lý thuyết lan truyền âm thanh và tiếng ồn: Âm thanh được xem là sóng dao động trong môi trường đàn hồi, lan truyền dưới dạng sóng cầu trong không gian mở hoặc sóng phản xạ trong phòng kín. Tiếng ồn công nghiệp được phân loại theo nguồn phát sinh (cơ khí, khí động học), đặc điểm tần số (thấp, trung bình, cao) và tính chất thời gian (liên tục, gián đoạn, xung). Các khái niệm chính bao gồm mức áp suất âm, công suất âm, lực âm thanh, phổ tiếng ồn và các hệ số hấp thụ âm, phản xạ âm.
Các phương pháp giảm tiếng ồn công nghiệp: Bao gồm cách âm (sử dụng vật liệu đặc kín để ngăn chặn truyền âm), tiêu âm (sử dụng vật liệu xốp, kết cấu cộng hưởng để hấp thụ năng lượng âm), cách rung và khử rung (giảm rung động cơ học gây tiếng ồn). Các giải pháp kỹ thuật như hộp cách âm, tấm chắn âm, đệm cách rung được nghiên cứu và áp dụng cho các máy gia công gỗ.
Các khái niệm chuyên ngành quan trọng gồm: mức áp suất âm (dB), hệ số hấp thụ âm (α), phổ tần số ôcta, mức công suất âm, tiếng ồn thanh điệu và dải rộng, tiếng ồn tần số thấp và cao, và các tiêu chuẩn kỹ thuật về tiếng ồn.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng kết hợp ba phương pháp chính:
Phương pháp lý thuyết: Tổng hợp, phân tích các công trình khoa học trong và ngoài nước về tiếng ồn công nghiệp, cơ sở lý luận về âm học và kỹ thuật giảm tiếng ồn.
Phương pháp kế thừa: Áp dụng các kết quả nghiên cứu đã được công nhận trên thế giới, sử dụng phần mềm mô phỏng thiết kế các cơ cấu cách âm, lựa chọn vật liệu tiêu âm phù hợp.
Phương pháp thực nghiệm: Khảo sát, đo đạc mức độ tiếng ồn thực tế tại cơ sở chế biến gỗ Lương Sơn – Hòa Bình trên các máy cưa đĩa và máy bào. Sử dụng thiết bị đo tiếng ồn SL 4001 (Đức) và đồng hồ bấm giây HT-3100 để đo mức áp suất âm và tốc độ quay trục dao. Cỡ mẫu gồm các máy gia công phổ biến tại cơ sở, với số điểm đo tối thiểu 5 điểm trên mỗi máy, bố trí theo mặt phẳng đứng và ngang cách đều 1m, ở khoảng cách 1m từ chu vi máy. Phân tích dữ liệu theo tiêu chuẩn SN2.562-96 và TCVN 5965:1995. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm 2011, tập trung vào khảo nghiệm các giải pháp kỹ thuật giảm tiếng ồn như hộp cách âm, tấm chắn âm, đệm cách rung và phối hợp các giải pháp.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Mức tiếng ồn ban đầu của máy gia công gỗ rất cao: Máy bào CP6-7 có mức ồn trung bình khoảng 95 dB, máy cưa đĩa SA-4K dao động từ 90 đến 110 dB, vượt quá giới hạn cho phép từ 35% đến 80% theo tiêu chuẩn Việt Nam. Tiếng ồn chủ yếu phát sinh từ động cơ điện, trục dao và các bộ phận truyền động.
Giải pháp giảm tiếng ồn từ nguồn phát sinh: Đặt động cơ trên đệm cách rung và sử dụng hộp tiêu âm giúp giảm mức ồn động cơ điện máy bào khoảng 3 dB, máy cưa đĩa giảm 4 dB. Điền đầy các rãnh hở trên trục dao máy bào giảm tiếng ồn thêm 2 dB.
Hiệu quả của tấm chắn âm: Lắp đặt tấm chắn âm cho máy bào và máy cưa đĩa giảm mức ồn tại vị trí làm việc từ 5 đến 7 dB, tương đương giảm 30-40% cường độ âm thanh. Phối hợp các giải pháp giảm tiếng ồn từ nguồn và tấm chắn âm đạt mức giảm tổng cộng 8-10 dB, tương đương giảm 60-70% cường độ âm thanh.
Ảnh hưởng của các giải pháp đến chất lượng sản xuất: Việc giảm tiếng ồn không làm ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng gia công gỗ, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc, giảm mệt mỏi và tăng sự tập trung của công nhân.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính gây tiếng ồn lớn là do các bộ phận máy có rung động mạnh, các khe hở trên trục dao và động cơ không được cách ly hiệu quả. Việc sử dụng đệm cách rung và hộp cách âm làm giảm đáng kể rung động truyền vào không khí, từ đó giảm tiếng ồn phát ra. Tấm chắn âm có tác dụng ngăn chặn và hấp thụ sóng âm tần số cao, phù hợp với đặc điểm tiếng ồn của máy cưa đĩa và máy bào. Kết quả nghiên cứu phù hợp với các công trình quốc tế về giảm tiếng ồn trong công nghiệp chế biến gỗ, đồng thời bổ sung dữ liệu thực nghiệm tại điều kiện sản xuất Việt Nam. Biểu đồ kết quả giảm tiếng ồn thể hiện rõ mức giảm dB tại các điểm đo trước và sau khi áp dụng giải pháp, minh họa hiệu quả kỹ thuật. Nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết về tiếng ồn công nghiệp và các giải pháp giảm thiểu phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước.
Đề xuất và khuyến nghị
Áp dụng đệm cách rung cho động cơ và trục dao: Giảm rung động truyền vào khung máy, giảm tiếng ồn cơ khí. Thực hiện trong vòng 6 tháng tại các cơ sở sản xuất chế biến gỗ, do bộ phận kỹ thuật bảo trì máy đảm nhiệm.
Thiết kế và lắp đặt hộp cách âm cho động cơ và các bộ phận phát sinh tiếng ồn lớn: Sử dụng vật liệu tiêu âm có hệ số hấp thụ âm α > 0,3, đảm bảo giảm tiếng ồn ít nhất 3-4 dB. Thời gian thực hiện 9 tháng, phối hợp giữa nhà thiết kế máy và nhà sản xuất.
Lắp đặt tấm chắn âm xung quanh các máy cưa đĩa và máy bào: Tấm chắn làm từ vật liệu composite hoặc tấm thạch cao khoan lỗ, giảm tiếng ồn tần số cao hiệu quả. Thời gian triển khai 6 tháng, do quản lý xưởng và kỹ thuật thi công thực hiện.
Bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ và kiểm tra các khe hở trên trục dao, bánh răng: Điền đầy các rãnh hở, bôi trơn các bộ phận chuyển động để giảm tiếng ồn phát sinh do va chạm và ma sát. Thực hiện liên tục hàng tháng, do đội ngũ bảo trì chịu trách nhiệm.
Đào tạo nâng cao nhận thức công nhân và quản lý về tác hại của tiếng ồn và các biện pháp phòng ngừa: Tổ chức các buổi tập huấn hàng quý nhằm nâng cao ý thức bảo vệ sức khỏe và môi trường làm việc.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Các nhà quản lý và kỹ thuật tại các cơ sở sản xuất chế biến gỗ: Nhận biết nguyên nhân và áp dụng các giải pháp giảm tiếng ồn phù hợp để cải thiện môi trường làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Các chuyên gia và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật máy và môi trường công nghiệp: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp đo đạc và kết quả thực nghiệm để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về giảm tiếng ồn công nghiệp.
Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn lao động và bảo vệ môi trường: Sử dụng dữ liệu và đề xuất trong luận văn để xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn thực hiện giảm tiếng ồn trong ngành chế biến gỗ.
Các nhà thiết kế và sản xuất máy móc công nghiệp: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật giảm tiếng ồn vào thiết kế máy mới, nâng cao chất lượng sản phẩm và điều kiện vận hành.
Câu hỏi thường gặp
Tiếng ồn trong gia công gỗ ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe người lao động?
Tiếng ồn kéo dài với mức trên 85 dB gây mệt mỏi, giảm tập trung, tăng nguy cơ tai nạn và các bệnh về thần kinh, thính giác. Ví dụ, mức ồn 120 dB có thể gây tổn thương vĩnh viễn cơ quan thính giác.Các phương pháp giảm tiếng ồn nào được áp dụng hiệu quả trong ngành gia công gỗ?
Phổ biến là cách âm (hộp cách âm), tiêu âm (vật liệu xốp, tấm chắn âm), cách rung (đệm cách rung). Phối hợp các giải pháp này giúp giảm tiếng ồn tổng thể từ 8 đến 10 dB.Thiết bị đo tiếng ồn nào được sử dụng trong nghiên cứu?
Thiết bị SL 4001 sản xuất tại Đức, đo mức áp suất âm theo thang A, kết hợp đồng hồ bấm giây HT-3100 để đo tốc độ quay trục dao, đảm bảo độ chính xác và tuân thủ tiêu chuẩn quốc gia.Giải pháp kỹ thuật nào giúp giảm tiếng ồn từ động cơ điện máy gia công?
Đặt động cơ trên đệm cách rung và lắp hộp tiêu âm giúp giảm tiếng ồn khoảng 3-4 dB, giảm rung động truyền vào khung máy và không khí xung quanh.Làm thế nào để bảo dưỡng máy móc nhằm giảm tiếng ồn hiệu quả?
Bảo dưỡng định kỳ, điền đầy các khe hở trên trục dao, bôi trơn các bộ phận chuyển động giúp giảm ma sát và va chạm, từ đó giảm tiếng ồn phát sinh trong quá trình vận hành.
Kết luận
- Nghiên cứu đã xác định mức tiếng ồn cao vượt chuẩn tại các máy cưa đĩa và máy bào trong gia công gỗ, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe và năng suất lao động.
- Các giải pháp kỹ thuật như đệm cách rung, hộp cách âm, tấm chắn âm và bảo dưỡng kỹ thuật được khảo nghiệm và chứng minh hiệu quả giảm tiếng ồn từ 8 đến 10 dB.
- Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để cải tiến thiết bị, nâng cao điều kiện làm việc và bảo vệ môi trường sản xuất.
- Đề xuất áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật và đào tạo nâng cao nhận thức nhằm duy trì hiệu quả giảm tiếng ồn lâu dài.
- Tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và áp dụng công nghệ mới để giảm tiếng ồn trong các loại máy gia công gỗ khác, hướng tới sản xuất sạch và bền vững.
Hành động tiếp theo: Các cơ sở sản xuất và nhà quản lý nên triển khai ngay các giải pháp kỹ thuật đã được chứng minh, đồng thời phối hợp với các chuyên gia để đánh giá và cải tiến liên tục nhằm bảo vệ sức khỏe người lao động và môi trường.