Закономерности шумообразования при плоском шлифовании и разработка мероприятий по снижению шума тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, кандидат технических наук Саликов, Владимир Федорович
- Специальность ВАК РФ05.03.01
- Количество страниц 129
Оглавление диссертации кандидат технических наук Саликов, Владимир Федорович
СОДЕРЖАНИЕ
Стр
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Специфика металлорежущих станков как объектов шумоизлучения и 7 источники шума в станках
1.2. Состояние вопроса по изучению уровня шума и вибраций корпусных и 9 базовых деталей
1.2.1. Повышение жесткости стенок корпусных деталей
1.2.2. Улучшение демпфирующих свойств корпусных деталей за счет 12 введения в них средств повышения демпфирования
1.2.3. Введение демпфирующих прокладок между стенкой базовых 14 деталей и источником вибраций
1.2.4. Улучшение демпфирующих свойств стенок базовых деталей за счет 15 введения вибропоглощающих покрытий
1.2.5. Улучшение виброакустических характеристик корпусных деталей 16 за счет введения специальных демпфирующих устройств
1.3. Способы снижения шума гидросистем металлорежущих станков
1.3.1. Факторы, зависящие от типа и компоновки насоса
1.3.2. Фактор наличия нерастворенного воздуха в гидросистеме
1.3.3. Зависимость уровня шума гидросистемы от трубопроводов
1.4. Способы снижения шума электродвигателей и ременных передач
1.5. Влияние на шум станка звукоизолирующих ограждений
1.6. Способы снижения шума при резании
1.7. Исследования, посвященные шуму станков в целом
1.8. Цель и задачи работы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 35 ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
2.1. Колебательные модели плоской и коробчатой заготовки при шлифовании
2.2. Звуковое излучение при шлифовании полых заготовок
2.3. Акустическое излучение при шлифовании консольной заготовки
2.4. Колебательная модель плоского шлифования торцом круга
2.5. Вывод зависимости собственных частот колебаний шлифовального круга
2.6. Снижение акустической активности заготовок и шлифовальных кругов 63 за счет ограждения зоны резания
2.7. Выводы по разделу ■
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ 66 ХАРАКТЕРИСТИК ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
3.1. Методика проведения исследований
3.1.1. Условия измерения шума и вибраций
3.1.2. Оценка звукопоглощения ограждений
3.1.3. Определение коэффициента потерь
3.1.4. Методы определения модулей упругости шлифовальных кругов
3.2. Исследование шума и вибраций плоскошлифовальных станков при 73 шлифовании периферией круга
3.3. Акустические характеристики при шлифовании торцом круга
3.4. Экспериментальные исследования модуля упругости шлифовальных 85 кругов
3.5. Выводы по разделу
4. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ШУМА ПЛОСКОШЛИФО- 93 БАЛЬНЫХ СТАНКОВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА
4.1. Методика инженерного расчета шума
4.1.1. Расчеты излучения звука коробчатыми оболочками при плоском 93 шлифовании
4.1.2. Расчет колебательных скоростей шлифовального круга
4.1.3. Расчет спектра шума шлифовальных кругов
4.1.4. Расчет колебательных скоростей консольной заготовки
4.1.5. Расчет спектра шума при шлифовании консольной заготовки
4.2. Эффективность мероприятий по снижению шума
4.2.1. Ограждение зоны шлифования
4.2.2. Ограждение гидростанции
4.3. Выводы по разделу 112 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 113 ЛИТЕРАТУРА 115 ПРИЛОЖЕНИЯ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», 05.03.01 шифр ВАК
Акустическая динамика внутри- и круглошлифовальных станков1998 год, кандидат технических наук Чукарина, Ирина Михайловна
Улучшение условий труда рабочих, занятых в обслуживании металло- и деревообрабатывающих станков прерывистого резания2004 год, доктор технических наук Месхи, Бесарион Чохоевич
Снижение шума и вибрации редукторов2014 год, кандидат наук Бондаренко, Вероника Александровна
Обеспечение безопасных условий эксплуатации координатно- и профильно-шлифовальных станков путем снижения уровней звукового давления2023 год, кандидат наук Курченко Павел Сергеевич
Повышение эффективности процесса плоского шлифования на основе увеличения скорости резания и анализа влияния динамических факторов2004 год, кандидат технических наук Алейникова, Маргарита Анатольевна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности шумообразования при плоском шлифовании и разработка мероприятий по снижению шума»
ВВЕДЕНИЕ
Повышение производительности металлорежущего оборудования, мощности приводов и быстроходности рабочих органов современных металлорежущих станков сопровождаются повышением виброакустической эмиссии во всех ее источниках. Длительное воздействие на человека шума и вибрации повышенных уровней приводит к шумовой и вибрационной болезням, занимающим второе и третье места в списке профессиональных заболеваний и составляющим более 30% из общего их числа [1, 2]. Напротив, улучшение шумовых характеристик оборудования приводит к повышению производительности труда и снижению производственного брака. Снижение шума промышленного оборудования, как установлено проведенными исследованиями, влияет на повышение производительности труда в гораздо большей степени, чем использование работающими индивидуальных средств защиты от шума. Кроме того, виброакустические характеристики оборудования являются одним из основных интегральных показателей его качества и надежности. Поэтому борьба с шумом и вибрациями является важной проблемой в машиностроении и имеет не только научно-техническое, но и социально-экономическое значение.
Работа по снижению шума станков должна начинаться на стадии их проектирования, так как проводить ее на станках, находящихся в эксплуатации, либо весьма затруднительно, либо вовсе не возможно, и тогда приходится мириться с существующим уровнем шума и всеми отрицательными последствиями этого явления.
Шлифовальные станки широко используются в мехобработке. Такие типы шлифовальных станков, как плоскошлифовальные, работают при высоком уровне технологических нагрузок и создают - особенно на станках среднего и крупного размера - уровни шума, превышающие нормативные величины.
Методика проектирования вышеуказанного типа шлифовальных станков, которая бы конкретизировала общие положения по проектированию станков с учетом допустимых уровней шума, отсутствует. Поэтому назначением настоящего исследования является решение важной проблемы - снижение шума плоскошлифовальных станков. На защиту выносится основные положения решения этой проблемы:
1. Закономерности шумообразования плоскошлифовальных станков при различных условиях обработки.
2. Акустические модели системы шлифовальный круг - заготовка и ее отдельных элементов для различных типов кругов, заготовок и условий их обработки.
3. Методика инженерного расчета акустических характеристик системы круг-заготовка при плоском шлифовании на стадии проектирования.
4. Результаты экспериментальных исследований виброакустических характеристик плоскошлифовальных станков.
5. Способы снижения шума, возбуждаемого в станках на холостом ходу и при резании. ;
Научная новизна. Теоретически изучены основные закономерности формирования звукового поля плоскошлифовальных станков. Разработаны математические модели акустического излучения шлифовальных кругов и заготовок различных конфигураций, обрабатываемых на этих станках. Получены аналитические зависимости для определения уровней шума заготовок и инструмента при различных условиях шлифования, позволяющие расчетным путем учесть вклад от различных источников в шумовые характеристики станка в целом.
Практическая ценность. На основе теоретических исследований процессов шу-мообразования плоскошлифовальных станков разработана инженерная методика расчета акустического излучения, которая позволяет на стадии проектирования наметить пути конструктивных решений по доведению уровней шума до нормативных значений. Предложены конструкции оригинальных ограждений зоны шлифования и гидростанции, которые рассчитывались по критерию требуемой величины звукоизоляции в соответствующих частотных диапазонах.
Исследования проводились с привлечением основных положений теории колебаний, технической акустики, энергетических методов расчета структурного шума и статистических методов обработки экспериментальных данных.
Экспериментальные исследования проводились в цехах ряда ростовских предприятий (АО "Красный Аксай", АО "Ростсельмаш", "Квант" и др.) и в лабораториях кафедры "Технология конструкционных материалов" Донского государственного технического университета (ДГТУ).
Точный расчет экономической эффективности от снижения шума не может быть произведен из-за отсутствия надежных методик определения таковой. Однако
можно оценить эффективность от производства и использования новых средств труда с улучшенными качественными показателями. Она составила 3,5 млн. руб. в ценах 1997 года.
Внедрены мероприятия по снижению шума рассматриваемых типов станков за счет звукоизоляции зоны резания быстросъемными ограждениями с необходимой величиной звукоизоляции и другие мероприятия.
Диссертация состоит из четырех разделов, включающих анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования (первый раздел), теоретическое исследование шума при шлифовании на плоско-, бесцентрово- и обдирочно-шлифовальных станках
*
(второй раздел), экспериментальные исследования виброакустических характеристик шлифовальных станков указанных типов и способов снижения шума (третий раздел), методику инженерных расчетов снижения шума (четвертый раздел).
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучению виброакустических характеристик технологического оборудования, распространению звуковых волн в конструкциях и излучению их в окружающую среду и разработке практических рекомендаций по снижению шума и вибраций посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных ученых. Наиболее существенные результаты получены в авиационной, судостроительной, полиграфической промышленности, при расчете строительных конструкций и кабин и салонов транспортных и дорожных машин. В этих областях известны работы С. П. Алексеева, Ю. И. Бобровницкого, И. И. Боголепова, Л. П. Борисова, М. Д. Генкина, Д. Р. Гужаса, В. И. Заборова, Н-..И. Иванова, Б. И. Климова, И. И. Клюкина, Л. Ф. Логунова, Л. Г. Мунина, А. С. Никифорова, Г. Л. Осипова, А. В. Римского-Корсакова, Б. Д. Тартаков-ского, И. Е. Цукерникова, Е. Л. Шендерова, Е. Я. Юдина и др., а также зарубежных ученых А. Баранека, Л. Крамера, Е. Майера, К. Веспфаля, М. Хекла.
Металлорежущие станки представляют собою специфический вид оборудования, исследование шума которого в силу ряда исторических и технических причин было начато позже вышеуказанных объектов других отраслей промышленности. В настоящее время в области исследований шума металлорежущих станков известны работы Б. Е. Болотова, Б. Г. Заверняева, М. П. Козочкина и С. Н. Панова. Последнее десятилетие характерно ведущей ролью кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" Донского государственного технического университета, которая развивает методы расчета шума станков на стадии их проектирования и ведет широкие исследования шумовых характеристик отдельных элементов конструкции станков, а также самих станков различных типов. Это работы Ä.H. Чукарина, A.A. Феденко, И.А. Ба-лыкова и др.
1.1 Специфика металлорежущих станков как объектов шумоизлучения и источники
шума в станках.
Специфика металлорежущих станков как объектов шумоизлучения состоит в следующем:
- множественность источников шума в станках;
- значительные поверхности шумоизлучения;
- высокая интенсивность излучения;
- повышение уровня звуковой эмиссии в связи с процессом резания;
- то обстоятельство, что станки, как правило, устанавливаются в производственных помещениях (цехах) на достаточно малых расстояниях один от другого, в связи с чем операторы, работающие на станках, находятся в весьма интенсивном звуковом поле, акустическая напряженность и конфигурация которого зависят от конкретных условий.
Источники шума в станках можно разделить на конструктивные и технологические.
*
К первым относятся:
- шумы, создаваемые приводными механизмами: зубчатыми и ременными передачами, подшипниковыми узлами и другими элементами механического силового привода;
- шумы, создаваемые корпусными деталями и возбуждаемые элементами кинематических цепей, а также элементами ограждений и кожухов;
- шумы, возникающие от работы вспомогательного оборудования: электродвигателей, гидросистем, стоек ЧПУ, насосов, вентиляторов и др.
Технологические источники шума:
- шумы, создаваемые режущим и вспомогательным инструментом (шлифовальные круги, фрезы и др. инструмент, станочные приспособления);
- шумы, создаваемые обрабатываемыми заготовками под действием процесса резания.
В станках шлифовальной группы такие элементы главного привода, как зубчатые колеса, не применяются. Для их приводов характерны ременные передачи, приводы с асинхронными двигателями, двигателями постоянного тока и мотор-шпиндели, а также подшипники качения.
Широкое использование получила гидравлика, в системе которой источниками шума являются гидронасосы, трубопроводы и регулировочная аппаратура (дроссели, золотники, клапаны). Звучащими элементами являются шлифовальные круги и заготовки.
Все указанные источники, в свою очередь, возбуждают шум корпусов бабок, стоек, столов, станин.
Поэтому рассмотрим состояние вопроса в части снижения шумовых характеристик
- корпусных деталей;
- приводов с ременными передачами, электродвигателей и мотор-шпинделей;
- подшипников качения;
- системы заготовка-шлифовальный круг;
- звукоизолирующих ограждений; ^
- элементов гидравлической системы;
- станков в целом.
Следует отметить, что вентиляторы, применяемые в гидросистемах станков, обычно имеют небольшие мощности (и производительности) и создают низкие уровни шума, поэтому рассматриваться в рамках настоящей работы не будут.
В настоящее время подробно изучены теоретически и экспериментально процессы шумообразования токарных, фрезерных и сверлильных станков. Для них общими вопросами являются процессы шумоизлучения корпусных и базовых деталей, а различие заключается в акустике системы заготовка-инструмент.
I
1.2. Состояние вопроса по изучению уровня шума и вибраций корпусных и базовых
деталей
На корпусные и базовые детали приходится основная доля акустической мощности, излучаемой станком [3-10]. Он представляет собою тонкостенные коробчатые оболочки, состоящие из пластинчатых элементов с ребрами жесткости, изгибные колебания которых и являются причиной излучения шума.
Возбуждение изгибных колебаний стенок производится такими источниками, как располагающиеся в стенках элементы кинематики - подшипники качения, силовые и другие элементы, прикрепленные к корпусам (магнитные столы, приспособления, трубопроводы гидропанели), возбуждаемые процессом резания (фрезерования, шлифования и т. п.) или колебаниями жидкой среды при работе насосов, дросселей,
клапанов; электро- и гидродвигатели; коробки скоростей и редукторы. В станинах основными путями снижения шума корпусных и базовых деталей являются:
- повышение жесткости стенок корпусных деталей;
- введение в толщину стенок средств повышения демпфирования;
- введение демпфирующих прокладок между корпусными деталями и прикрепленными к ним источниками вибраций;
- введение вибропоглощающих покрытий;
- введение специальных демпфирующих устройств в корпусные детали.
Теоретический расчет шума корпусных деталей в основном производится на
основе энергетического баланса. Опыт показывает, что у большинства станков максимум излучения приходится на частотный диапазон 50-1000 Гц, где коэффициент потерь колебательной энергии минимален.
1.2.1. Повышение жесткости стенок корпусных деталей
Этот прием преследует цель повышения механического сопротивления стенок и мест расположения подшипников качения.
Известны конструкции, в которых толщина несущих стенок вблизи бобышек, в которых располагаются подшипники, делается равной ширине прилива. По данным [7, 9] этот метод позволяет снизить уровень шума, излучаемого корпусной деталью до 5 дЬА (рис. 1.1).
Повышение жесткости корпусных деталей достигается также за счет увеличения толщины стенок (что сопровождается увеличением металлоемкости корпусной детали пропорционально увеличению толщины стенки), введения ребер и перегородок (незначительное повышение металлоемкости), рационального перераспределения толщины стенок без увеличения общей металлоемкости детали.
В работе [12] приведены результаты замеров вибрационных и шумовых характеристик шпиндельных бабок токарного станка модели 1А616 с разными толщинами стенок (рис. 1.2).
Г"
а
б
"П У
Рис. 1.1. Элементы корпусов для увеличения механического сопротивления: а - несущие стенки, б - крышки с ребрами жесткости.
Увеличение жесткости конструкции смещает собственные частоты в высокочастотную область, в которой ниже уровень возмущающих нагрузок и выше импеданс стенок. Замена плоских элементов конструкции на сферические или цилиндрические элементы позволяет снизить шум на 5 дБА за счет увеличения их жесткости.
Жесткость вводимых ребер должна быть достаточной, а деление поверхности стенок ребрами должно приводить к образованию отдельных излучателей различного
размера во избежание равночастотного звукоизлучения. В работе [7] рекомендуется выбирать высоту ребер в пределах 4...6-кратной толщины стенки.
В листовых стенках сварных конструкций достаточное увеличение жесткости стенок достигается выштамповкой ребер жесткости, а также приваривания ребер, косынок, перегородок. В работе [5] на примере модернизации станка модели 1716ПФЗ показана эффективность таких мероприятий в местах установки электродвигателя и редуктора. Достигнуто снижение шума на 3-7 дБА.
Известна работа [3], где оптимизация конструкции шпиндельной бабки токарного станка по минимуму излучаемого уровня шума достигается за счет перераспре»
деления толщины^ стенок и перегородок без повышения металлоемкости (расчетный эффект снижения шума составил*3-4 дБа).
4
Рис. 1.2. Уровни вибрации шпиндельной бабки с разными толщинами стенок.
1.2.2. Улучшение демпфирующих свойств стенок корпусных деталей за счет введения
в них средств повышения демпфирования
Такое улучшение возможно, в принципе, двумя путями:
1. введение демпфирующей среды "внутри стенок"
2. наложение на стенки разного ряда вибропоглощающих покрытий.
Введение демпфирующей среды "внутри стенки" особенно эффективно для сварных конструкций. Так, исследования шума и вибраций в судостроении показали, что заметное снижение акустической активности может быть достигнуто за счет при-
менения сыпучих виброглушителей, засыпаемых в полость двойной стенки корпуса: песка, чугунной дроби [7-9]. Основное достоинство метода - дешевизна демпфирующего материала и незначительное повышение трудоемкости при достаточно высокой эффективности. Рекомендуется толщина слоя сыпучего вибропоглотителя равна двух-или трехкратной толщине демпфирующего элемента.
Ьа,дБ
Рис. 1.3. Уровни виброускорения сварного основания станка модели 16Б16П:
1 - без песка, 2-е песком
Из рис. 1.3 видно, что эффективность в снижении вибраций в частотном интервале 250...8000 Гц составляет 10.. 18 дБ.
Аналогичные результаты получены на станке модели 1716ПФЗ, где заполнение песком сварного основания позволило понизить шум на 7 дБА [9].
Частота колебаний, вйше которой слой песка толщиной 11с дает эффект, определяется по формуле
Введение песка в полости основания увеличивает коэффициент потерь колебательной энергии на опорных площадках с 0,013 до 0,048.
По данным технической школы Г. Аахена (ФРГ) [11], заполнение основания и нижней части станины карусельного станка пластмассой и песком дало снижение шума соответственно на 5 и 9 дБА.
Однако способ засыпки полости двойных стенок сварной конструкции имеет свои недостатки. Необходимость отжига крупных базовых деталей после сварки для снятия остаточных напряжений требует наличия крупных отжиговых печей.
Кроме того, при длительной эксплуатации в условиях наложения вибраций песок теряет свою структуру, превращаясь в пыль, которая слеживается в монолит, теряющий демпфирующие свойства.
В чугунных отливках практикуется оставление в стенках замкнутых полостей, в которых остается формовочная смесь.
Высокие демпфирующие свойства (в 5-6 раз выше чугунных) имеют несущие базовые детали станков, выполненных из железобетона и полимеробетона, что в практике отечественного станкостроения не нашло распространения.
1.2.3. Введение демпфирующих прокладок между стенкой базовых деталей и
источником вибраций
Там, где это технически возможно, между источником вибраций и базовой деталью вводятся прокладки из демпфирующего материала. Прокладки не должны входить в точную размерную цепь.
Так, на станке модели 1716ПФЗ установка двигателя на резиновые шайбы диаметром 35 мм при толщине 10 мм [9] привела к снижению шума на 10-20 дБ в высокочастотной части спектра. На станке модели 16К20Т1 установка автоматической коробки скоростей АКС на прокладку из текстолита позволила снизить уровни шума по отдельным частотным полосам на 2-7 дБ.
У токарно-револьверных станков модели 1Е316П и 1Д325П установка резиновой прокладки между фланцем редуктора и тумбой станка позволила существенно снизить уровни шума.
Можно констатировать, что этот метод при наличии технической возможности его использования дает хороший эффект.
1.2.4. Улучшение демпфирующих свойств стенок базовых деталей за счет введения
вибропоглощающих покрытий
Применение вибропоглощающих покрытий, которые наносятся на поверхности звукового излучения, дает тем больший эффект, чем меньше жесткость и больше площадь задемпфированной поверхности. Экспериментально установлено, что жесткие покрытия дают наибольший эффект на низких частотах, армированные покрытия - на средних частотах и мягкие - на высоких частотах.
Применение вибропоглощающих покрытий эффективно как для сварных стальных конструкций, имеющих низкий коэффициент потерь (г| = 0,01...0,03), так и для чугунных корпусов. Одним из основных преимуществ этого метода является то, ^ что в этом случае можно обойтись без кардинального изменения конструкции корпуса. Вибропоглотитель следует располагать в местах установки основных источников вибрации, т. е. в области расположения редукторов, коробок подач, шпиндельных бабок.
Установка на передней стенке токарно-винторезного станка армированного покрытия из материала "Випонит -1н" позволило понизить вибрацию на 6 дБА [5], что эквивалентно увеличению толщины стенки в три раза (рис. 1.4).
\
Рис. 1.4. Уровни виброускорения шпиндельной бабки станка модели 1А616: 1- без
покрытия, 2-е покрытием.
Нанесение вибропоглощающего покрытия ВМЛ-25, разработанного АКИН АН СССР на стенки сварного основания станка модели 1716ПФЗ, имеющие толщину 8 мм, снижает вибрации до 4 - 6 дБ (рис. 1.5).
85
75
65
55
45
35
25
Ьа, дБ
0,032 0,125 0,5
кГц
8
Рис. 1.5. Уровни вибрации сварного основания станка 1716ПФЗ: 1 - без вибропоглощающего покрытия; 2-е одним слоем ВМЛ-25; 3-е двумя слоями ВМЛ-25.
1.2.5. Улучшение виброакустических характеристик корпусных деталей за счет введения специальных демпфирующих устройств
Виброгасящие массы. Заметный эффект снижения вибрации отдельных стенок достигается установки виброгасящих масс, имеющих форму шайб. Эффективность снижения вибрации (дБ) пластины толщиной Ь (мм) виброгасящими массами для различных частот колебаний определяется по зависимости [9]:
Похожие диссертационные работы по специальности «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», 05.03.01 шифр ВАК
Разработка методов улучшения виброакустических характеристик заточных станков и снижения травматизма операторов2006 год, кандидат технических наук Замшин, Владимир Александрович
Улучшение условий эксплуатации зубошлифовальных станков и качества обрабатываемых изделий за счет снижения шума и вибрации2023 год, кандидат наук Солдатов Александр Григорьевич
Снижение шума на рабочих местах операторов специальных расточных и осетокарных станков2020 год, кандидат наук Гогуадзе Марат Григорьевич
Мониторинг качества процесса шлифования с использованием нейросетевых моделей2003 год, кандидат технических наук Ворыпаев, Алексей Николаевич
Обеспечение качества формообразования деталей точного машиностроения на основе мониторинга технологического процесса и оборудования2009 год, доктор технических наук Игнатьев, Станислав Александрович
Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Саликов, Владимир Федорович
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
В работе рассмотрены основные направления решения важной научно-технической и социально-экономической задачи, направленной на изучение процессов шумообразования плоскошлифовальных станков и доведения их акустических характеристик до нормативных значений.
Конечные результаты работы можно представить следующими основными выводами:
1. Уровни шума плоскошлифовальных станков превышают нормативные значения на 7-8 дБА по уровням звука и на 4-1.2 дБ в октавных интервалах частот.
2. Установлено, что на холостом ходу превышение норматива определяется акустическим излучением гидросистемы. При шлифовании шумовые характеристики плоскошлифовальных станков превышают предельно допустимые значения в частотном диапазоне 500-4000 Гц, что практически полностью определяется звуковым излучением преобразующей системы шлифовальный круг-заготовка.
3. Установлены основные закономерности формирования шума плоскошлифовальных станков при различных видах шлифования. В частности, при шлифовании плоских заготовок и заготовок типа балок, уровни шума станка в первую очередь зависят от акустической активности шлифовального круга. Наиболее акустически активными являются процессы обработки заготовок с консольным закреплением и заготовок типа корпусных деталей. При этих видах обработки доминирует излучение звука обрабатываемыми заготовками.
4. Разработаны модели акустического излучения преобразующей системой шлифовальный круг-заготовка для различных видов плоского шлифования и на их основе получены аналитические зависимости для определения уровней шума.
5. Экспериментальные исследования виброакустических характеристик плоскошлифовальных станков подтвердили теоретические выводы об основных закономерностях шумообразования станков в целом, количественном вкладе отдельных источников и влиянии режимов шлифования на шумовые характеристики станка.
6. Разработана методика инженерного расчета шума плоскошлифовальных станков на стадии проектирования. Результаты расчетов показали высокую сходимость расчетных и экспериментальных уровней шума, разница между которыми не превышает 3 дБ, а также позволили существенно уточнить количественный вклад отдельных источников в акустические характеристики станка, выявить наиболее шумо-активные виды обработки и оценить количественные значения превышения над предельно допустимыми значениями в соответствующих частотных диапазонах.
7. На основе теоретических и экспериментальных исследований закономерностей шумообразования плоскошлифовальных станков, доминирующего влияния воздушной доли шума от системы шлифовальный круг-заготовка и гидросистемы разработаны и внедрены в производство ограждающие конструкции зоны шлифования и гидростанции с необходимой величиной звукоизоляции.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Саликов, Владимир Федорович, 1999 год
ЛИТЕРАТУРА
1. Научно-технический прогресс и охрана труда: Обзор, информ. / ВЦНИИО'Г ВЦСПС. - M., 1980. - Вып.7. - 57с.
2. Rentzsch M. Einfeup von Ьдггп auf die Leistungsparame ter des systems "Mensch - Maschine". - Dresden, 1984. - 111 c.
3. Чукарин A.H., Феденко A.A. О расчете корпусного шума шпиндельных бабок станков токарной группы // Надежность станочных и инструментальных систем. -Ростов н/Д, 1993,-с.74-78.
4. Болотов-Б.Е., Панов С.Н. Метод снижения шума металлорежущих станков // Станки и инструмент. - 1978. -№11.- с. 19-20.
5. Козо.чкин М.П. Методы снижения шума металлорежущих станков и их узлов: Методические рекомендации. - М., 1986. - 68с.
6. Чукарин А.Н., Заверняев Б.Г., Фуга Н.Г. Влияние вибраций встроенных подшипников качения на виброакустическую активность корпусных деталей металлорежущих станков // Оптимизация и интенсификация процессов отделочно-зачистной и упрочняющей обработки: Межвузовский сборник - Ростов н/Д, 1987. - с123-132.
7. Панов С.Н. Виброакустика корпусных конструкций станков // Динамика станков: Тез. Всесоюзная конференция - Куйбышев, 1984. - с. 140-141.
8. Панов С.Н. Акустическое проектирование корпусных конструкций станочных модулей // Материалы всесоюзного совещания по проблемам улучшения акустических характеристик машин, Звенигород. 27-29 окт. - М., 1988.-е. 151-152.
9. Козочкин М.П. Снижение шума металлорежущих станков и их узлов // Металлорежущие станки и автоматические линии: ЭНИИМАШ. - 1979. - №10. - с. 20-27.
10. Чукарин А.Н. Виброакустические основы расчета металлорежущих станков на стадии их проектирования. - Автореферат дисс. докт. техн. наук. - Ростов н/Д, 1995.-29с.
11.Tesch F. Der fenlerhaft Zchneigziff und Sein Auwirkungen auf die Terauschabstzahlung // TH. -Aachen -1969. -P.52-57.
12.Хаймович М.Е. Снижение шума гидроприводов металлорежущих станков // Станки и инструмент. - 1979.- №10. - с. 21-24.
13. Авиационная акустика /Под ред. А.Г. Мунина, В.Е. Квитки. - М.: Наука, 1981.-448с.
14.Башта Т.М. Снижение шума в гидросистемах машин // Вестник машиностроения. - 1971. - №6. - с. 33-38.
15.3айченко И.З., Малышевский Л.М. Лопастные насосы и гидроаппаратура. -М.: Машиностроение, 1964. ^ с.211.
16.Скрипицкий В.Я., Рокшевский В.А. Эксплуатация промышленных гидроприводов. - М.: Машиностроение, 1984. - с. 169.
17. Rebel J Planung hydraulischez Analgen // Opt. - 1984. - №14. - P. 193-196.
18. A.c. .1247585 СССР МКИ4 15B1/02. Пневмогидравлический привод / В.A. Чернавский, Н.С. Луптаков и др. - №3759836; Заявлено 26.06.84; Опубл. 30.06.86, Бюл.№28 - 4с.
19. Вибрация и шум электрических машин малой мощности / Л.К. Волков, Р.Н. Ковалёв, Г.Н. Никифоров и др. - Л.: Энергия, 1979. - 205с.
20.Чукарина И.М., Балыков И.А. О расчете спектров шума трубопроводов шлифовальных станков // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Сб. ст. докл. конф., Санкт-Петербург 20-22 мая. - Санкт-Петербург, 1997. - с. 168-170.
21. Панов С.Н. Голографические исследования в экспериментальной акустике машин // Материалы Всесоюзного совещания по проблемам улучшения акустических характеристик машин, Звенигород, 27-29 окт. -М., 1988. -С. 149-151.
22. Панов С.Н. Акустическое проектирование корпусных конструкций станочных модулей // Материалы Всесоюзного совещания по проблемам улучшения акустических характеристик машин, Звенигород, 27-29 окт. -М., 1988. -С. 151-152.
23.Перечень вибропоглощающих материалов и конструкций, рекомендованных к применению в народном хозяйстве // АКИН АН. -М., 1978. -31 с.
24. Николаев В.Г., Поджаров Е.И. Снижение шума станков с ЧПУ // Станки и инструмент. -1985. -№5. -С.32.
25.Кудинов В.А. Динамика станков. -М.: Машиностроение, 1967. -360 с.
26.Тлусты И. Автоколебания в металлорежущих станках. -М.: Машгиз, 1956. -
394 с.
27.Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. -М.: Машиностроение, 1986.-336 с.
28.3аковоротный В.Л. Расчет автоколебаний инструмента относительно деталь на металлорежущих станках // Изв. СКНЦ. Сер. технических наук. -1977. -№2. -С. 5561.
29. Заковоротный В.Л. Методика исследования упругих характеристик металлорежущих станков // Изв. СКНЦ. Сер. технических наук. -1980. -№1. -С. 63-65.
30.Рыжков-Д.И. Вибрации при резании металлов и методы их устранения. -М.: Машиностроение, 1961.-17Íc.
31. Reduction av buller skarange bearbetning // IVF - Resultat nz 77501. -1977. -P.
1-38.
32. Tonshaff H.K., Westphal R. Noise reduction in circular sowing of metal // CIRP Ann.-1978.-27, N1.-P. 339-343.
33.Будрин С.В., Голованов В.И., Свядощ В.А. Снижение шума круглопильных станков методами вибропоглощения и виброизоляции // XI Всесоюзная акустическая конференция: Аннотация докл. -М., 1991. -С. 41-44.
34. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. -Л.: Машиностроение, 1986. -184 с.
35. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Под. ред. Е.Я. Юдина. -М.: Машиностроение, 1985. -400 с.
36. Балыков И.А. Особенности акустических характеристик фрезерных станков и разработка мероприятий по снижению шума: Автореф. дис. канд. техн. наук,- Ростов н/'Д, 1997,- 15с.
37. Балыков И.А., Чукарин А.Н., Евсеев Д.З. Влияние процессов резания на шум фрезерных станков // Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии: Сб. ст. докл. конф., Санкт-Петербург, 1996.- с. 222-223.
38.Балыков И.А. О расчете шума, излучаемого заготовкой при фрезеровании / Донской Государственный Технический Университет. - Ростов н/Д, 1996,- Ден. в ВИНИТИ 16.08.96., №2685 -В96.
39.Чукарин А.Н., Балыков И.А. Экспериментальные исследования шума и вибрации фрезерных станков / Донской Государственный Технический Университет. -Ростов н/Д.- Деп. в ВИНИТИ 16.08.96., №2687 -В96.
40. Балыков И.А. Акустическая модель режущего инструмента при фрезеровании // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем: Сб. ст. -Ростов н/Д, 1996.-С. 116-122.
41. Чукарин А.Н. Акустическая модель системы деталь-инструмент при токарной обработке // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем. - Ростов н/Д, 1993,- С. 19-28.
42.Чукарин А.Н., Каганов B.C. Звукоизлучение заготовки при токарной обра-
\
ботке // Борьба с шумом и звуковой вибрацией. - М., 1993. - С. 21-24.
43.Чукарин А.Н., Заверняев Б.Г., Дмитриев B.C. Шумовые характеристики при расточке колец // Борьба с шумом и вибрацией. -М., 1977. -С. 25-28.
44. Заверняев Б.Г., Попов Р.В., Чукарин А.Н. Влияние режимов резания на виброакустические характеристики металлорежущих станков // XI Всесоюзная акустическая конференция: Аннотация докл. -М., 1991. -С. 49.
45. Чукарин А.Н., Заверняев Б.Г., Логвинова A.A. Выявление влияния нагрузки от силы резания на звуковое поле станков токарной группы // Типовые механизмы и технологическая оснастка станков, станков с ЧПУ и ГПС: Сб. ст. докл. конф., Чернигов 14-17 мая. -Киев, 1991. -С. 61-62.
46.Чукарина И.М., Каганов B.C. Акустическая модель системы шлифовальный круг - заготовка в процессе внутреннего шлифования // Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники: Сб. ст. -Ростов н/Д, 1997. -С. 90-102.
47.Чукарина И.М. Акустическая модель системы шлифовальный круг-заготовка круглошлифовального станка // Промышленная экология - 97: Докл. науч.-практ. конф., 12-14 нояб. -СПб, 1997. -С. 294-300.
48.Чукарина И.М., Балыков И.А., Дмитриев B.C. Шумовые характеристики шлифовальных станков // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем: Сб. науч. тр. -Ростов н/Д, 1997. -С. 119-123.
49. Чукарина И.М., Балыков H.A., Саликов В.Ф. Акустическое излучение консольной заготовки при шлифовании // Доклады и тезисы докладов III Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», 16-18 июня. -СПб, 1998. -Т.2. -С. 446-448.
50. Чукарина И.М., Цукерников И.Е., Балыков И.А. Акустические характеристики шлифовальных и заточных станков // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем: Сб. ст. -Ростов н/Д, 1998.- С. 140-143.
51. Справочник технолога-машиностроителя. Т2 / Под ред. Л.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, !985. - 496с.
52. Морз Ф. Колебания и звук. - М: ГИТТЛ, 1949. - 496.
53. Саликов В.Ф., Балыков И.А., Чукарин А.Н. Колебательные модели заготовок при шлифовании // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Сб. ст. докл. конф., -СПб, 16-18 июня 1998.-С. 448-453.
54. Расчеты на прочность в машиностроении / Под ред. С.Д. Пономарева. Т.З. -М.: Машгиз, 1959.-884с.
55.Никифоров A.C. Вибропоглощение на судах. - Л.: Судостроение, 1979. -
185с.
56. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. - М.: Изд-во МГУ, 1960. -335с.
57. Чукарина И.М., Балыков H.A., Саликов В.Ф. Акустическое излучение консольной заготовки при шлифовании // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Сб. ст. докл. конф., -СПб 16-18 июня 1998. -С. 446-447.
58. Саликов В.Ф., Балыков H.A., Чукарин А.Н. Колебательные модели заготовок при шлифовании // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Сб. ст. докл. конф., -СПб 16-18 июня 1998. -С. 448-453.
59. Чукарина И.М., Балыков И.А., Саликов В.Ф. Акустическое излучение при шлифовании отверстий // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем: Сб. ст. - Ростов н/Д, 1998.- С. 126-137.
60. Иванов Н.И., Самойлов М.М. Расчет эффективности малых акустических экранов // Проблемы шумозащиты. Днепропетровск, 1980. -С. 21-23.
61. Борисов Л.И., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1990. -256с.
62. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Л.Г. Балишан-ская, Л.Ф. Дроздова, П.И. Иванов и др.; Под ред. П.И. Иванова. -СПб.: Политехника, 1992. -365с.
63.Глаговский Б.А., Москаленко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1977. -208с.
64. Глаговс-кий Б.А., Чофнус Е.Г. Метод расчета частотно-амплитудных характеристик абразивного круга при ударном воздействии. Труды ВНИИМАШ, №2. -М., Машиностроение, 1965. -С. 67-72.
65.Москаленко И.Б., Орлов В.А. Новый метод контроля твердости малогабаритного абразивного инструмента / Передовой научно-технический и прогрессивный опыт, 1967, №6.-С. 8-10.
66. Москаленко И.Б., Славина Л.Я. Контроль неоднородности твердости абразивных брусков неразрушакмцим ультразвуковым методом. Труды ВНИИАШ, №10. -М.: Машиностроение, 1970.-С. 61-68.
67. Славина Л.Я. Исследование спектра частот собственных колебаний абразивных кругов большого диаметра. Труды ВНИИМАШ №5. -Л.: Машиностроение, 1974.-С. 105-112.
68. Славина Л.Я. Неразрушающий контроль кругов диаметром свыше 250 мм звуковым методом. -Абразивы, 1972, №10. -С. 22.
69. Попов С.А. Шлифование высокопористыми кругами. -М.: Машиностроение, 1980.-79 с.
70. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. -Л.: Машиностроение, 1973.-134 с.
71. Определение и контроль динамических характеристик шлифовальных кругов. -М.: НИИМАШ, 1987. -85 с.
72.Ящерицын П.И. Повышение качества шлифовальных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. -Минск: Наука и техника, 1972. -478 с.
73.Маслов E.H. Теория шлифования материалов. - М.: Машгиз, 1951. -179 с.
74.Гаршин А.П. Абразивные материалы. -JL: Машиностроение, 1983. -231 с.
75.3ахаренко И.П. Эффективные методы шлифования алмазным инструментом.
-М.: Машиностроение, 1982. -224 с.
76. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. -М.: Машиностроение, 1969.-335 с.
77.Саютин-Г.И. Выбор шлифовальных кругов. -М.: Машиностроение, 1976. -
; 64 с.
78.Ящерицын П.И. Скоростное внутреннее шлифование. -Минск: Наука и техника, 1980.-279 с.
79.Байкалов А.К. Введение в теорию шлифования материалов. -Киев: Наукова думка, 1978.-206 с.
80. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. -JL: Изд-во ЛГУ, 1931.-142 с.
81. Ефремов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. -М.: Машиностроение, 1979.-205 с.
82. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. -Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1979. -231 с.
83.Францевич И.Н., Воронов Ф.Ф., Бакута С.А. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. -Киев: Наукова думка, 1982. -286 с.
84.Кохановский В.А., Салион В.А., Новоселов Ф.Ф. Исследование и разработка установки для контроля шарнирных подшипников с покрытием из самосмазывающихся волокнитов динамическим методом. -Отчет о НИР. № ГР 01.85.0067410. -Ростов н/Д, 1986. -45 с.
85. ГОСТ 12.1.003-76. СС5Т. Шум общие требования безопасности.
86.ГОСТ 12.2.009-75. СС5Т. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности.
87.3аверняев Б.Г. Методы исследования шума металлорежущих станков. Конспект лекций. -Ростов н/Д, РИСХМ, 1980. -55 с.
88. ГОСТ 1718-71. Шумомеры. Методы испытаний.
89. Никифоров A.C. Акустическое проектирование судовых конструкций. -Л.: Судостроение, 1990.-200 с.
90.Кузьменко В.А. Звуковые и ультразвуковые колебания при динамических испытаниях. - Киев: Наук думка, 1963. - 117 с.
91. Абрамов С.К. Резонансные методы исследования динамических свойств пластмасс. -Ростов н/Д, Изд-во РГУ, 1973.-136 с.
92. Павлов-Б.Т. Акустическая диагностика механизмов. -М.: Машиностроение, 1971.-223 с.
93.Чукарина И.М., Саликов В.Ф., Кохановский В.А. Экспериментальные исследования модуля упругости шлифовальных кругов // Проектирование технологических машин. Сб. науч. тр.: Под ред. A.B. Пуша. -Вып.12. -М.: МГТУ Станкин, 1998. -С. 58-61.
94.Тартаковский Б.Д. Научные и практические вопросы создания и серийного производства вибропоглощающих материалов и покрытий и вибродемпфированных конструкций // Материалы Всесоюзного совещания по проблемам улучшения акустических характеристик машин. Звенигород. 27-28 окт. -М., 1988. -С. 36-47.
95. Новые вибропоглощающие материалы и покрытия и их применение в промышленности / Под ред. A.C. Никифорова. -Л.: Знание, 1980. -100 с.
96. Степанов В.Б.. Т^ртаковский Б.Д. Эффективность жесткоговибропогло-щающего покрытия ограниченной протяженности. -Акустический журнал, 1977. Т.23. Вып.З.-С. 430-436.
97.Тартаковский Б.Д. Методы и средства вибропоглощения. - В кн.: Борьба с шумом и звуковой вибрацией. - М.: Знание, 1974. - С. 3-19.
98.Чукарин А.Н. Звукоизоляция защитных шайб подшипников качения / Ростов. ин-т с.-х. машиностр. - Ростов н/Д, 1982. - Деп. в НИИМАШ 28.07.82, №193.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.