Исследования акустической эффективности встроенных звукоизолирующих кожухов продольно-фрезерных деревообрабатывающих станков

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВСТРОЕННЫХ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩИХ КОЖУХОВ ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫХ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ

Гагарин Д.Р., Старжинский В.Н.

УГЛТУ, Екатеринбург

Приводятся данные по спектральному составу шума на рабочих местах станочников при холостом и рабочем ходе при открытом и закрытом звукоизолирующем кожухе. Определена акустическая эффективность кожухов, даны рекомендации по повышению звукоизоляции конструктивных элементов кожухов.

За последние десятилетия изделия машиностроения с пониженными уровнями шума стали одним из основных рекламных аргументов при их сбыте.

Известно, что деревообрабатывающее оборудование является одним из наиболее шумных изделий машиностроения. Особенно неблагоприятными в акустическом отношении является продольно-фрезерные, круглопильные станки и рубительные машины, уровни шума которых достигают на рабочих местах 100-110 дБА.

Снизить уровни звуковой мощности в источнике до пределов, обеспечивающих допустимые по санитарным нормам уровни звукового давления на рабочих местах станочников, путем изменения режимов резания (как показали многочисленные исследования) не представляются возможным из-за снижения качества выпускаемой продукции, производительности оборудования.

В связи с этим, устройство звукоизолирующих кожухов в конструкции деревообрабатывающих станков является единственным средством защиты от шума.

Однако, такая защита может быть обеспечена только при научно обоснованном выборе звукоизоляции элементов кожухов.

В последние годы многие зарубежные и отечественные фирмы разработали и выпускают деревообрабатывающие продольно-фрезерные станки с встроенными звукоизолирующими кожухами. Они совершенны с эргономической точки зрения, отвечают требованиям техники безопасности.

Однако, с акустических позиций эффективность этих кожухов слишком низка.

К сожалению, ни в одном техническом паспорте, ни в технических характеристиках станков, выпускаемых как отечественными, так и зарубежными фирмами, не удается найти каких либо данных по акустической эффективности предлагаемых звукоизолирующих кожухов.

Кожух - сложная звукоизолирующая конструкция, эффективность которой зависит от большого числа факторов, в том числе: от формы и размеров; жесткости элементов конструкции; площади и месторасположения отверстий и смотровых окон; наличия звукопоглощения под кожухом; расположения источников шума под кожухом; звукоизоляции элементов ограждающих конструкций, частоты звука.

Исследования акустической эффективности встроенных звукоизолирующих кожухов проводилась в условиях действующих предприятий: ООО «Егоршинский лес» (г. Артемовск) и ООО «Лесные традиции» (г. Алапаевск).

Исследования проводились на четырехстороннем продольно-фрезерном станке модели HFB516 фирмы HONFAT и отечественном станке модели С25-5А производства Боровичского завода деревообрабатывающих станков. Оба станка оснащены встроенными звукоизолирующими кожухами.

На рис. 1,2 приведены графики спектров шума станка HFB516, на рис. 3 - спектры шума станка С25-5А.

Как видно из представленных графиков, уровни звукового давления на рабочих местах у обоих станков при наличии звукоизолирующих кожухов значительно превышают нормативные значения.

Особенность кожухов продольно-фрезерных станков заключается в том, что рабочее место расположено вблизи кожуха и приходящая в нее звуковая энергия от различных элементов кожуха неодинакова. Поэтому основные конструктивные параметры звукоизолирующих кожухов, а также особенности излучения звука элементами ограждения должны быть учтены с эффектом дифракции звука от различных элементов кожуха.

Исследования показали, что звукоизоляция кожухов по уровню звука и по звуковому давлению изменяется в широких пределах в различных контрольных точках станка. За контрольные точки в соответствии с [1] принимались рабочие места и точки на расстоянии 1 м от наружного контура станка.

Эти различия зависят от изменения частотного спектра шума на холостом и рабочем ходу, характера формирования звукового поля под кожухом, фактора направленности излучения источниками шума и элементами кожуха, наличия сквозных проемов конструкции кожуха [2,3].

Максимальная звукоизоляция по уровню звука кожухов обоих станков зарегистрирована в контрольных точках посредине станков на расстоянии 1 м от станка. Для станка HFB516 она равна 10,4 дБА, для станка С25-5А - 11,4 дБА.

На рабочих местах станочников из-за наличия открытых проемов в торцевых станках кожухов, имеющих коэффициент несплошности ~ 0,01, звукоизоляция значительно ниже - 6 дБА на подаче древесины - 5 дБА на приеме заготовок.

Рис.1 Спектр шума станка HFB 516 на рабочем ходу (кожух открыт)

Рис.2 Спектр шума станка HFB 516 на рабочем ходу (кожух закрыт)

Рис.3 Спектр шума станка С25-5А на рабочем ходу (кожух закрыт)

Анализ спектральных составляющих звукоизоляции кожуха по звуковому давлению показывает, что на низких частотах (до 250 Гц) эффективность звукоизоляции меняется от отрицательных значений до 3-4 дБ. Это связано с тем, что плотность собственных частот воздушного объема кожуха в этом диапазоне частот чрезвычайно мала и в октавных полосах уровни звукового давления определяются собственными колебаниями объема. На этих частотах эффективность звукопоглощающей облицовки стенок кожуха из-за малой величины коэффициента звукопоглощения мала.

С ростом частоты эффективность звукоизоляции возрастает до 8-12 дБ. На резонансных частотах стенок кожуха в области средних частот в экспериментальных кривых эффективности звукоизоляции имеются провалы на 2-4 дБ.

При дальнейшем увеличении частоты звука акустическая эффективность кожухов падает на критических частотах элементов кожухов (около 6 тыс. Гц) из-за явлений волнового совпадения.

В соответствии с [1] различают пять групп кожухов в зависимости от величины звукоизоляции по уровню звука, дБА: а) до 10; в) от 10 до 20; с) от 20 до 30; d) от 30 до 40; е) более 40.

Звукоизолирующие кожухи исследованных станков относятся к группе а), т.е. к кожухам, к которым не предъявлены особые акустические требования.

В результате работы установлены количественные закономерности изменения эффективности кожухов от основных конструктивных параметров, что позволит создавать в будущем встроенные кожухи с повышенными акустическими характеристиками.

шум звукоизолирующий кожух акустический

Библиографический список

1. ГОСТ 31326-2006 (ИСО 15667:2010) Шум. Руководство по снижению шума кожухами и кабинами. Введ. 01.04.07. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2007. 48с.

2. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах / Н.И. Иванов; М.: Транспорт, 1987, 223 с.

3. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция / И.И. Боголепов; Л.: Судостроение, 1986, 368 с.

Размещено на Allbest.ru