WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 36 |

Рациональные режимы труда в первую очередь могут достигаться сокращением времени пребывания рабочих в условиях чрезмерного шума. Принятая в нашей стране система определения эквивалентных уровней предусматривает возможность повышения допустимых уровней шума на 3 дБ при сокращении времени пребывания в шумной зоне в 2 раза.

2.7. Механический шум Механический шум, возникающий на производстве, обусловлен колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах или лотках, колебаниями деталей машин, обусловленных силами немеханической природы и т.п. Эти колебания служат причиной как воздушного, так структурного шума.

Возбуждение механического шума обычно носит ударный характер (процессы ковки, штамповки, клепки, рихтовки). Излучающие его конструкции и детали представляют собой распределенные системы с многочисленными резонансными частотами. Спектр механического шума занимает широкую область частот.

Наличие высокочастотных составляющих в механическом шуме приводит к тому, что обычно он субъективно очень неприятен. Колебания движущихся деталей передаются корпусу (станине, кожуху), который меняет спектр колебаний и излучаемого шума.

Процесс возникновения механического шума весьма сложен, так как определяющими факторами здесь являются кроме формы, размеров, числа оборотов, типа конструкций, механических свойств материала, способа возбуждения колебаний, также состояние поверхностей взаимодействующих тел, в частности трущихся поверхностей, и их смазывание. Расчетным путем определить излучаемое звуковое поле обычно не удается.

Основными источниками возникновения шума механического происхождения являются зубчатые передачи.

2.7.1. Зубчатые передачи Шум зубчатых передач вызывается колебаниями колес и элементов конструкций, сопряженных с ними.

Причинами этих колебаний являются: взаимное соударение зубьев при входе в зацепление, переменная деформация зубьев, вызванная непостоянством сил, приложенных к ним, кинематические погрешности зубчатых колес, переменные силы трения.

Спектр шума занимает широкую полосу частот, особенно значителен он в диапазоне 2000–5000 Гц. На фоне сплошного спектра имеются дискретные составляющие, основными из которых являются частоты, обусловленные взаимным соударением зубьев, действием ошибок в зацеплении и их гармониками (волн с различной амплитудой и фазой). Основная частота шума зубчатых передач равна частоте пересопряжения зубьев:

zn f, где z – число зубьев колеса; n – частота вращения колеса, мин-1.

Для изготовления зубчатых колес в основном используются углеродистые и легированные стали. В тех же случаях, когда необходимо обеспечить менее шумную работу передачи, для зубчатых колес используются неметаллические материалы. Раньше с этой целью зубчатые колеса изготовлялись из дерева и кожи; в настоящее время их делают из текстолита, древопластиков, полиамидных пластмасс (в том числе из капрона).

Зубчатые колеса, изготовленные из пластмасс, имеют ряд преимуществ по сравнению с металлическими:

износостойкость, бесшумность в работе, способность восстанавливать форму после деформации (при невысоких нагрузках), более простую технологию изготовления и т.п.

Наряду с этим они имеют существенные недостатки, ограничивающие область их применения: относительно малую прочность зубьев; низкую теплопроводность, большой коэффициент линейного термического расширения.

Наибольшее применение для изготовления зубчатых колес нашли термореактивные пластмассы на основе фенолформальдегидной смолы. Прочные изделия из них получаются путем введения в состав материала органического наполнителя. В качестве наполнителя применяют хлопчатобумажную ткань в количестве 40–% к массе готовой пластмассы или древесину в количестве 75–80 %, а также стеклоткань, асбест, волокна.

Слоистые пластмассы изготовляются двух типов:

текстолит и древесно-слоистый пластик (ДСП). Изделия из этих пластмасс получаются в большинстве случаев методом механической обработки.

Из термопластических смол широкое распространение получили полиамидные смолы. Они сочетают в себе хорошие литейные качества, достаточно высокую механическую прочность и низкий коэффициент трения (0,12–0,15).

С целью увеличения механической прочности зубчатые колеса из пластмасс усиливаются посредством введения специальных деталей, изготовленных из металла, стеклопластика или другого материала с прочностью выше, чем прочность пластмассы. Из листа 0,1–0,5 мм изготовляют армирующую деталь, воспроизводящую форму зубчатого колеса, но значительно меньшую по наружным размерам. Деталь снабжается отверстиями и пазами для прохождения пластмассы и устанавливается в форму так, чтобы она полностью покрывалась пластмассой.

В зависимости от толщины колеса вводят одну или несколько таких деталей. Подобным образом можно армировать не только прямозубые, но и глобоидальные колеса, а также червяки и кулачки. Сравнительные испытания зубчатых передач с колесами из пластмасс и со стальными колесами, проведенные ЦНИИТМАШ, подтвердили эффективность применения пластмасс для снижения шума.

Так, уровень звукового давления пар сталь – капрон снизился по сравнению с уровнем звукового давления стальных зубчатых пар на 18 дБ. Повышение нагрузки пластмассовых зубчатых передач вызывает меньшее увеличение шума, чем у стальных. Сравнительная оценка шума зубчатых пар сталь – капрон и капрон – капрон на всех режимах работ показывает, что для снижения шума передач практически достаточно заменить одно зубчатое колесо пластмассовым. Эффективность снижения шума за счет применения пластмассовых колес на высоких частотах выше, чем на низких.



Материалом, находящим все новые и новые области применения в современной технике, стала резина.

Прочность, надежность, долговечность резиновых деталей определяются правильным выбором конструкции, оптимальных размеров, марки резины, рациональной технологии изготовления деталей. Практика показала эффективность применения упругих зубчатых колес, а также колес с внутренней виброизоляцией. В качестве элементов таких изделий применяются гибкие резиновые шарниры. Упругость зубчатого колеса достигается путем укрепления резиновых вставок между ступицей и венцом колеса. Эго способствует смягчению радиальных и уменьшению ударных нагрузок на зуб колеса.

Одним из способов уменьшения шума и вибрации зубчатых колес является повышение точности их изготовления. Точность изготовления обеспечивается правильным выбором технологического процесса нарезания и доводочной обработкой венца (шевингованием, притиркой, тонким шлифованием и полированием). Применяют мероприятия, снижающие шум зубчатых колес на следующие величины (дБА):

Обкатка зубчатых колес………………………………Бочкообразная форма зубьев…………………………Подбор зубчатых колес парами по шуму……………Притирка зубьев……………………………………….Фланкирование профиля зубьев...……………………В результате применения этих операций и мероприятий величина циклически действующих ошибок уменьшается, и тем самым значительно снижается шумообразование (на 5–10 дБ). Длительная притирка зубьев не рекомендуется, так как она приводит к недопустимому искажению их профиля.

Снижение шума передачи может быть достигнуто уменьшением частоты вращения зубчатых колес.

Например, за счет применения двухступенчатых редукторов, уменьшения модуля, изменения числа зубьев.

На увеличение уровня шума зубчатых передач существенное влияние оказывают также монтажные и эксплуатационные дефекты. К монтажным дефектам относят повышенные зазоры в подшипниках, перекос осей, невыдержка межцентровых расстояний спариваемых зубчатых колес, неточное центрирование их, биение соединительных муфт. К эксплуатационным факторам, влияющим на шум зубчатых колес относят изменение передаваемого крутящего момента (в частности, его колебания), износ и режимы смазывания и количество смазочного материала. Изменение передаваемого крутящего момента, порождает ударный характер взаимодействия зубьев в зацеплении. Отсутствие или недостаточное количество смазочных материалов металлических зубчатых колес приводит к повышению трения и, как следствие, к увеличению уровней звукового давления на 10–15 дБ.

Снижение интенсивности низкочастотных составляющих шума достигается повышением качества сборки и динамической балансировкой вращающихся деталей, а также введением упругих муфт между редуктором и двигателем, редуктором и исполнительным механизмом. Введение упругих элементов в систему снижает динамические нагрузки на зубья зубчатых колес.

Применение специальных демпферов как в самих зубчатых передачах, так и во всем механизме в целом смещает максимум звуковой энергии в сторону средних частот.

Уменьшение зазоров между зубьями заметно уменьшает амплитуду вибраций зубчатых колес, вызванных внешними причинами, однако уменьшение зазора до значений, меньших допустимого нормами, вызовет заметное ухудшение в работе передачи. Своевременный и высококачественный ремонт зубчатых передач, при котором зазоры во всех сочленениях доводятся до предусмотренных допусками, необходим для снижения уровня шума и вибрации.

2.7.2. Редукторы Редуктор – это агрегат, включающий в себя одну или несколько передач зацеплением, смонтированных в корпусе. Редуктор предназначен в основном для понижения частоты вращения и, соответственно, увеличения крутящего момента. Любой редуктор имеет быстроходный (входной) и тихоходный (выходной) вал. В редукторах применяют зубчатые передачи, цепные передачи, червячные передачи, а также используют их в различных сочетаниях. Редукторы используют в транспортных, грузоподъемных, обрабатывающих и других машинах.

Основными причинами шума редукторов являются неточности зацепления зубчатых колес, изготовления шарикоподшипников, сборки и монтажа, а также неудовлетворительная их эксплуатация.

На рис. 2.16 показаны пути передачи шума в закрытых зубчатых передачах (редукторах). Излучателями шума в таких системах являются ограждающие конструкции. От зубчатых передач шум через воздушный промежуток и ограждения проникает в окружающее пространство – это воздушный шум.

Колебания от зубчатых передач через опорные конструкции и стыковые соединения могут передаваться на внешние ограждающие конструкции, которые излучают шум.

Рис. 2.16. Пути передачи звука и вибрации на ограждения редукторных систем:

1 – станина; 2 – кожух; 3 – зубчатая передача В кожухах редукторов имеются технологические отверстия (смотровые окна, отверстия для смазывания и т.д.). Шум редукторных систем слагается из шума, излучаемого кожухом, колеблющимся под действием шума внутри него и вследствие передающихся на него вибраций, а также воздушного шума, проходящего через отверстия и неплотности. Несмотря на различное назначение и конструктивное исполнение, редукторы имеют ряд общих характерных особенностей:

– зубчатые передачи и ограждающие конструкции размещены на общей станине;





– кожухи имеют небольшие габариты, и внутренняя воздушная полость редукторных систем относится к классу «малых» акустических объемов, размеры которых меньше длины волны на низких и средних частотах;

– ограждающие конструкции жестко связаны с металлическими опорными конструкциями;

– общий уровень излучаемого редукторными системами шума определяется уровнем шума, излучаемого тонкостенными крышками ограждений;

– обычно размеры излучающих ограждений соизмеримы с расстояниями до зон, в которых находится обслуживающий персонал.

В табл. 2.20 перечислены основные причины возникновения шума в редукторах и мероприятия по его снижению.

Таблица 2.Причины шума и мероприятия по его снижению в редукторных системах Источник Причины шума Мероприятия по снижению шума шума Недостаточная Увеличить звукоизоляцию ограждений звукоизолирующая Воздушный способность ограждений шум Высокий уровень звукового Ввести в полости звукопоглощающие давления в полости материалы редукторных систем Недостаточная Увеличить виброизоляцию движущихся виброизоляция движущихся механизмов от ограждающих конструкций Вибрация механизмов от ограждающ ограждающих конструкций их Малый коэффициент потерь Увеличить коэффициент потерь: введением в конструкци ограждающих конструкций стыковые соединения вибропоглощающих й прокладок; применением вибропоглощающих мастик, наносимых на ограждения Большие размеры и Уменьшить площадь отверстий и оснастить Технологич неудачное расположение их специальными устройствами еские технологических отверстий в (звукопоглощающими каналами) отверстия панелях ограждений 2.7.3. Кулачковые механизмы Кулачковым называется трехзвенный механизм с высшей кинематической парой, входное звено которого называется кулачком, а выходное – толкателем (или коромыслом). Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного или поступательного движения кулачка в возвратно-вращательное или возвратно-поступательное движение толкателя.

Шум и вибрация от кулачковых механизмов являются доминирующими при работе машин полиграфической, текстильной и пищевой промышленности. Возникновение шума от кулачковых механизмов связано с наличием переменных сил в зоне контакта пары кулачок – ролик, которые вызывают колебания деталей, приводящие к излучению шума.

Наиболее эффективными способами снижения колебаний кулачковых механизмов являются:

оптимальный режим механической обработки профилей кулачков и введение дополнительных операций, улучшающих качество их поверхности (например, выглаживание); применение материалов для изготовления роликов и кулачков, обладающих демпфирующими свойствами; применение в кулачковых механизмах подшипников качения в качестве роликов; надлежащее проектирование профиля кулачка с целью уменьшения неравномерности движения и ударов.

В табл. 2.21 приведены данные о роликах кулачковых механизмов с пониженным излучением шума.

Таблица 2.Основные параметры малошумных роликов кулачковых механизмов Снижение Вибродемпф Тип Схема вибрации ирующий Свойства и область применения конструкции конструкции и шума1, материал дБ 1 2 3 4 Может применяться в Сплошной кулачковых механизмах со Текстолит 2,5–ролик скоростями работы не более м/с Может применяться для машин То же То же Капролон 3–4 со средним режимом нагрузок в кулачковых механизмах Окончание табл. 2.1 2 3 4 Рекомендуется применять в Поликарбо кулачковых механизмах, Сплошной нат 3–4 работающих с небольшими ролик (дифлон) жесткими ударами при средних режимах нагрузки и скоростях Рекомендуется использовать в кулачковых механизмах, работающих плавно, без скачкообразных изменений Фторопласт То же То же 5–6 ускорений, мало нагруженных, -но создающих большой шум, со скоростью до 1 м/с (для ненагруженных механизмов ниткошвейных машин) Древесно- Рекомендуется применять в слоистый кулачковых механизмах со » » » » 3–3,пластик средним режимом нагрузки и со ДСП-Б скоростью работы до 1 м/с Ролик 1 с Крошка полимерн капроновая Может применяться в ым первичная, 3–4 кулачковых механизмах в покрытием экстрагиро условиях, аналогичных с п. ванная толщиной t Слоеный ролик: 1, – внешняя и Те же, что Можно применять во всех внутрення и для 2–5 кулачковых механизмах я обоймы; сплошного полиграфических машин 2 – ролика вибродемп фирующий материал Полиурета Рекомендуется применять в н типов кулачковых механизмах с Подрессор СКУ-7Л и повышенным уровнем шума и енный То же 6–СКУ звуковой вибрации для ролик тонким скоростных полиграфических слоем машин По сравнению со стальным сплошным металлическим роликом 2.7.4. Цепные передачи Цепные передачи – это передачи зацеплением и гибкой связью, состоящие из ведущей и ведомой звездочек и охватывающей их цепи. Передачи используют в сельскохозяйственных, подъемно-транспортных, текстильных и полиграфических машинах, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, нефтебуровом оборудовании.

Область борьбы с шумом цепных передач еще мало исследована, поэтому дать достаточно надежные общие рекомендации по его снижению трудно. Можно сказать только, что в таких передачах целесообразно:

– направляющие крепить к станине через виброизолирующие прокладки;

– конструкции направляющих выполнять из материала с большим коэффициентом потерь или устанавливать их рабочую поверхность на упругом основании; примеры таких конструкций приведены на рис. 2.17;

– обеспечить безударный выход и вход цепи из направляющих; этого можно достичь оптимальным расположением направляющих и демпфированием участков направляющих в зоне входа цепи;

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 36 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.