Введение к работе
Актуальность. Увеличение производительности, мощности и быстроходности исполнительных органов современных металлорежущих станков приводит к повышению интенсивности вибрации и шума на рабочих местах операторов, в особенности при большой концентрации оборудования на единицу производственной плошали, что вызывает вибрационную болезнь, потерю слуха, расстройства нервной системы и т.д.
На машиностроительных заводах наиболее неблагоприятными с точки зрения шума являются неха и участки токарно-вннторезных станков, высокоскоростных токарно-револьперныч станков и прутковых токарных автоматов, уровни шума которых зачастую превышают санитарные нормы. Шпиндельные бабки станков токарной группы являются наиболее ответственными углами, к которым предъявляются высокие требования по условиям точности и жесткости. С точки зрения акустической системы станка шпиндельная бабка является интенсивным открытым источником шума, воспринимающим нагрузки от процесса резання и находящимся в непосредственной близости от оператора станка, и. кроме этого, передает вибрацию на станину.
Поэтому задача снижения шума шпиндельных бабок станков токарної! группы является важной научно-технической и социально-экономической проблемой.
Цель работы - решение важной научно-технической задачи, заключающейся в снижении шума и вибрации шпиндельных бабок станков токарной группы и улучшении акустических характеристик станков в целом.
-
Акустическую модель шпиндельных бабок токарпо-револьверных и токарно-вннторезных станков и аналитические зависимости спектральных уровней звукового давления.
-
Модели вводимой в корпус бабки вибрационной мощности шпиндельных подшипников с осевым натягом и промежуточных подшипников с радиальным зазором.
3. Методику инженерного расчета виброакустической активности
шпиндельной бабки на стадии проектирования станка.
4. Способы снижения шума и вибраций шпиндельных бабок станков
токарной группы за счет увеличения диссипативных характеристик корпу
сов.
Исследования проводились с привлечением основных положений теории колебаний, методов технической акустики, энергетических методов расчета и статистических методов обработки экспериментальных данных.
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры "Металлорежущие станки и инструмент" Донского государственного технического университета и в сборочном цехе Новочеркасского станкостроительного завода.
Научная новизна заключается в разработке акустической модели шпиндельных бабок высокоскоростных токарно-револьверных и токарно-винторезных станков при воздействии энергетических потоков со стороны подшипниковых опор, которые рассматриваются как встроенные источники вибрации. Получены модели для определения вводимой в корпус бабки вибромощности с учетом особенности компоновки опор шпинделя, уста-наачиваемых с натягом, и промежуточных подшипников с радиальным зазором.
Практическая ценность. Результатом работы является методика инженерного расчета звукового излучения шпиндельной бабки на стадии проектирования, которая позволяет определить спектральные уровни шума, а также выбрать способы по снижению виброакустической активности. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение акустического расчета.
Разработаны способы увеличения диссинативных характеристик корпусов шпиндельных бабок, отличающиеся простотой, технологичностью и высокой эффективностью в снижении шума шпиндельных бабок и станков токарной группы в целом. Кроме этого предложена методика уменьшения уровней вибрации на основных излучающих поверхностях корпусов шпиндельных бабок за счет рационального подбора толщины их стенок.
Реаіизапия в промышленности. Основные результаты работы внедрены на Новочеркасском станкостроительном заводе, в частности, методика инженерного расчета использована при доработке корпусов шпиндельных бабок токарно-револьверных станков моделей Щ325П и 1325Ф30, что позволило понизить шум на 3-5 дБа и 3-Ю дБ по уровням звукового давления в октавных интервалах частот. Экономический эффект составил 928 000 рублей (в иенах 1992г.)
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: IV международном конгрессе по звуку и вибрации, г. Санкт-Петербург, 1996 г., научно-технической конференции "Типовые механизмы и технологическая оснастка станков-автоматов, станков с ЧПУ и ГПС", г. Киев, 1992г., а также ежегодных научно-технических конференциях ДГТУ в 1992-1996 гг.
Публикации. По материалам выполненных исследовании опубликовано 11 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, имеет 2-У рисунков и 2Q таблиц и изложена на -НО страницах машинописного текста.