Введение к работе
Актуальность. Важнейшими потребительскими свойствами металлорежущих станков как машин-орудий являются производительность, технологические возможности, точность, переналаживаемость, безотказность, долговечность, экологические, эргономические показатели и технико-экономическая эффективность. Безопасность труда обслуживающего персонала является обязательным требованием в конструкции станка. Нормативы безопасности регламентируются стандартами по технике безопасности и общими техническими условиями. Нормируются также допустимые уровни шума на рабочих местах в соответствии с санитарными нормами. Именно этот показатель для большинства отечественных станков существенно превышает предельно-допустимые значения. Известно, что воздействие повышенною шума приводит не только к профессиональным заболеваниям (в частности, шумовая болезнь занимает второе место в списке профессиональных заболеваний), но и к снижению производительности труда, увеличению брака выпускаемой продукции и как следствие - значительным социально-экономическим потерям. Поэтому проблема снижения шума в рабочей зоне продольно-фрезерных станков является актуальной для машиностроения и имеет важное научно-техническое и социально-экономическое значение.
Целью данной работы является обеспечение безопасных условий труда операторов при фрезеровании длинномерных и маложестких изделий путем снижения уровней шума.
Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались основные положения конструирования металлорежущих станков, теории колебаний механических систем с распределенными параметрами и технической виброакустики.
Научная новизна работы заключается в следующем:
В отличие от существующих моделей генерации шума для операций фрезерования в данной работе учтено амплитудно-фазовое распределение виброскоростей вдоль поверхности заготовки, что и характеризует звуковое излучение длинномерных изделий и существенно уточняет расчеты виброакустических характеристик.
Модели генерации шума учитывают не только коэффициенты потерь в колебательной энергии самого изделия, но и технологической системы и позволяют теоретически обосновать рациональные параметры демпфирования и понизить интенсивность звуковрго излучения самого источника.
Получены аналитические зависимости уровней звукового давления и звуковой мощности для широкой номенклатуры обрабатываемых изделий, включая тонкостенные оболочки, учитывающие параметры заготовок, технологические режимы обработки, что существенно
>
уточняет закономерности шумообразования продольно-фрезерных станков.
Положения, выносимые на защиту.
Раскрытие источников и закономерностей формирования акустических характеристик при фрезеровании длинномерных изделий типа оболочек (на примере лонжеронов вертолетов).
Модели виброакустической динамики основной акустической подсистемы продольно-фрезерных станков «заготовка - режущий инструмент», как доминирующей в формировании спектров шума.
Аналитические зависимости уровней шума, излучаемого в производственное помещение при фрезеровании длинномерных заготовок и учитывающие особенности способов закрепления, технологические режимы работы, механические и упруго-диссипативные характеристики технологической системы.
Закономерности формирования спектров вибрации и шума при фрезеровании длинномерных деталей типа балок и оболочек с различными способами закрепления.
Эмпирические зависимости эффективных коэффициентов потерь колебательной энергии технологической системы при различных способах демпфирования фрезеруемых изделий.
Методику расчета спектров шума подобного оборудования, а также технические решения по обеспечению санитарных норм в рабочей зоне операторов.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
Разработана методика инженерного расчета на участках продольно-фрезерных станков, учитывающие характерные для этих станков особенности технологии обработки и условия их эксплуатации.
Предложены и теоретически обоснованы способы снижения шума до санитарных норм, включающие рациональные и технологические способы увеличения диссипативной функции, как самой заготовки, так и технологической системы, обеспечивающие снижение шума в самом источнике.
... Реализация в промышленности. На ОАО «Роствертол» внедрены мероприятия по рациональным вариантам демпфирования технологической подсистемы «заготовка-приспособление», а для соразмерных помещений- акустические облицовки стен и потолка самого помещения, что привело к выполнению санитарных норм шума на рабочих местах продольно-фрезерных станков. Ожидаемый социально-экономический эффект от внедрения составил 53 тыс. руб. (в ценах 2008г.)
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международной- научно-технической конференции «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки.» (г. Ростов-на-Дону, 29 сентября-3 октября 2008 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 в журнале, входящем в «Перечень ведущих научных журналов и изданий».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 117 наименований, имеет 36 рисунков, 21 таблица и изложена на 127 страницах машинописного текста. В приложения вынесены сведения о внедрении.
