Введение к работе
Актуальность. Шум относится "к'наиболее неблагоприятным и трудно устранимым опасным и вредным производственным факторам (ОВПФ). Отрицательное воздействие шумов повышенного уровня на здоровье челоиека известно - частичная и полная потеря слуха, значительные функциональные изменения'в состоянии организма человека. Кроме этою повышенный шум приводит к снижению производительности труда, увеличению брака выпускаемой продукции, что и является причиной значительных экономических потерь. Поэтому снижение шума и вибрации технологического оборудования до предельно-допустимых значений относится к приоритетным проблем современного производства в области обеспечения безопасности труда и имеет большое научно-техническое и социально-экономическое значение. Типичным, примером такого оборудования являются стенды испытания на циклическую усталость. Испытания деталей на надежность, вибропрочность, циклическую усталость производятся как в научно-исследовательских лабораториях, так и в производственных условиях. Стенды для подобных испытаний просты, надежны в работе и эксплуатации, позволяют испытывать широкую номенклатуру деталей, различающихся по конфигурации и геометрическим размерам, и основаны на кинематическом возбуждении испытуемых изделий. При всех достоинствах этого метода испытаний и оборудования для его реализации, он имеет существенный недостаток - динамические испытания занимают длительное, время, и поэтому обслуживающий персонал в отличие от работающих на оборудовании при механической обработке, постоянно подвергается воздействию вибрации и шума, уровни которых превышают предельно допустимые значения. Таким образом, обеспечение безопасных, условий труда операторов стендов динамических испытаний определяет актуальность представленной работы. Цель работы
Целью настоящей работы является' улучшение условий труда на участках динамических испытаний деталей на основе изучения виброакустической динамики системы. -Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Теоретически описаны закономерности формирования спектров шума и вибрации при кинематическом возбуждении длинномерных заготовок, учитывающие взаимосвязь между излучаемой звуковой мощностью - основной акустической характеристикой источника и параметрами кинематического возбуждения.
-
В отличие от существующих моделей шумообразования деталей при силовом возбуждении разработаны модели виброакустической динамики при кинематическом возбуждении, что является общим подхо-
дом к прогнозированию уровней шума на участках испытаний на вибропрочность, циклическую прочность и т.д.
3. Получены математические зависимости для определения уровней шума и вибрации в рабочей зоне оборудования для реализации подобных процессов, учитывающие геометрические и механические параметры деталей, параметры кинематического возбуждения. Практическая ценность работы:
-
Предложены способы снижения шума и вибрации стендов'динамических испытаний, обеспечивающие удобство в эксплуатации и выполнение санитарных норм виброакустических характеристик в рабочей зоне.
-
Разработана конструкция шумозащитного экрана и резонансного гасителя вибрации.
Положения, выносимые на защиту:
Закономерности формирования спектров шума и вибрации на участках динамических испытаний.
Математические зависимости шумообразования и возбуждения вибраций динамической системы вибратор-деталь-несущая система стенда, учитывающие механические и конструктивные параметры деталей и параметры возбуждения (амплитуда и частота воздействий).
Результаты экспериментальных исследований виброакустических характеристик на участке испытаний вибропрочности.
Инженерные решения по обеспечению санитарных норм шума в рабочей зоне подобного оборудования
Методы исследований. Достоверность полученных результатов обеспечивается проведением исследований с использованием методов и средств, рекомендуемых нормативными документами по обеспечению безопасности труда, положений технической акустики, теории колебаний и статических методов обработки экспериментальных данных.
Реализация в промышленности. Внедрение унифицированного звукозащитного ограждения стендов, предназначенных для испытаний вибропрочности и циклической усталости длинномерных деталей, обеспечило выполнение санитарных норм шума в лаборатории динамических испытании ОАО «Роствертол».
Оценка эффективности снижения шума в рабочей зоне за счет улучшения санитарно-гигиенических условий труда составила 45 тысяч рублей на один вибростенд (в ценах 2008 года).
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на международной научно-технической конференции «Металлургия, машиностроение, станкоинструмент.» (г. Ростов-на-Дону, 6-8 сентября 2006 г.); международной научно-технической конференции «Эффективные технологические процессы в металлургии, машиностроении и станкоинструментальной промышленности» (5-9 сентября 2007 г.);
XII международной открытой научной конференции «Современные
проблемы информатизации» (г. Воронеж, ВГТУ, ноябрь-декабрь 2007 г.);
международной научно-технической конференции «Инновационные
технологии в машиностроении» (г. Ростов-на-Дону, 3-5 сентября 2008 г.);
XIII международной открытой научной конференции «Современные
проблемы информатизации» (г. Воронеж, ВГТУ, ноябрь-декабрь 2008г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 в журналах, входящих в «Перечень ведущих научных журналов и изданий».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 133 наименований, содержит 40 рисунков, 15 таблиц и изложена на 147 страницах машинописного текста. В приложения вынесены сведения о внедрении и расчет производных при линеаризации математической модели стенда динамических испытаний.
Автор выражает благодарность к.т.н., доценту кафедры «Вертоле-тостроения» ГОУ ДПО Института управления и инноваций авиационной промышленности Шамшуре С.А. за научную и методическую помощь, оказанную при выполнении диссертационной работы.
