Как указывалось еще ранее [1] в большинстве случаев создание полностью герметичной зоны резания (лесопильных рам, агрегатов с круглыми и ленточными пилами, рейсмусовых и строгальных станков и т. д.) не представляется возможным из-за требования прохода заготовки через рабочую зону.
Снятие шумодиаграмм в вертикальной плоскости подачи заготовок показывает, что на оси подачи уровни звука выше на (5…6) дБА, чем других точках, расположенных на периметре снятия; превышение спектральных уровней в высокочастотной области, к примеру, у лесорам достигает 10 дБ.
Для рассматриваемого нами оборудования с полосовыми и круглыми пилами, ножевыми валами шум резания занимает широкую полосу частот;
по этой причине применяемые на вход-выход шумозаглушающие каналы должны представлять активные (диссипативные) глушители, в которых основная роль в глушении шума принадлежит звукопоглощающему слою. Однако, в области неплоских волн вследствие «лучевого эффекта» затухание шума в облицованном канале незначительно. Для увеличения затухания в области частотf > f кр ( f кр – начало «лучевого эффекта») необходимо изменить форму канала таким образом, чтобы звуковые волны испытывали многократные отражения и притом потеряли значительную часть своей энергии. Известными конструктивными решениями для этой цели является облицованные поверхности. Сразу следует отметить, что применение поворотов в наших схемах глушителей с присутствием внутри обрабатываемого материала (с точки зрения сопромата – стержня, пластины, плиты) абсолютно неприемлемо.
Кратко напомним основные требования к шумопонижающим конструкциям (устройствам) д/о оборудования, компактно сформулированные в работе [2]. На основании многолетних экспериментальных исследований и наблюдений при реальной эксплуатации мы подтверждаем их правомерность:
- легкость конструкции;
- удобство обслуживания (обеспечение этого требования не будет снижать технологические возможности машины);
- быстросъемность (легко откидывается, убирается, транспортируется, фиксируется в открытом, откинутом или поднятом положении);
- обеспечение долговечности в отношении сохранения герметичности (акустическая надежность по звукоизолирующим свойствам);
- акустическая надежность ( работа с требуемыми величинами виброакустических характеристик в течение заданного промежутка времени);
- равнонадежность акустическая и физическая;
- обеспечение беспрепятственного удаления опила и кусковых отходов из зоны резания при сохранности звукопоглощающего слоя;
- универсальность применения (разные поперечные сечения заготовок);
- отсутствие усложнения и удорожания эксплуатации; ремонтопригодность;
- отсутствие снижения качества продукции и производительности труда работающих;
- максимальная сохранность основной конструкции станка или агрегата.
Более узкие требования к шумопонижающим конструкциям как каналам-глушителям следующие:
- часть сечения канала при рабочем ходе занята бревном, брусом или доской различных размеров;
- перед подачей заготовки (к примеру, бревна в лесопильную раму или фрезернопильный агрегат, в вальцы) возможны повороты ее вокруг своей продольной оси;
- возможен частичный возврат заготовки назад;
- обеспечение защиты звукопоглощающего материала от возможных механических повреждений при прохождении заготовки;
- размеры глушителя по длине должны быть ограничены.
На рис. 1 показана конструкция шумозаглушающего канала на вход рейсмусового станка.
Рис.1. Шумозаглушающий канал на вход рейсмусового станка:
1 – каркас; 2 - звукоизолирующий слой; 3 – звукопоглощающий материал; 4 – заготовка; 5 – уголок каркаса; 6 – передний стол станка.
Она была опробована на штатном станке в действующих производствах. Прорези под шпильки в углах каркаса позволяют уменьшать живое сечение канала при тонких заготовках. Торцевая часть со стороны подачи заготовок перекрывается войлочными шторками с разрезами, транспортерной ленты и т. д. «Вписывание» рассмотренного канала в конструкции современных рейсмусовых и четырехсторонних строгальных станков произведено практически повсеместно.
На рис. 2 показаны конструктивные схемы каналов-глушителей. Глушитель по схеме а) включает в себя каркас 1, на ктором снаружи крепится звукоизолирующий слой 2, изнутри – звукопоглощающий слой 3. С торца канал закрыт звукопогло щающими элементами 4, свободно установленными на оси 5, на которой они могут беспрепятственно поворачиваться при проходе бревна, бруса, доски. На боковых поверхностях элементы 4 имеют звукопоглощающую облицовку. С целью расширения технологических возможностей, они обладают поперечной гибкостью. Это позволяет, к примеру, поворачивать бревно, имеющее сучки, или некруглое бревно вокруг своей оси перед подачей в вальцы.
С целью уменьшения поперечного сечения канала, он может быть выполнен ступенчатым (Рис. 2.б). Высота ступени определяется шириной «В» звукопоглощающих элементов 4, при повороте их на оси 5; длина ступени – длина элементов 4. Канал глушителя состоит из нижней 1, боковых 2 и верхней стенки 3. Подвижная часть канала (стенки 2 и 3) поворачиваються (откидываються) на оси, что способствует повышению технологических возможностей деревообрабатывающей машины и ее ремонтопригодности. Уменьшение площади сечения канала способствует эффективности глушения шума на участке «L», а также всего глушителя из-за резкого изменения поперечного сечения. В принципе, элементы 4 с целью увеличения их ширины «В» (влечет увеличение эффективности затухания шума), могут быть выполнены с возможностью вертикально-поступательного движения
(здесь мы не останавливаемся на механизме осуществления этого движения).
Схема по рис. 2 в. иллюстрирует конструкцию, предназначенную, в первую очередь, для выхода частей распиленной древесины после пил. Данное решение преследует две цели: ликвидацию остановки пиломатериалов в глушителе и исключение повреждения звукопоглощающей облицовки на боковых стенках пиломатериалом. С этой целью стенки 2 могут отходить в сторону. Защита звукопоглотителя 3 осуществляется выступами (на величину «х»), которые могут являться бруском канала, образующего ячейки для укладки звукопоглотителя.
Рис. 2 г поясняет действие канала, в котором функцию многократного отражения высокочастотных составляяющих выполняют специальные гибкие поперечные диафрагмы 8, выполненные из отдельных элементов, поверхность соприкосновения которых с проходящей заготовкой выполнена по форме ее периметра поперечного сечения, а сами диафрагмы имеют сквозные разрезы. Звукопоглощающие элементы 4, представляющие собой пластины со звукопоглощающим слоем с обеих сторон, представляют собой пластинчатый глушитель (затухание между пластинами) и обладают эффектом экранирования от торцов. Диафрагмы 8 снижают «лучевой эффект», а канал с ними представляет камерный глушитель, эффективность которого выше, чем простого (неразделенного поперечными стенками-диафрагмами) канала.
Часть технических решений, рассмотренных в данном сообщении, выполнена с учетом мировой патентной новизны.
Рис.2. Схемы шумозаглушающих каналов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Чижевский М. П., Черемных Н. Н. Пути снижения шума в лесопильно-деревообрабатывающем производстве. – М.: Лесная промышленность, 1978, - 208 с.
- Черемных Н. Н. Методика конструирования шумопонижающих устройств для круглопильных станков продольного и поперечного пиления со всеми видами надвигания рабочих органов. – М.: Минлеспром СССР, 1982, - 98 с.