Авторами исследована уменьшение вибрации и шума швейных машин при помощи вибродемпфирующих материалов.
Ключевые слова: вибродемпфирующие материалы, виброгасящие фундаменты, амортизаторы, пневмоцилиндр, упругий элемент.
Борьба с шумом и вибрацией на производстве является важной социальной проблемой. Увеличение скоростей рабочих органов машин сопровождается ростом производительного шума, вибрации, как самих машин, так и поддерживающих их строительных конструкций. Рост нервных, сердечнососудистых заболеваний, язвенной болезни и развитие глухоты у рабочих на производстве ученые связывают с воздействием транспортного и промышленного шума. При этом возникает также бессонница, быстро развивается утомляемость. Снижается общая работоспособность и производительность труда. Так, например, в прядильно-ткацком производстве превышение уровня шума на 1дБ по сравнению с допустимыми нормами вызывает снижение производительности на 0,45...0,5 % [1].
Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования — превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты.
Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т. п. широко применяют методы виброизоляции в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин.
Виброгашением называется гашение вибрации за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например, в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного воздействия вибрации ручных механизированных устройств на операторов достигается как путем уменьшения интенсивности вибрации непосредственно в ее источнике (за счет конструктивных усовершенствований), так и средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками оператора [2].
С целью для снижения уровня шума и вибрации швейной машины мы предлагаем устройство состоящее из расположенных между столом и платформой машины упругих амортизаторов, один из которых жестко связан со столом и платформой, а другие с платформой. Данное устройство имеет датчик скорости оборотов главного вала машины, усилитель сигнала и силовые цилиндры причем датчик связан посредством усилителя сигналов и штоков силовых цилиндров с соответствующим упругим амортизатором, связанным с платформой. Упругий амортизатор выполнен в виде надувной подушки из резиноподобного материала, в виде пневмоцилиндра, в виде витой или пластинчатой пружины. Устройство содержит расположенные между столом 1 и платформой 2 швейной машины упругие амортизаторы 3 и 4 амортизаторы 3 связаны со столом 1 и платформой 2, а амортизаторы 4 связаны с платформой 2.
Рис. 1. Общий вид устройства
Устройство имеет также датчик 5 скорости оборотов главного вала 6 машины, смонтированный на платформе 2, усилитель 7 сигнала и исполнительный элемент 8, передающий усиленный сигнал с датчика 5 на силовые цилиндры 9, причем датчик 5 связан посредством усилителя 7 сигнала и штоков силовых цилиндров 9 с соответствующим упругим амортизатором 4, связанным с платформой 2, амортизаторы 3 и 4 могут быть выполнены в виде надувной подушки из резиноподобного материала, амортизаторы могут быть выполнены в виде пневмоцилиндра амортизаторы могут быть выполнены в виде витой или пластинчатой пружины опирающейся на криволинейную поверхность.
Устройство работает следующим образом при достижении числа оборотов главного вала 6 швейной машины, соответствующего одной из промежуточных резонансных частот швейного машинного агрегата, сигнал с датчика 5 оборотов поступает на усилитель 7 сигналов, вступает в действие исполнительный элемент 8, снабженный силовыми цилиндрами 9, который, взаимодействуя с промежуточными упругими амортизаторами 4, принимает приведенную жесткость опоры платформы швейной машины. При переходе через участок резонансной частоты по сигналу от датчика 5 оборотов силовые цилиндры 9 выходят из контакта с амортизаторами 3 и 4.
Машина опирается только на амортизаторы 3 с жесткостью 0, 6 10 Нм обеспечивающую минимальную часть 5 усилий, передаваемых на стол 1В случае, когда элементы выполнены в виде нелинейной пружины опирающейся на криволинейную поверхность, происходит изгиб нелинейной пластинчатой пружины под воздействием усилий, передаваемых на ее консольную часть со стороны платформы, в этом случае профиль криволинейной поверхности подбирается так, чтобы суммарная жесткость амортизаторов менялась нелинейно по закону, соответствующему изменению резонансных частот швейного машинного агрегата.
Когда амортизаторы 4 выполнены в виде промежуточных резиноподобных подушек 10, при достижении промежуточных резонансных частот за счет взаимодействия силовых цилиндров 9 с подушками 10 из резиноподобных или и иных упругих материалов, изменяется приведенная жесткость упругого основания платформы, т, е, система надувных подушек 10, за счет чего исключаются резонансные явления, при прохождении промежуточного резонанса силовые цилиндры 9 выходят из контакта с подушками 10, закрепленными с одной стороны к столу. В случае, когда упругие амортизаторы 4 выполнены в виде пневмоцилиндров, при достижении промежуточных резонансных частот, силовые цилиндры 9 вводят во взаимодействие пневмоцилиндры с платформой 2, после прохождения резонансной частоты датчик 5 оборотов главного вала 6 машины подает на исполнительный элемент 8 сигнал силовым цилиндрам 9 на вывод из контакта пневмоцилиндров с платформой 2.
Устройство может содержать несколько упругих элементов (рис. 2) а также несколько силовых цилиндров 9.
Рис. 2. Схема регулирования жесткости амортизаторов
Предлагаемое устройство позволит значительно снизить уровни шума и вибрации швейных машин в зоне наиболее опасных для оператора частот. Виброскорость крышки промышленного стола уменьшается в 10–12 раз во всем диапазоне рабочих скоростей главного вала швейной машины.
Литература:
1. Монахов А. Ф., Макаров А. К., Королёв И. В. Сборник содержит лабораторные работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности». М.: Изд-во МЭИ, 2009. — 184 с.
2. Трунова И. Г., Елькин А. Б., Смирнова В. М. Выбор и расчет средств защиты от шума и вибрации: Учебное пособие. Нижний Новгород, 2002г.
