Результат интеллектуальной деятельности: КОЖУХ КОЧЕТОВА ДЛЯ ВЕРЕТЕН ТЕКСТИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается шумопоглощающего ограждения текстильных машин.

Известно ограждение веретен текстильной машины по патенту РФ №2311501, D01H 1/16 (прототип), содержащее установленное на веретенном брусе машины на уровне ее веретен вдоль их ряда ограждение с закрепленными на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность снижения шума.

Технический результат - повышение эффективности снижения шума.

Это достигается тем, что в кожухе для веретен текстильной машины, содержащем установленное на веретенном брусе машины на уровне ее веретен вдоль их ряда ограждение с закрепленным на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями, ограждение выполнено из верхней и нижней частей, каждая из которых состоит из корпуса, выполненного из листовых уголков с углом при вершине 90°, жестко закрепленных к веретенному брусу в его верхней и нижней частях, и вертикально расположенной съемной крышки, причем толщина размещенного на пластинах вибропоглощающего слоя в 2-4 раза превышает толщину пластин корпуса и крышки, звукопоглощающий элемент ограждения кожуха содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, выполненная в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой, прилегающий к жесткой стенке, и звукопоглощающий слой, прилегающий к перфорированной стенке, при этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий – 3-7 мм, процент перфорации 10-15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности, а в качестве звукопоглощающего материала применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Τ») или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

На фиг. 1 изображен кожух веретен текстильной машины, на фиг. 2 и 3 - варианты схем звукопоглощающего элемента ограждения кожуха.

Кожух для веретен текстильной машины содержит установленное на веретенном брусе 5 машины на уровне ее веретен 8, вращающихся от ремня 1, вдоль их ряда ограждение с закрепленными на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями 7. Ограждение 7 выполнено из верхней 2 и нижней 5 частей, каждая из которых состоит из корпуса, выполненного из листовых уголков с углом при вершине 90°, жестко закрепленных к веретенному брусу в его верхней 3 и нижней 5 частях, и вертикально расположенной съемной крышки 6. Все элементы кожуха установлены на машине посредством виброизолирующих резиновых прокладок 4, суммарная жесткость которых ниже жесткости виброизолирующего подвеса веретена 8. Толщина размещенного на пластинах вибропоглощающего слоя (не показано) в 2-4 раза превышает толщину пластин корпуса и крышки. В качестве материала вибропоглощающего слоя использован эластичный листовой вибропоглощающий материал с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитный материал, или пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

В качестве звукопоглощающего материала 6 ограждения 7 используются элементы из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Звукопоглощающий материал 6 ограждения 7 выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5-0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5-10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10-20 МПа, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

Звукопоглощающий материал 6 ограждения 7 выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3-2,5 мм (не показано).

Кожух работает следующим образом.

В процессе работы машины создаваемая ее веретенами энергия звукового давления поглощается звукопоглощающим слоем 6 ограждения, а вибропоглощающий слой демпфирует колебания тонкого металлического кожуха, являющегося источником акустического виброизлучения. Эффект демпфирования увеличивается с удалением вибропоглощающего слоя от нейтральной оси веретенного бруса при изгибе за счет увеличения деформации. Этот эффект как раз и реализуется в данной конструкции ограждения планками, которые обеспечивают пространственное демпфирование, коэффициент потерь которого составляет 0,2 по сравнению с 0,05 при обычном демпфировании в диапазоне частот от 200 до 3000 Гц. Удаление вибропоглощающего вязкоупругого слоя от нейтральной оси веретенного бруса при изгибе обуславливает увеличение деформации кожуха и планок, что приводит к повышению трения между вибропоглощающим слоем и кожухом и планками и способствует рассеиванию энергии виброизлучения.

Возможен вариант, когда звукопоглощающий элемент (фиг. 2) ограждения кожуха выполнен в виде жесткой 9 и перфорированной 12 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 10, прилегающий к жесткой стенке 9, и звукопоглощающий слой 11, прилегающий к перфорированной стенке 12. При этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий – 3-7 мм, процент перфорации 10-15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности. В качестве звукопоглощающего материала слоя 11 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Т») или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30-45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.

Перфорированная стенка 12 может быть выполнена из конструкционных материалов, с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5-3,5).

Перфорированная стенка 12 может быть выполнена из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или неткаными материалами, например «лутрасилом».

Перфорированная стенка 12 может быть выполнена из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.

В качестве материала звукоотражающего слоя 10 может быть применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5-0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5-10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10-20 МПа, например пеноалюминия.

В качестве материала звукоотражающего слоя 10 могут быть применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60-80 кг/м³.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 2) работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 12, попадает на слой 11 из мягкого звукопоглощающего материала, где происходит ее поглощение, а затем на слой 10 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, снова направляя их на звукопоглощающий материал для вторичного поглощения и рассеяния звуковой энергии.

На фиг. 3 изображена схема варианта звукопоглощающего элемента.

Звукопоглощающая конструкция выполнена в виде жесткой сплошной 13 и перфорированной 14 стенок, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 15, прилегающий к жесткой стенке 13, выполнен звукопоглощающим, а слой, прилегающий к перфорированной стенке 14, выполнен из звукоотражающего материала, сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий – 3-7 мм, процент перфорации 10-15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности. При этом звукопоглощающий слой 15 помещен в акустически прозрачный материал 17, например стеклоткань типа ЭЗ-100, или полимер типа «повиден», или нетканый материал, например «лутрасил».

Между звукопоглощающим слоем 15 и слоем 16 из звукоотражающего материала сложного профиля, прилегающим к нему, расположен элемент резонансного типа, выполненный в виде жесткой резонансной пластины 18 с резонансными отверстиями 19, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом функции объемов резонатора Гельмгольца выполняет слой 16 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.

Звукопоглощающая конструкция работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 14 попадает на слой 16. Слой 16 позволяет отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 16 из звукоотражающего материала, и взаимодействует с резонансной пластиной 18 с резонансными отверстиями 19, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом функции объемов резонатора Гельмгольца выполняет слой 16 из звукоотражающего материала сложного профиля. В волокнистых поглотителях звукопоглощающего слоя 15 рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4-1,0.