Vestnik of Don State Technical University Vestnik of Don State Technical University Вестник Донского государственного технического университета 1992-5980 13621 10.12737/22151 Машиностроение и машиноведение MACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCE Машиностроение и машиноведение Experimental studies on noise and vibration spectra of copy milling machines Экспериментальные исследования спектров шума и вибрации копировально-фрезерных станков Голосной Сергей Владимирович Golosnoy Sergey Владимирович Чукарин Александр Николаевич Chukarin Aleksandr Николаевич dkozyrev@dstu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Ростовский государственный университет путей сообщения Rostov State University of Means of Communication 14 10 2016 14 10 2016 16 4 79 85 https://naukaru.ru/en/nauka/article/13621/view

Цель исследований, результаты которых приведены в данной статье, заключалась в изучении закономерностей формирования спектров шума в рабочей зоне операторов копировально-фрезерных станков. Экспериментальные исследования показали, что среди опасных и вредных производственных факторов, характерных для данных станков, наблюдаются превышения октавных уровней звукового давления, достигающие 15 дБ на холостом режиме и до 15 дБ при обработке древесины. Эти данные позволяют предположить, что основным источником шума, создающим превышение над предельно-допустимыми величинами, является узел шпинделя и, в особенности, корпус шпиндельной бабки. Измерения вибрации на несущей системе станков подтвердили результаты измерений шума. Основным источником повышенных уровней вибраций для данных станков являются опоры качения шпинделей.

The research objective is to study the development of the noise spectra patterns in the operating area of copy mill operators. The experimental studies have shown that among harmful factors spe-cific to these machines, there is an octave sound pressure level increase up to 15 dB in the idle mode and up to 15 dB under woodworking. These data suggest that the main noise source creat-ing excess over the maximum permissible values is a spindle unit, and in particular, the spindle case. The vibration measurements on the machine carrier system have confirmed the results of the noise monitoring. The main source of the increased vibration levels for these machine tools is spindle rolling-contact bearings.

 шум вибрация рабочая зона уровни шума шпиндель копировально-фрезерный станок noise vibration operating area noise levels spindle copy miller.

Среди группы фрезерующих деревообрабатывающих станков изучены виброакустические характеристики пильных [1–3], рейсмусовых, фуговальных [4–6] и модельных станков [7–10]. Однако, несмотря на то, что компоновка несущей системы деревообрабатывающих станков во многом идентична, копировально-фрезерные станки имеют существенные отличия, заключающиеся в значительно более высоких частотах вращения шпинделей, а также в их количестве. В частности, частота вращения одношпиндельного станка составляет 12 000 об/мин, а восьмишпиндельного — 10 000 об/мин на каждом шпинделе.

Ли, А. Г. Экспериментальные исследования процесса гидрообеспыливания рабочей зоны круглопильных и ленточнопильных станков орошением туманом / А. Г. Ли, Г. Ю. Виноградова, А. Н. Чукарин // Вестник ДГТУ, Т.4, №4. - 2004. - С. 469-473. Li, A.G., Vinogradova, G.Y., Chukarin, A.N. Eksperimental´nyye issledovaniya protsessa gidroobespylivaniya rabochey zony kruglopil´nykh i lentochnopil´nykh stankov orosheniyem tumanom. [Experimental studies on hydrodedusting of circular and band saws working site by mist irrigation.] Vestnik of DSTU, 2004, vol. 4, no. 4, pp. 469-473 (in Russian). Ли, А. Г. Реализация процесса гидрообеспыливания орошением туманом зоны пиления круглопильных и ленточнопильных деревообрабатывающих станков / А. Г. Ли // Техническая кибернетика, радиоэлектроника и систе-мы управления: Тр. Всерос. науч. конф. - Таганрог : ТРТУ, 2004. - С. 340. Li, A.G. Realizatsiya protsessa gidroobespylivaniya orosheniyem tumanom zony pileniya kruglopil´nykh i len-tochnopil´nykh derevoobrabatyvayushchikh stankov. [The implementation of hydrodedusting process of circular and band saw woodworking machines by mist irrigation.] Tekhnicheskaya kibernetika, radioelektronika i sistemy upravleniya: Tr. Vseros. nauch. konf. [Technical cybernetics, radio electronics and control systems: Proc. All-Russian Sci. Conf.] Taganrog: TRTU, 2004, pp. 340 (in Russian). Виноградова, Г. Ю. Экспериментальные исследования виброакустических характеристик деревообрабаты-вающих станков / Г. Ю. Виноградова, А. Г. Ли, В. М. Цветков // Безопасность жизнедеятельности. - 2005. - №6.- С. 40-43. Vinogradova, G.Y., Li, A.G., Tsvetkov, V.M. Eksperimental´nyye issledovaniya vibroakusticheskikh kharakteristik derevoobrabatyvayushchikh stankov. [Experimental studies on vibro-acoustic characteristics of woodworking machines.] Life Safety, 2005, no 6, pp. 40-43 (in Russian). Цветков, В. М. Экспериментальные исследования шума, вибрации и запыленности в рабочей зоне дерево-обрабатывающих станков фрезерной группы / В. М. Цветков, Б. Ч. Месхи // Безопасность жизнедеятельности, охрана труда и окружающей среды : межвуз. сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону : РГАСМ, 2004. - Вып.8. - С. 107-108. Tsvetkov, V.M., Meskhi, B.C. Eksperimental´nyye issledovaniya shuma, vibratsii i zapylennosti v rabochey zone derevoobrabatyvayushchikh stankov frezernoy gruppy. [Experimental studies on noise, vibration and dustiness in the operating area of woodworking milling machines.] Bezopasnost´ zhiznedeyatel´nosti, okhrana truda i okruzhayushchey sredy: Mezhvuz. sb. nauch. tr . [Life safety, labor and environment protection: Interuniversity coll. sci. papers.] Rostov-on-Don: RGASM, 2004, iss.8, pp. 107-108 (in Russian). Цветков, В. М. Разработка методики оптимизации параметров процесса очистки воздуха от древесной пыли деревообрабатывающих станков фрезерной группы / В. М. Цветков // Технологическая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления : тр. Всерос. науч. конф. - Таганрог : ТРТУ, 2004. - С. 346-347. Tsvetkov, V.M. Razrabotka metodiki optimizatsii parametrov protsessa ochistki vozdukha ot drevesnoy pyli derevoobrabatyvayushchikh stankov frezernoy gruppy. [Development of parameters optimization technique for cleaning air from wood dust of woodworking milling machines.] Tekhnologicheskaya kibernetika, radioelektronika i sistemy upravleniya. Tr. Vseros. nauch. konf. [Technological cybernetics, electronics and control systems: Proc. All-Russian Sci. Conf.] Taganrog: TRTU, 2004, pp. 346-347 (in Russian). Месхи, Б. Ч. О расчете уровней шума в рабочей зоне операторов металло- и деревообрабатывающих стан-ков фрезерной группы / Б. Ч. Месхи, А. Н. Чукарин, В. М. Цветков // Вестник ДГТУ. - 2004. - Т.4, №1. - С. 92-98. Meskhi, B.C., Chukarin, A.N., Tsvetkov, V.M. O raschete urovney shuma v rabochey zone operatorov metallo- i derevoobrabatyvayushchikh stankov frezernoy gruppy. [On calculation of noise levels in the work area of operators of metal- and woodworking milling machines.] Vestnik of DSTU, 2004, vol. 4, no. 1 (19), pp. 92-98 (in Russian). Романов, В. А. Уточнение методов расчета вибрации шпиндельных бабок фрезерных и сверлильных дере-вообрабатывающих станков / В. А. Романов, А. Н Чукарин, Б. М. Флек // Вестник ДГТУ. - 2013, №1-2. - С. 86-92. Romanov, V.A., Chukarin, A.N., Flek, B.M. Utochneniye metodov rascheta vibratsii shpindel´nykh babok frezernykh i sverlil´nykh derevoobrabatyvayushchikh stankov. [Analysis technique refinement of spindle head vibration of milling and drilling woodworkers.] Vestnik of DSTU, 2013, vol. 13, no. 1-2 (70-71), pp. 86-92 (in Russian). Булыгин, Ю. И. Повышение эффективности обеспыливания воздуха рабочих зон металлообрабатывающих и деревообрабатывающих производств / Ю. И. Булыгин, О. С. Панченко, В. А. Романов, О. В. Денисов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2013, №7-8 - С. 49-57. Bulygin, Y.I., Panchenko, Y.I., Romanov, V.A., Denisov, O.V. Povysheniye effektivnosti obespylivaniya vozdukha rabochikh zon metalloobrabatyvayushchikh i derevoobrabatyvayushchikh proizvodstv. [Increase of air dedusting effectiveness in functional zones of metal- and woodworking productions.] Vestnik of DSTU, 2013, vol. 13, no. 7-8 (75), pp. 49-57 (in Russian). Романов, В. А. Экспериментальные исследования процесса очистки воздуха от древесной пыли в шаровом циклоне деревообрабатывающих станков модельной группы // Инновационные технологии в машиностроении и ме-таллургии : V междунар. науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2013. - С. 268-277. Romanov, V.A. Eksperimental´nyye issledovaniya protsessa ochistki vozdukha ot drevesnoy pyli v sharovom tsi-klone derevoobrabatyvayushchikh stankov model´noy gruppy. [Experimental study on air purification process from wood dust in the spherical cyclone of woodworking pattern machines.] Innovatsionnyye tekhnologii v mashinostroyenii i metal-lurgii: V mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Innovative technologies in machine building and metallurgy: V Int. Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 11-13 September, 2013, pp. 268-277 (in Russian). Романов, В. А. Система пыле- и шумозащиты модельных деревообрабатывающих станков // Инновацион-ные технологии в машиностроении и металлургии : V междунар. науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2013. - С. 278-280. Romanov, V.A. Sistema pyle- i shumozashchity samodel´nykh derevoobrabatyvayushchikh stankov. [The sys-tem of dust and noise protection of pattern woodworking machines.] Innovatsionnyye tekhnologii v mashinostroyenii i me-tallurgii: V mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Innovative technologies in machine building and metallurgy: V Int. Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 11-13 September, 2013, pp. 278-280 (in Russian).