Pružné ukládání, hluková izolace obráběcích strojů

VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII České vysoké učení technické v Praze, fakulta strojní Horská 3, 128 00 Praha 2, tel.: +420 221 990 900, fax: +420 221 990 999

www.rcmt.cvut.cz

Pružné ukládání, hluková izolace obráběcích strojů P.Chvojka SD 2010

P. Chvojka

Pružné ukládání a hluková izolace obráběcích strojů

Obsah přednášky n Proč pružné uložení stroje? n Trocha dynamiky n Příklady pružin (tlumičů) n Metodika pružného ukládání n Hluková izolace – principy n Klasifikace materiálů n Rozdělení materiálů n Metodika odhlučnění

VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII

2

P. Chvojka



Proč pružné uložení stroje? n Stroj neovlivní svými vibracemi okolí n Okolí neovlivní svými vibracemi stroj n Zvyšují se limity povolených vibrací o 50% n Snižuje se hluk emitovaný strojem n U uložení je mařena značná část parazitní energie od vibrací

3

P. Chvojka



4

Trocha dynamiky - kde omezit vibrace

Dobře vyrobit, smontovat, vyvážit, dobrá údržba

Přidat hmotnost, zvýšit tuhost, „přeladit“ – pružné uložení

zdroj: B&K

P. Chvojka



Trocha dynamiky – jednohmotový systém

zdroj: B&K

n Jednohmotový systém má jednu rezonanci n Tlumení výrazně ovlivní přenos v oblasti rezonance

Graf přenosu odezva/buzení

5

P. Chvojka VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII


Trocha dynamiky – útlum vibrací pružné patky D frez – rezonance soustavy (stroj, uložení) – zjednodušeno pro tzv. rigidní mody vibrací (stroj samotný se nedeformuje)

f1 - vlnová rezonance

f1 např. už 100Hz (ocelová pružina), 400až700Hz (pryž) Teoretická závislost (absolutně tuhý základ)

Praxe vliv koincidence vlnění (vlnová rezonance)

zdroj: Janeček: snižování hluku

6

P. Chvojka VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII


Trocha dynamiky – útlum vibrací pružné patky D

Nebezpečná oblast min. ±30% frez dochází k zesilování vibrací !!

fo < frez – podrezonanční tlumení

vibrace netlumeny, ale jsou tlumeny síly do rámu, používá se zřídka (pro časté zapínání a vypínání stroje)

fo > frez – nadrezonanční tlumení (nutnost rychlého náběhu otáček) zdroj: Janeček: snižování hluku

7

P. Chvojka



8

Naladění pružného uložení podrezonanční

n Proč

Na rezonanci

nadrezonanční

zdroj: B&K

P. Chvojka



Trocha dynamiky – vícehmotový systém n Jak ovlivní pružné uložení stroje jeho odezvu (přenos)? n Nelze to obecně říci, ale: p dojde ke snížení amplitud spektra přenosu (frekvenčně závislé) p může dojít k posunu frekvenčních složek p je obecně obtížné eliminovat

tímto způsobem jednu frekvenci

9

P. Chvojka



Trocha dynamiky – módy vibrací

10

Rigidní módy

Je nutné uvažovat směr vibrací a reakčních sil a sladit jej s možnostmi pružných prvků


Obecné módy

příklad

P. Chvojka



11

Příklady „tlumících“ prvků n Pružinové n Pryžové n Hydraulické n Pneumatické Pružina, tlumič - Istako.cz

zdroj: B&K

P. Chvojka



Pryžové tlumiče vibrarcí

zdroj: istako.cz

12

P. Chvojka



13

Pružinové tlumiče vibrarcí

zdroj: istako.cz

P. Chvojka



Pneumatické tlumiče vibrarcí


14

P. Chvojka



Metodika pružného ukládání strojů n Je nutné si ujasnit, jaký problém je třeba řešit: p Jednu frekvenci (úzké pásmo) p Širokopásmové vibrace (snaha utlumit celé spektrum) p Specifické rezonance

n Podle druhu problému vybrat řešení

15

P. Chvojka



Metodika pružného ukládání strojů n Těžiště co nejníže nad podlahou n Hmotné části „dolů“

n Zachovat simetrii zatížení stroje p Stejná vzdálenost od těžiště

nebo:

p Tužší uložení pod hmotnější

části

zdroj: B&K

16

P. Chvojka



17

Elektrodymanický hltič vibrací n Eliminace jedné frekvence (nebo úzkého frek. pásma) n Rozdělujeme na p Pasivní (přidaná hmota na pružině – nutné „naladit“ p Aktivní (řízené vibrace v

protifázi – mechatronika)

zdroj: VCSVTT

P. Chvojka



18

Pasivní hltič vibrací

Pod rezonanci

Na rezonanci

Pod rezonanci

Na rezonanci zdroj: Crocker:Handbook of Noise and Vibration Control

P. Chvojka



Hluková izolace obráběcích strojů n Cesty šíření hluku p Strukturou (konstrukcí) – obtížně řešitelné p Vzduchem – existují propracované metodiky

n Možnosti odhlučnění (řešení nadměrné hlučnosti stroje): p Zkrácení doby expozice obsluhy (v prac. prostředí) p Předpis ochranných pomůcek p Přímé odhlučnění zdroje hluku (stroje) p Odhlučnění části pracoviště p Zlepšení akustických vlastností provozu (dílny)

19

P. Chvojka



Cesty odhlučnění stroje n Pružné uložení stroje n Pružné namontování krytů n Absorbční materiály v krytování n Odhlučnění pneumatiky n Odhlučnění sání a výfuku motorů n Výměna hlučných komponent n …. zdroj: B&K

20

P. Chvojka



Odhlučnění haly (provozu) n Proč se používá závěsných absorbčních panelů? n Instalací se zvětší útlum hluku, poklesne hladina hluku

Pokles hladiny hluku při instalaci absorbčních materiálů u stropu zdroj: B&K

21

P. Chvojka



Odhlučnění haly - realizace

zdroj: B&K

22

P. Chvojka



Rozdělení zvukoizolačních materiálů n Pohltivé (velká část dopadajícího akustického vlnění je absorbována) n Odrazivé (neprůzvučné), velká část energie je odražena zpět do prostoru (pro krytování) n Speciální nátěry (absorbční) Tlumex, polymery n Neprůzvučné, sendviče (kombinace předchozích)

zdroj: B&K

Definice pohltivosti, odrazivosti

23

P. Chvojka



Vlastnosti zvukoizolačních materiálů n Stupeň (index) zvukové neprůzvučnosti R, (Rw) izolační schopnost prvku vůči zvuku šířícímu se vzduchem – (útlum hluku průchodem přes izolační materiál), v dB n koeficient akustické pohltivosti α (absorbce dle Sabineho) [0-1] poměr absorbované energie ku vstupní energii (viz cvičení) n koeficient akustické odrazivosti β [0-1] poměr odražené energie ku vstupní energii

24

P. Chvojka



Stupeň (index) zvukové neprůzvučnosti R, Rw n Zjišťuje se experimentálně n Je frekvenčně závislý n Udává se pro třetinooktávová pásma od 100 do 8000Hz n Jednočíselná hodnota R (index zvukové neprůzvučnosti) udává vážený průměr podle „směrné křivky“ R = 10 log

Pd [dB ] Ppr

R = L1 - L2 + 10 log

S [dB ] A

25

P. Chvojka



26

Absorbční materiály n Porézní materiál n Perforace folií u sendvičů (Helmholtzův rezonátor) n Zástěna (membrána) n Perforovaná zástěna n Závěs n Jehlany pro bezdozvukové prostory

Pohltivost α

P. Chvojka



Neprůzvučné materiály (příčky, zástěny, stěny) n Ohybově měkké mat.

Lineární oblast

(plech, sklo, sadrokarton, překližka, dřevotříska) n Ohybově tvrdé mat.

R=20.Log(m.f) -47,5 dB

(cihly, beton,..)

Rezonance zástěny

Koincidenční rezonance

27

P. Chvojka



Příklad zvukoizolačních materiálů - Vestin n Absorbční materiály, odrazivé materiály, sendviče n Polyuretanová pěna, plsťě, atp. Tescound (odrazivý mat.) n Velká škála sendvičů (kombinace materiálů)

28

P. Chvojka



Příklad zvukoizolačních materiálů - Gumotex n Absorbční materiály n Polyuretanová pěna (Molitan) n Specifický tvar pro odhlučnění (jehlany – maximalizována plocha pohlcující akustické vlnění)

29

P. Chvojka



Příklad zvukoizolačních materiálů - Eurocoustic

30

P. Chvojka



Metodika odhlučňování strojů a provozu

31

P. Chvojka



32

Samotná bariéra je málo efektivní n Výrazný vliv koincidencí n Lépe vrstvený materiál ze dvou desek poloviční tloušťky

zdroj: B&K

P. Chvojka



33

Větší plochy je lépe rozdělit (přeladění rezonancí) n Je efektivní přeladit na vyšší frekvence – ty se lépe utlumí

zdroj: B&K

P. Chvojka



34

Dominantní frekvence hluku n Vysoká frekvence se lehko odrazí - efektivní použití bariér n Nízká frekvence proniká mezerami, škvírami, bariery nefungují

zdroj: B&K

P. Chvojka


Předsazené panely n Pro útlum specifických frekvencí n Vliv velikosti panelu n Vliv tloušťky panelu n Vliv mezery z panelem n Vliv materiálu panelu

zdroj: B&K


35

P. Chvojka



Hluk přenášený konstrukcí n Šíří se na velké vzdálenosti n Rezonuje na velkých plochách n Obtížně se utlumuje n Lépe předejít jeho šíření

zdroj: B&K

36

P. Chvojka



37

Přidání tlumícího mat. a hmotnosti n Dojde k přeladění n Pokud šikovně, sníží se hluk

zdroj: B&K

P. Chvojka



Perforace krytů n Průchodem kolem hran a otvorů dochází ke ztrátě energie – útlumu hluku n Nedochází k rezonanci velkých ploch krytů n Vhodné jen pro specifické případy

zdroj: B&K

38

P. Chvojka



39

Princip tlumičů (proudění plynů) n Náhlou změnou průřezu může dojít k utlumení (zpětné odrazy, rozmělnění energie) n Použitím tlumiče se zvětší tlakový spád

zdroj: B&K

P. Chvojka



40

zdroj: B&K

Děkuji za pozornost

Pružné ukládání, hluková izolace obráběcích strojů

Recommend Documents