Разработка шумозащитных комплексов агрегатов бытовых машин

Шумозащитный комплекс, включает в себя средства виброизоляции, вибропоглощения и звукопоглощения. Механизм подавления колебаний в этом

комплексе так или иначе построен на принципе диссипации - трансформации колебательной энергии в тепло. Рассмотрим механизм любой бытовой или коммунальной машины, приводимый в действе электроприводом - стиральная машина, пылесос, мясорубка, кофемолка, дрель, электролобзик, электропила и пр. Как правило, такие механизмы должны быть обеспечены элементами шумозащиты. В принципе, любой меха-

Далее для каждой из толщин определяют динамическую жесткость:

E ж = E^E- ,        (2)

h где Eск=Eск0-Eкон/Eнач - динамический

модуль упругости скелета материала, Па; E _ск и отношение E _кон/ E _нач определяются по удельной нагрузке ст Е_ск⁰ - в несжатом состоянии, Е _в - модуль объемной упругости воздуха, заключенного в порах материала. Для пористоволокнистых матов Е _в=0,0014 Па.

Резонансную частоту системы:

низм можно сделать малошумным,

применяя грамотно те или иные способы гашения механических или звуковых колебаний. Правда, иногда применяемый комплекс шумозащиты может приводить к удорожанию механизма до 100 %.

■ f 0 = 500, KE , Гц Ey

сравнивают с частотой возмущающей

силы.

Рассмотрим зависимость коэффициента передачи колебательного усилия от жесткости, эффекта демпфирования и колеблющейся массы. По массе

оборудования выбирают удельную нагрузку ( Р , Н/м²) на упругое основание. Обычно расчет вибрационной изоляции ВИ ведется на несколько вариантов ее толщин h , не более 0.2 м в несжатом со-

стоянии. Толщину слоя после сжатия

находят по формуле:

Г h = h 0 1 - v

ст

Е E ст у

где ст =

10^-4 Р_у , Н/см², Е _ст - расчетный

статический модуль упругости слоя, Па.

Предпочтителен вариант, когда / ₀<1/ V2 . Частота возмущающей силы / 0 =1420/60=24 Гц, если сделать прокладку трехслойной. Такой же расчет показывает, что можно использовать двухслойную прокладку для ВИ основания из отходов с объемной массой 250 кг/м³. Видно, что частота возмущающей силы лежит на нижней границе второй гармоники. Можно применить инновационное решение. Зная четкую зависимость уменьшения нижней резонансной частоты с уменьшением жесткости системы, можно применим гофрированные мембраны, встраивая их в пористоволокнистый материал.

Зададимся параметрами ВИ основания из отходов текстильной промышленности с объемной массой 500

кг/м3, толщиной 7 см. Расчет для одно -, двух -, трехслойной опоры, табл.1.

Таблица 1

№ примера	h 0	h	К ж	f 0	F 0 / 2	F 0 2
1)	7	5,73	9,32	29	21	41
	14	11,55	4,68	22	16	31
	21	16,5	3,27	17	12	14
2)	7	5,12	14,8	25,9	18,3	38
	14	10,25	7,4	18,3	13	26
	21	14,65	5,17	15,3	9,5	21,6

Так, если собственная частота виброизолятора равна f = 1/2л_Л IKМ Гц, где К - коэффициент упругости, кгс/с; М - масса виброизолятора, кг. То уменьшая К в два раза, f уменьшается в 2 , то есть в 1,4 раза.

Следовательно, все величины ( f 0 , f 0 / 2 , f 0   2 ) в табл.1 уменьшаться в 1.4

раза и составят соответственно, например, для нижней строки: 10,9; 6,7; 15,4 Гц. Для определения коэффициента по- терь в материале можно использовать принцип реверберации:

П =

0,22 Tf n

(4),

где Т - время затухания, за которое амплитуда уменьшается на 6 дБ; f n - резонансная частота, Гц. Декремент колебаний:

ln2   0.69

d =   = fT fT

Известно, что Е - динамический модуль упругости (при dа - напряжении и dв - относительной деформации):

da

E д = dJ ’

E ' = ~⁽ f X^ ^, П = , (8) n r 5 13.6

где X - длина волны сигнала, м; f - частота, Гц; 5 - толщина образца, м; р - объемная масса диссипативной конструкции, кг/м³; Д - разность уровней колебательной скорость на входе и выходе системы, дБ.

Для оценки эффективности шу-моглушения

^ L = 40lg ( fjf_R ) ; f_R = 160_Л STm (9), где m - поверхностная плотность опорного слоя (фундамента машины), кг/м²; S - динамическая жесткость упругого слоя, МН/м³.

Для материалов с закрытыми порами:

S ‘ = S д + S l , (10) а для абсорбента с открытыми порами (волокнистый мат):

S_L '=143/ d , (11) где d - толщина слоя, мм. Соответственно, соотношение S S лежит в пределах 0,5 - 1.Сравним параметры новых ВИ с классическими, табл.2.

В табл.3 представлены данные об относительной сжимаемости ВИ где в - изменяется периодически. Тогда, E = E‘ + jE" = E'(1 + jn); (n = Е’/Е”) .

Таблица 2 – Динамические и статические параметры ВИ абсорбента

Диссипативная конструкция	Объемная масса в сжатом состоянии, кг/м3	Динамический модуль упругости,Па х105	E д /E c
Пористая резина	700	25	2
Пенопласт	170	6	4
Шерстяной войлок	400	40	3
Минеральная вата	70	1	2.5
ДВП	200	16	2
ВИ мат из текст. отходов	300	12	2
То же	150	5	2.5

Разработка шумозащитных компелексов агрегатов бытовых машин

Таблица 3 - Сжимаемость ВИ диссипативных конструкций при нагрузке

Диссипативная конструкция	Продолжительность действия нагрузки	Относительная сжимаемость, %
	20 000 Па,	2
ДВП, толщ. 25 мм,	Через 10 суток “ 20 “	6
объемн. плот. 200 кг/м3		6.5
	“ 30 “	6.6
	4 000 Па	40
Минвата, толщ. 50 мм,	Через 10 суток “ 20 “	50
объемн. плот. 100 кг/м3		55
	“ 40 “	60
ВИ панель из текст. от-	10 000 Па	5
ходов, толщ. 50 мм,	Через 10 суток “ 20 “	7
объемн. плот. 200 кг/м3		8
	“ 40 “	8,5

Построены зависимости влияния объемной массы на динамический модуль упругости при различной статической нагрузки и экстраполировать поведение ВИ конструкции для различных условий эксплуатации бытовых приборов. Найдены, аналитически обоснованы оптимальные пропорции основных компонентов, их регулирующее действие на управление свойствами диссипативных конструкций, с учетом акустической эффективности, экономических и эксплуатационных показателей.

В результате исследований шумозащитных комплексов разработаны методики производства оригинальных абсорбентов со способностью самовен-тилироваться; - облегченные, влаго -огне - биостойкие; вибродемпфирующие - широкого действия для тонкостенных элементов механизмов и массивных объемных деталей; виброизолирующих с регулируемой частотной характеристикой и улучшенной виброизолирующей способностью за счет внесения объемно - армирующих элементов.

Исследованы также свойства новых абсорбентов в сравнении с аналогами и стандартными конструкциями. Показано, что полученные абсорбенты из отходов отрасли по основным параметрам на уступают аналогам, а по не- которым - превосходят (акустическая эффективность,     эксплуатационные свойства, экономические показатели).

Разработанные методические основы производства абсорбентов из отходов, дадут исходные данные для проектирования агрегатов переработки отходов.