Шуды төмендетуге арналған демпфирлік балқымалар

Ғылым мен техниканың жылдам дамуы, машиналар мен механизмдердің қуаттары мен жылдамдықтарының өсуі еңбек пен демалыстың шарттарын анықтайтын негізгі фактор болып табылатын шу мен дірілдің күшеюіне әкеледі. Қазіргі уақытта шу қоршаған ортаны зақымдайтын факторлардың ішінде үшінші орында тұр. Зерттеулерге сәйкес, адамға әсер ететін шудың деңгейі әр 10 жылда ұлғайып тұрады [1].

Қазіргі уақыттағы мәдениеттің дамуының ахуалды мәселелерінің бірі – шу мәселесі болып табылады. Шудың қандай да бір акустикалық әсерін біздің әлеміміздің кез келген тұрғыны сезеді [2]. Сондықтан қазіргі уақытта қоршаған ортаның акустикалық ластануының адам ағзасына әсері озон қабатының немесе қышқыл жаңбырларының әсерінен кем түспейді.

Шу – адамға зиянды әсер ететін, күші мен жиіліктері бойынша әр түрлі дыбыстардың ретсіз жиынтығы болып табылады. Шу көзі ретінде қысымның жергілікті өзгерісін немесе қатты, сұйық және газ тәрізді орталарда механикалық тербелістер тудыратын кез келген үрдісті алуға болады. Оның адам ағзасына әсері жаңа, өнімділігі жоғары жабдықты қолданумен, еңбек үрдістерін механикаландыру мен автоматтандыру: әр түрлі станоктар мен агрегаттарды пайдаланғанда үлкен жылдамдықтарға көшумен байланысты болады. Қозғалтқыштар, сораптар, компрессорлар, турбиналар, қысым және электрлік саймандар, балғалар, ұсақтағыштар, станоктар, центрифугалар, бункерлер және қозғалатын бөлшектері бар басқа да қондырғылар шу көздері болып табылады. Сонымен қатар, соңғы уақытта қалада көліктің көбеюіне байланысты шу тұрмыста да қарқынды дами бастады, сондықтан зиянды зақымдаушы фактор ретінде әлеуметтік мәселе болып отыр.

Шудың ағзаға әсер ету механизмі күрделі үрдіс және аяғына дейін зерттелмеген. Шудың әсері туралы сөз қозғағанда, біріншіден, есту мүшелеріне назар аударылады, себебі есту анализаторы бірінші болып дыбыс тербелістерін қабылдайды да, оның зақымдалуы шудың ағзаға әсер етуімен бірдей болып табылады. Есту мүшелерімен бірге дыбыс тербелістерін тері қабатының дірілге сезімтал рецепторлары арқылы да қабылдауға болады. Бақылаулар бойынша, құлағы естімейтін адамдар дыбыс шығаратын көздермен жанасқан кезде, оларды сезіп қана қоймай, белгілі сипаттағы дыбыстық сигналдарды бағалауы мүмкін.

Ауыр өнеркәсіп кәсіпорындарында (металлургия, энергетика, машина жасау, полиграфия және басқа) көптеген әр түрлі шу көздері кездеседі. Олардың ішінде дыбыс қысымы деңгейінің (ДҚСД) үлкен мәндері соққылы шуға сәйкес келеді.

Соңғы уақытта шулайтын жабдықтың бөлшектерін жасау үшін, шу мен дірілдің өшуін қамтамасыз ететін бәсеңдеткіш қасиеттері жоғарылатылған материалдар жиі қолданылады. Бәсеңдеткіш қасиеттері жоғарылатылған қорытпалар (БҚЖҚ) ретінде түсті металл қорытпаларын шектеулі қолдану – қымбаттылығына, физика-механикалық сипаттамалар кешенінің, әсіресе, жоғары температуралар аралығында қанағаттанарлықсыздығына байланысты болады. Түсті металл қорытпаларына қарағанда, физика-механикалық сипаттамалары асып түсетін, бағасы анағұрлым арзан, циклдік жүктеулер режимінде жұмыс істейтін жабдықтардың бөлшектерін жасауға болашақта кең пайдаланылатын темір көміртекті қорытпалар (болаттар) жатады [3].

Металл материалдардың бәсеңдеткіш қабілеті соққылы жүктемелерде жұмыс істейтін жабдықтарды жобалау кезінде, уақыт кедергісі, соққы тұтқырлығы, Юнг модулі және т.б. сипаттамаларымен бірге есептелуі қажет.

Микроқұрылымның металлографикалық зерттелуі 300 есе ұлғайтылған МИМ-7 микроскопында орындалды.

1-суретте шойынның типтік микроқұрылымы келтірілген. Уландырылмаған күйінде металлдық матрицадағы теңдей таралған, шар түріндегі қара қоспалары айқын көрінеді. Матрицаның өзінде ашық фаза бөлініп, айқын көрінеді және қара түсті жолақты қосылыстары ерекшеленеді. Ал, уландырылған күйінде графитті қосылыстар «қара қоршаумен» ортада қоршалып, ашық аймақта орналасқан. Өте үлкейткен кезде «қара қоршау» ерекше пішінді жолақты қосылыстар сияқты болып көрінеді.

Зерттеу объектісі ретінде стандартты қорытпалармен бірге жаңадан құйылған қорытпалар қолданылды. Қорытпалардың акустикалық (дыбыс деңгейі, дыбыс қысымының деңгейі) және діріл (діріл үдеуінің деңгейі, діріл үдеуінің жалпы деңгейі) қасиеттері зерттелді.

Зерттеуге ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойыны алынған. Мұндағы алюминийдің пайыздық мөлшері әр түрлі 5%, 10%, 15%, 20%, 25% деп алынған.

а)  б) 

1-сурет. ЧЮ22Ш шойынының уланғанға (а) дейінгі және кейінгі (б) құрылымы

Шойын мен болат қорытпаларының акустикалық (дыбыс деңгейі, дыбыс қысымының деңгейі) және діріл (діріл үдеуінің деңгейі, діріл үдеуінің жалпы деңгейі) қасиеттерін зерттейтін қондырғыларды талдау негізінде, шойын мен болат қорытпаларының пластина түріндегі үлгілерінің акустикалық және діріл қасиеттерін кешенді зерттеуге арналған, басқа қондырғыларға қарағанда, біршеме өзгертулер мен жаңалықтар енгізілген құрылғысы таңдап алынды (2-сурет).

2-сурет. Шойын және болаттардың қатты үлгілерінің шуы мен дірілін кешенді зерттеуге арналған құрылғы

1 – капрон жіптер; 2 – рама; 3 – пластина түріндегі (50х50х5мм) үлгі; 4 – рама тірегі; 5 – көлбеу жазықтық;

6 – шар-соққыш; 7 – «Bruel&Kj? r» фирмасы шу өлшерінің діріл датчигі; 8 – моделі 1316 октавалы сүзгіші бар моделі 2204

«Bruel&Kj? r» фирмасының шу өлшері; 9 – С-18 осциллографы; 10 – жүк ; 11 – шарларды қабылдағыш;

12 – «Октава 101А» шуөлшері; 13 – «Октава 101А» шуөлшерінің микрофоны; 14 – тіректі бекіту бұрандасы

Жаңадан құйылған қорытпалардың механикалық сипаттамалары стандартты әдістермен анықталды [5,6].

Қаттылық Бринель және Роквелл аспаптарымен өлшенді. Микроқұрылымның металлографикалық зерттелуі 300 есе ұлғайтылған МИМ-7 микроскопының көмегімен жүзеге асырылды.

ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойын үлгілерінің диаметрлері, әр түрлі шар- соққыштармен ұрылғандағы акустикалық сипаттамаларының тәжірибелік мәліметтерін жоғарыда келтірілген тарату шама-шарттары бойынша статистикалық түрде бағаланды. Статистикалық баға бойынша: ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойын үлгілерінің диаметрлері әр түрлі шар- соққыштармен (9,5; 12,7 мм) ұрылғандағы акустикалық сипаттамаларының математикалық күтуі, дисперсия, орташа квадраттық ауытқуы, асимметрия, экцесс, сонымен қатар, бас тарату шама- шарттарының сенімділік интервалдары анықталды.

Акустикалық сипаттамалардың тәжірибелік мәліметтерінің тарату шама-шарттары әр жиілік үшін (сәйкесінше 1000, 2000, 4000, 8000, 16000 және 31500 Гц) анықталды.

Дыбыс қысымының деңгейі, дБ

Диаметрі d=9,5 мм шар-соққышпен ұрылғандағы математикалық күту және дисперсиясы

3-сурет. ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойын үлгілерінің математикалық күту мен дисперсия, сенімділік интервалдары

50,4 57,2 62,6 75,4 63 51,4 73,4

ның

100

10

ы м

ы с

ы қ

с

ы б

ы Д

деңгейі, дБ

Диаметрі d=12,7 мм шар-соққышпен ұрылғандағы математикалық күту және дисперсиясы 1

2,2

1,3

2 2,8

1,3

1000 2000 4000 8000 16000 31500 A

4-сурет. ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойын үлгілерінің бас шама-шарттарының анағұрлым оңтайлы сенімділік интервалдары

0,1

0,3

0,3

Жиілік, Гц

Математикалық күту, Мх Дисперсия, Dx

СЧ15 сұр шойынының диаметрі d=15,2 мм шар- соққышпен ұрылғандағы математикалық күту және дисперсиясы

Дыбыс қысымының деңгейі, дБ

5-сурет. ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі шойын үлгілерінің бас шама- шарттарының анағұрлым оңтайлы сенімділік интервалдары

52, 8 53,2 61 ,4 66 75,6 64 ,4 77

Дыбыс қысымының

деңгейі, дБ

100

СЧ15 сұр шойынының диаметрі d=18,3 мм

10

1 0,7 0 ,7 0, 8

4, 8

1

шар-соққышпен ұрылғандағы математикалық күту және дисперсиясы

6-сурет. ЧЮ22Ш жоғары легірленген алюминийлі

0 ,1

1000 2000 4000 800 0,5 16000 31500 A

0 ,3

Ж и ілі к , Гц

шойын үлгілерінің бас шама-шарттарының анағұрлым М атем атикалық кү ту , М х Д ис п ерс ия , D x

3-6-суреттерде ЧЮ22Ш жоғары легірленген шойын үлгілерінің математикалық күту мен дисперсия, сенімділік интервалдары келтірілген.

Қорытынды

1. Әдебиет көздеріне шолу жасау, соққыдан болатын шуды төмендету әдістерін бағалауға мүмкіндік берді және шудың пайда болуы көзінде демпфирлегіш металдық материалдарды қолдануға мүмкіндік берді.
2. Стандартты шойындармен салыстыра отырып, жаңа демпфирлегіш қасиетті жоғары легірленген алюминийлі шойындары жасалды.
3. Дыбыстық қысымның деңгейін салыстыра отырып, стандартты шойындарға қарағанда, жаңадан жасалған құрамындағы алюминийдің пайыздық мөлшері әр түрлі шойындардың шуды жұту қасиетінің жоғары екендігі анықталды.
4. ЧЮ22Ш шойынының микроқұрылымы анықталды.

ӘДЕБИЕТТЕР

1. Утепов Е.Б., Лидтке В.Ю., Мякотин В.Н., Утепов Т.Е. // Снижение шума в направляющих трубах токарных автоматов. – Алматы: ЧП «Шевченко», 1998. б.72.
2. Утепов Е.Б., Утепова А.Б., Ерконыр А.К. и др. Влияние производственного шума на организм человека //Сборник научных трудов «Безопасность жизнедеятельности (охрана труда, защита человека в чрезвычайных ситуациях, экология, валеология, токсикология, экономика и организация производства)», Алматы, 2005, Вып. 2, б.43-50.
3. Утепов Е.Б., Актаев Б.Г., Актаева Д.У., Утепов Т.Е. Применение «тихих» сплавов в технике борьбы с шумом: / -Алматы, 1998, 78с.
4. Литейное производство. Под ред. И.Б. Куманина. М., «Машиностроение», 1971, 320 б.
5. Испытание материалов. Справочник Х. Блюменауэр, Х. Ворх, И.Гарц и др. Под ред. Х. Блюменауэра, пер. с нем. – М.: Металлургия, 1979, 448с.
6. Общетехнический справочник /Е.А. Скороходов, В.П. Законников, А.Б. Пакнис и др. Под общ. ред. Е.А. Скороходова – 3-е изд. Перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 512 с.
7. ГОСТ 1778-70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений. –М.: Госстандарт, 1970. – 16.

1. Сулеев Д.К., Утепов Е.Б., Нуркеев С.С., Мякотин В.Н. и др. Устройства для исследования механического шума ударного происхождения //Труды IV международной научно-технической конференции «Новое в охране труда и окружающей среды», Алматы: КазНТУ, 2000, С. 400-401.
2. Новейшие приборы для измерений вибрации и акустических шумов. Законодат. и прикл. метрол. 1998. №3, С. 29-30.
3. Ерконыр А.К., Утепов Е.Б., Утепова А.Б. и др. Исследование шума и вибрации твердых образцов.//Труды шестой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» (охрана труда, экология, валеология, защита человека в ЧС, токсикология), часть I, Алматы, 2004, С. 52-54.