Гвоздильный автомат Советский патент 1992 года по МПК B21G3/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к гвоздильным автоматам.

Цель изобретения - улучшение условий труда за счет снижения шума.

На фиг.1 изображен гвоздильный автомат с закрытой крышкой; на фиг.2 - то же, с открытой крышкой; на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.4 - узел II на фиг.1; на фиг.5 -- вид А на фиг.4; на фиг.6 - частотная характеристика шума гвоздильного автомата.

Гвоздильный автомат содержит станину 1, на которой установлена головка 2, и крышку 3 с бортами 4. Крышка 3 соединена с головкой 2 и станиной 1 с помощью стержней 5 шарнирно-стержневого механизма. Крепление головки 2 к станине 1 осуществлено через четыре прокладки 6 из упругого материала четырьмя шпильками 7. На шпильки 7 надеты резиновые втулки 8, а под металлическую шайбу 9 установлена резиновая шайба 10. Узлы крепления стержней 5 шарнирно-стержневого механизма к крышке, головке и станине (фиг.4 и 5), содержат корпус 11, выполненный, например, из

твердой резины. Он прикреплен через про- (/) кладки 12 из губчатой резины болтами 13 либо к станине 1, либо к крышке 3, либо к головке 2. К корпусу 11 двумя болтами 14 Е прикреплена серьга 15, которая осью 16 соединена со стержнем 5 шарнирно-стержневого механизма. В закрытом положении крышка 3 оперта на головку 2 автомата с 4 помощью неподвижной опоры 17спроклад- «рь кой 18 из губчатой резины. Борта 4 крышки CJ1 3 образуют с головкой 2 щелевой канал ши- ЈдЗ риной h и длиной I, определяемой по форму- Q ле00

I h(li-L2)+10lgh/H + 8. Суммарная площадь поперечного сечения виброизолирующих прокладок между головкой 2 и станиной 1, либо между крышкой 3 и головкой 2 и их толщина связаны соотношением

S b -m -т02(2л f/Eg. Крышка 3 облицована изнутри звукопоглощающим материалом 18 (например, минватой), защищенным от попадания масла полиэтиленовой пленкой толщиной 0,01...0,015 мм.

Автомат работает следующим образом.

Рабочее положение крышки 3 - закрытое. Вибрация, создаваемая механизмами, расположенными на головке 2 автомата, не распространяется на крышку 3 и станину 1 вследствие изоляции их от станины упругими прокладками 6. Распространение звука от головки 2 автомата ограничивается как способностью крышки 3 не пропускать звук, так и способностью щелевого канала, облицованного звукопоглощающим материалом, поглощать звук, распространяющийся по этому каналу.

Необходимые параметры прокладок 6 определяются из следующих условий, К частотной характеристике шума гвоздильного автомата проводится касательная с наклоном 3 дБ на октаву (фиг.6).

Из точки пересечения нормативной кривой и частотной характеристики проводится горизонтальная линия до пересечения с касательной. Точке их пересечения соответствует частота frp. T.e, frp - граничная частота, определяемая как абсцисса точки пересечения касательной, проведенной с наклоном ЗдБ/октаву к кривой частотной характеристики шума автомата и горизонтальной линии, проведенной из точки пересечения кривой частотной характеристики шума и нормативной кривой допустимых уровней шума на рабочем месте автомата.

Собственная частота f0 колебаний головки 2 на станине 1 и крышки 3 на головке 2 должна удовлетворять условию

fo frp/2,

частота колебаний должна быть на две октавы выше частоты возбуждающей силы Тв, определяемой количеством ходов механизма высадки автомата в 1 с. Таким образом, интервал значений собственной частоты колебаний имеет вид

2fe fo frp/2.

Суммарная площадь поперечного сечения упругих прокладок S и их толщина b связаны соотношением,

S

b rn f0 2/2 л2

где Eg - динамический модуль упругости материала прокладок б, Па;

m - масса объекта, установленного на прокладках (в нашем случае головки 2 или крышки 3), кг.

Выражение (1) получено из соотношений для собственной частоты колебаний

1

fo - и жесткости упругих прокла- 1 л т

En S док С

Вертикальные борта крышки образуют с боковыми стенками станины автомата щелевой канал, длина которого определяется по формуле

I h(Li-L2)+10lg Ј+ 8,(2)

п

где h - ширина канала;

Н - высота стенки станины; и - уровни звукового давления, измеренные соответственно около головки и боковых стенок станины автомата.

Крышка 3, представляющая собой короб с бортами 4, должна быть изготовлена из материала, толщина которого определя- ется по формуле

-.0,05

1

h 10илга/(Ш 47,5) --Л

(3)

где f - среднегеометрическая частота первой октавной полосы, с которой имеет место 20 превышение нормативных«уровней звукового давления;

р- плотность материала; R-требуемая звукоизоляция крышки на этой частоте, удовлетворяющая неравенст- 25 ву

R (Li - La) + 8.(4)

Неравенство (3) получено из зависимости значений звукоизоляции от поверхностной плотности материала, 30 Требования (2) и (4) обусловлены тем, что суммарная звуковая мощность, излучаемая крышкой (Lpi) и щелевым глушителем (рз) должна быть меньше (на 5 дБ и более) звуковой мощности LP2, излучаемой боковы- 35 ми стенками станины автомата. Дальнейшее уменьшение мощности Lpi не при едет к уменьшению шума автомата из-за излучения станины. Это условие выполняется при соблюдении следующих неравенств: Lpi + 8;(5)

Lp2 Lp3 н- 8.(6)

Если площадь крышки равна Si, боковых стенок станины За поперечного сечения щелевого канала 5з и коэффициент звуко- 45 поглощения облицовки крышки а, то из (6) имеют

Lp2 L2+10lgS2 (U-R)+ lOlgSi+ + 8 L,,i + 8.(7)

50 Учитывая, что для гвоздильного автомата Si 82, получают условие (4).

Требование (2) к длине щелевого канала получено из неравенства (6) с учетом того, что звуковая мощность, излучаемая через 55 сечение канала, определяется по формуле

Lp3 U+ 101д8з.(8)

где - уровень звукового давления на выходе из канала, определяется по формуле Белова

L3 Li-1,090cp -Ш(9)

Ьз

Здесь П - периметр сечения щелевого канала;

Ckp - средний коэффициент звукопоглощения поверхности канала, полученный с учетом того, что облицована только одна сторона канала.

Площадь поперечного сечения щелевого канала и площадь поверхности боковых стенок станины можно выразить через периметр щели

5з «0,5 П h; Sz «0,5 п н . (10) Подставляя последовательно (10) в (9), (9) в (8) и далее в (6), имеют (2).

П р и м е р. На фиг.6 по описанному правилу определяется значение frp 90 Гц, a frp/2 45 Гц. Известно, что частота ударов в механизме высадки fe 3 Гц. Поэтому возможный диапазон частот собственных колебаний головки 2 на станине 1 составляет 3 Гц f0 45 Гц..

Масса головки автомата m « 300 кг. динамический модуль упругости технической резины Е2 3 10 Па; прокладки выполнены из резины толщиной 40 мм (4 10 м). Задаваясь частотой собственных колебаний f0 25 Гц определили суммарную площадь четырех прокладок, которая оказалась равной

Q „

4 102 300 25

3 10fc

-iЈ r-io-v.

Таким образом, площадь одной прокладки равна 2,5 м2.

Динамический модуль упругости губчатой резины Eg 3 105 Па, масса крышки m 15 г толщина прокладок I 10 мм (10 м). Суммарная площадь прокладок из губчатой резины для f0 25 Гц

10

15 252 -(2л)2

3 10й

1,25

.

Борта крышки и головка образуют щелевой канал длиной I 200 мм.

Крышка размерами в плане 1260x1270 мм имеет борта высотой 300 мм. Она выполнена из стеклопластика толщиной 3 мм и облицована изнутри звукопоглощающим материалом (минвата толщиной 40-50 мм), защищенным от попадания масла полиэтиленовой пленкой толщиной 0,01-0.015 мм.

В табл.1 приведены уровни звукового давления Li, измеренные у головки автомата, изолированной от станины упругими прокладками, и La - у боковых стенок станины автомата А 4115А, а также рассчитанные по формуле (4) значения минимально необходимой звукоизоляции крышки Р и по формуле (2) требуемой длины щелевого канала I.

В расчете принято, что высота боковой стенки станины автомата Н 800 мм, а ширина канала щелевого глушителя h 20 мм. Там же представлены фактические значения звукоизоляции крышки и длины щелевого канала. Из таблицы видно, что фактическая звукоизоляция крышки и при0 нятая длина щелевого канала не меньше требуемых значений и, следователь но, они обеспечивают практически максимально возможное снижение шума на рабочем месте автомата.

5Частота собственных колебаний

крышки на прокладках f0 равна 25 Гц. Она обеспечивается путем подбора соответствующей жесткости прокладок 12 из губчатой резины При этом шум снижается начиная с

0 частоты frp 90 Гц. причем снижение шума с ростом частоты увеличивается на 3 дБ/октаву и обеспечивает требуемое снижение в точке с координатой f 500 Гц, в которой касательная соприкасается с частотной хэ5 рактеристикой шума (фиг.6).

Формула изобретения 1.Гвоздильный автомат, содержащий станину, установленную на ней головку и размещенную над головкой крышку с бор0 тами, соединенную с головкой и станиной посредством шарнирно-стержневого механизма, отличающийся тем. что. с целью улучшения условий труда за счет снижения шума, он снабжен виброизолирующими

5 прокладками, смонтированными на поверхности головки, опирающейся на станину, и на поверхностях стержней шарнирно-стержневого механизма, опирающихся на головку, при этом суммарная площадь их

0 поперечного сечения между головкой и станиной или между крышкой и головкой определяется из соотношения

b m f о 2 (2 л)2

5Е

где S - площадь поперечного сечения виброизолирующих прокладок между головкой и станиной или между крышкой и головкой;

b - толщина прокладок;

Eg - динамический модуль упругости материала прокладок;

m - масса изолируемого объекта (крышки или головки);

fo - частота собственных колебаний изолируемого объекта.

2.Автомат по п. 1,отличающийся тем. что крышка внутри облицована звукопоглощающим материалом.

З.Автомат по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что борта крышки образуют с голо0

5

вкой по периметру щелевой канал, длина которого определяется соотношением

- Li-Ul+IO -lgh/H + 8 где I - длина щелевого канала;

h - ширина щелевого канала;

Li и U - уровни звукового давления, измеренные соответственно у верхней поверхности головки и боковых стенок станины;

Н - высота стенки станины автомата.

4.Автомат по пп.1 и 2, отличающий- с я тем, что толщина стенок крышки удовлетворяет неравенствам

1

,0,05л

d - 10u UD(R + 47.5),

R(Li-L2) + 8,

где d - толщина стенок крышки;

f - среднегеометрическая частота первой октавной полосы, с которой имеет место превышение нормативных уровней звукового давления; р- плотность материала крышки;

R - требуемая звукоизоляция крышки на частоте.

Использование: изготовление гвоздей. Сущность изобретения: гвоздильный автомат содержит станину, на которой установлена головка,-и крышку с бортами. Крепление головки к станине осуществлено через прокладки из упругого материала, а борта крышки образуют с головкой нулевой канал. 3 з.п.ф-лы, 6 ил., 1 табл.

2 18 17

Фиг.1

ю

tf

13,

п.90Г:1

1000

2000

4000 ВООО

ЧАСТОТА, Га