КОЖУХ ДЛЯ ВЕРЕТЕН ТЕКСТИЛЬНОЙ МАШИНЫ
CASING FOR TEXTILE MACHINE SPINDLES

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается шумопоглощающего ограждения текстильных машин.
Известно ограждение веретен текстильной машины по патенту РФ №2311502, D01H 1/16, содержащее установленное на веретенном брусе машины на уровне ее веретен вдоль их ряда ограждение с закрепленными на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями (прототип).
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность снижения шума.
Технический результат - повышение эффективности снижения шума.
Это достигается тем, что в кожухе для веретен текстильной машины, содержащем установленное на веретенном брусе машины на уровне ее веретен вдоль их ряда ограждение с закрепленными на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями, ограждение выполнено в виде корпуса, состоящего из верхней и боковой пластин, жестко закрепленных к веретенному брусу, и вертикально расположенной съемной крышки, состоящей из нижней горизонтальной пластины и вертикальной пластины с откосом, звукопоглощающее устройство ограждения кожуха выполнено в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам, являются звукопоглощающими слоями из материалов разной плотности, а три центральных слоя являются комбинированными, причем осевой слой выполнен звукопоглощающим, а два симметрично расположенных прилегающих к нему слоя выполнены из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а в качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего устройства ограждения кожуха использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.
На фиг. 1 изображен кожух веретен текстильной машины, на фиг. 2, 3 - варианты звукопоглощающего устройства ограждения кожуха.
Кожух для веретен 1 текстильной машины содержит установленное на веретенном брусе машины через кронштейн 2 на уровне ее веретен вдоль их ряда ограждение 7 с закрепленными на его внутренней поверхности виброзвукопоглощающими слоями 6. Катушка 5 приводится во вращение через натяжной ролик 3 посредством ремня 4. Ограждение выполнено в виде корпуса, состоящего из верхней и боковой пластин, жестко закрепленных к веретенному брусу, и вертикально расположенной съемной крышки, состоящей из нижней горизонтальной пластины и вертикальной пластины с откосом, причем толщина размещенного на пластинах вибропоглощающего слоя (не показано) в 2…4 раза превышает толщину пластин корпуса и крышки, а в качестве материала вибропоглощающего слоя использован эластичный листовой вибропоглощающий материал с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитный материал, или пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
В качестве звукопоглощающего материала 6 ограждения 7 используются элементы из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
3
Звукопоглощающий материал 6 ограждения 7 выполнен на основе алюминийсодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана, или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.
Звукопоглощающий материал 6 ограждения 7 выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм (не показано).
Кожух работает следующим образом.
В процессе работы машины создаваемая ее веретенами энергия звукового давления поглощается звукопоглощающим слоем 6 ограждения, а вибропоглощающий слой демпфирует колебания тонкого металлического кожуха, являющегося источником акустического виброизлучения. Эффект демпфирования увеличивается с удалением вибропоглощающего слоя от нейтральной оси веретенного бруса при изгибе за счет увеличения деформации. Этот эффект как раз и реализуется в данной конструкции ограждения планками, которые обеспечивают пространственное демпфирование, коэффициент потерь которого составляет 0,2 по сравнению с 0,05 при обычном демпфировании в диапазоне частот от 200 до 3000 Гц. Удаление вибропоглощающего вязкоупругого слоя от нейтральной оси веретенного бруса при изгибе обуславливает увеличение деформации кожуха и планок, что приводит к повышению трения между вибропоглощающим слоем и кожухом и планками и способствует рассеиванию энергии виброизлучения.
Возможен вариант, когда звукопоглощающее устройство (фиг. 2) ограждения кожуха выполнено в виде гладкой жесткой стенки 8 и перфорированной стенки 14, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам 8 и 14, являются звукопоглощающими слоями 9 и 13 из материалов разной плотности, а три центральных слоя 10, 11, 12 являются комбинированными, причем осевой слой 11 выполнен звукопоглощающим, а два симметрично расположенных и прилегающих к нему слоя 10 и 12 выполнены из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Перфорированная стенка 14 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.
Каждая из стенок 8 и 14 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин 1/(2,5…3,5).
Каждая из стенок 8 и 14 может быть выполнена из нержавеющей стали, или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.
Каждая из стенок 8 и 14 может быть выполнена из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100, или полимером типа «Повиден», или неткаными материалами, например Лутрасилом.
3
3
В качестве материала звукоотражающих слоев 10 и 12 может быть применен материал на основе алюминийсодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминия, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м.
В качестве звукопоглощающего материала слоев 9, 11 и 13 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. Причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», или поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, Acutex Т), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом. Кроме того, в качестве звукопоглощающего материала слоев 9 и 11 может быть использован пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий, или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.
Для снижения или коррекции времени реверберации помещений в его отделке применяют звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители).
Сырьем для их производства служат древесные волокна, минеральная вата, стеклянная вата, синтетические волокна. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, Acutex Т), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.
В качестве звукоотражающего материала применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.
В качестве звукопоглощающего материала использован полиэстер.
В качестве звукопоглощающего материала использован пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, который выполнен на основе базальтовых или стеклянных волокон, или открытоячеистого пенополиуретана с защитной звукопрозрачной оболочки из тонкой стеклоткани или алюминизированной лавсановой пленки.
3
В качестве звукопоглощающего материала использован пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м и состоящий из 100 массовых частей перлита с диаметром частиц 0,5÷2,0 мм, 100÷200 массовых частей одного или нескольких спекающих материалов и 10÷20 массовых частей связующих материалов. В процессе спекания частицы перлита в точках соприкосновения образуют смежные поры. Этот материал обладает хорошей звукопоглощающей способностью в широком диапазоне частот, но имеет высокую плотность, связанную с содержанием большого количества спекающих материалов.
Звукопоглощающее устройство работает следующим образом.
Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированную стенку 14, попадает на слой 13 из мягкого звукопоглощающего материала, а затем встречает на своем пути соответственно слои 12, 11 и 10 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, но часть звуковой энергии проходит через слои 10 и 12 из звукоотражающего материала и взаимодействует с осевым слоем 11 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.
Слои 9 и 13 из мягкого звукопоглощающего материала разной плотности могут быть выполнены, например, из базальтового или стеклянного волокна. В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению.
Возможен вариант, когда звукопоглощающее устройство ограждения кожуха выполнено в виде звукопоглощающего элемента с резонансными вставками (фиг. 3) и содержит гладкую 15 и перфорированную 16 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 17 и пустотелых участков 19, причем пустотелые участки 19 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 20, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (не показано). Полости 18, образованные гладкой 15 и перфорированной 16 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 15 и перфорированной 16 стенках. Полости 21 пустотелых участков 19, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 17 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца.
Звукопоглощающий элемент с резонансными вставками работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 16 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов Гельмгольца, имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 17 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца.
Резонансные отверстия 10 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 22 и 23, выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 24.
Возможен вариант, когда звукопоглощающее устройство ограждения кожуха выполнено в виде резонансной панели (фиг. 4) и содержит гладкую 25 и перфорированную 26 поверхности, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 27 и пустотелых участков 29, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала. Причем пустотелые участки 29 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 30, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (не показано). При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 25 и перфорированной 26 поверхностях. Полости 28, образованные гладкой 25 и перфорированной 26 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом. Полости 31 пустотелых участков 29, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом. Полости 31 пустотелых участков 29, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями 32, 33 и 34 с полостями 28, образованными гладкой 25 и перфорированной 26 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.
Резонансная панель работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 26 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов Гельмгольца, имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Резонансные отверстия 32, 33 и 34 в полостях 31 пустотелых участков 29 выполняют функции горловин резонаторов Гельмгольца, частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 32, 33 и 34.