ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ
СУДОСТРОЕНИЕ 3'1WV
же у чистого железа наибольшие значения ударной вязкости наблюдались после деформации при 720...770 оС.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие заключения:
1. Снижение температуры гибки до 740...760 оС улучшает пластические характеристики стали, не снижая при этом прочностные характеристики; повышает ударную вязкость спецстали в 1,3...1,5 раза по сравнению с ее значениями, полученными после гибки при 960 оС; обеспечивает получение
требуемой ударной вязкости по всему сечению профиля, в то время как при 960 оС наблюдались провалы ударной вязкости в центре сечения.
2. Повышение температуры гибки до 1050 оС отрицательно сказывается на пластических и ударных свойствах материала.
3. Эффективность диссипации энергии может быть использована в качестве критерия оптимизации температурно-скоростных параметров технологического процесса гибки кольцевых ребер жесткости.
Литература
1. Влияние пластической деформации на структуру и механические свойства стали 15Х2НМФА/ Т. В. Охрименко, А. Л. Чупра-ков, П. С. Рябов, В. В. Бобков//Металловеде-ние и термическая обработка металлов. 1988. № 6.
2. Venugopal S., Mannan S. L. and Prasad Y. U. R. K. Optimization of Hot Workability in Stainless Steel Type AISI304L Using Processing Maps// Met. Trans. 1992. Vol. 23A. P. 3092-3102.
3. Суровцев А. П., Суханов В. Е. Деформируемость стали 12МХ в интервале температур полиморфных превращений//Металловеде-ние и термическая обработка металлов. 1987. № 1.
4. Суровцев А. П., Суханов В. Е., Бакланова О. Н. Структура и свойства низкоуглеродистых сталей и железа после деформации в условиях сверхпластичности//Металловедение и термическая обработка металлов. 1987.
СНИЖЕНИЕ ВИБРАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ РУБИЛЬНЫХ МОЛОТКОВ
С. В. Горин, канд. техн. наук (ПО «Северное машиностроительное предприятие»)
На судостроительных и судоремонтных предприятиях отрасли в технологических операциях рубки металла, обработки сварных швов, снятия остаточных прибылей и вырубки дефектов в отливках, подготовки отливок гребных винтов под заварку, а также в других операциях широко используют пневматические рубильные молотки.
В процессе выполнения названных технологических опера-
ций рабочие все время подвергаются воздействию шума и вибраций, а в ряде случаев также тепла, пыли и газов. При длительной работе с пневмомолотками у рабочих развивается профессиональное заболевание — виброболезнь, причем в наиболее тяжелых случаях люди получают инвалидность. Так, в структуре профзаболеваний ПО «Севмашпредприятие» за 1996 г. виброболезнь составила
Таблица 1
Уровни виброскорости (в дБ относительно пороговой скорости 5 • 10 м/с) в октавных полосах частот на ручках серийных пневматических рубильных
молотков
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Наименование 8 163 1,5 63125 250 500 1000
ПДУ по ГОСТ 17770-86 115 109 109 109 109 109 109 109
МР-4 104 103 111 117 116 114 110 105
МР-5 126 121 120 115 112 109 106 106
МР-6 127 123 126 118 115 112 107 106
УВ-4 127 120 124 117 110 107 106 104
БАС-16 98 100 121 113 117 115 105 107
ИП-4126 122 123 120 118 118 119 121 123
МПС 4401 116 118 122 114 111 110 104 100
Таблица 2
Зависимость длительности работы с пневмомолотком от величины превышения ПДУ по вибрации (по ГОСТ 17770-86)
Превышение ПДУ в октавной полосе частот, дБ 1-3 3-6 6-9 9-12
Допустимая длительность работы с пневмомолотком, мин 160 80 40 20
30% с тенденцией к увеличению. Поэтому разработка мероприятий по снижению виброактивности ручных пневматических молотков является весьма актуальной задачей.
Реализуемая в пневмомолот-ках удельная (отнесенная к массе) механическая мощность достаточна высока. Такая энерговооруженность, характеризующая высокую интенсивность работы, при жестких ограничениях массы и размеров молотков предопределяет особые трудности вибрационной защиты рубщиков. По этим причинам, а также в связи с недопустимостью чрезмерного усложнения и повышения стоимости ручных молотков, выпускаемых серийно, какого-либо прогресса в снижении их виброактивности пока достигнуто не было.
Измерение вибрации пневмо-молотков различных марок, серийно выпускаемых отечественными заводами, показало (табл. 1), что виброактивность всех испытанных образцов превышает предельно допустимый уровень (ПДУ), причем время работы большинством из них, согласно табл. 2, не должно превышать 20 мин за весь рабочий день.
В качестве основного средства защиты рубщиков от вибрации обычно используют рукавицы [1], которые проблемы в целом не решают. Многочисленные рекомендации по созданию вибробезопасного инструмента ударного действия [2] в отношении пневмомолотков практически не реализуемы, так как спектральный состав вибрации пневмомолотков (рис. 1) содержит множество интенсивных дискретных составляющих. У некоторых пневмомолотков на частоте ударов молотка максимальные значения уровней виброускорений на кор-
СУДОСТРОЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИИ
Рис. 1. Спектрограмма вибрации пневмомолотка (относительно порогового значения виброускорения 3-10-4 м/с2)
пусе достигали 1420 м/с2. Такие высокие уровни виброускорений многочисленных дискретных составляющих не позволяют использовать ни антивибраторы, ни виброизолирующие элементы малой жесткости. Поэтому, принимая во внимание то, что основной причиной вибрации являются периодические удары о корпус молотка инструмента (зубила, крейцмейселя и т. д.), отскакивающего от обрабатываемой детали [3], решение проблемы следует искать путем установки демпфера между рабочим инструментом и корпусом молотка. Такой демпфер должен быть изготовлен из материала, обладающего следующими свойствами: высокой механической прочностью и стойкостью к истиранию; нелинейной зависимостью «сила—деформация»; хорошими упругими и дис-сипативными свойствами; стойкостью к воздействию масел, пыли, воды.
Рис. 2. Продольный разрез пневматического рубильного молотка с противоударным демпфером
Всем этим требованиям удовлетворяют упругодемпфирующие элементы (УДЭ) из спрессованной проволоки, которые с успехом используются в течение многих лет в судовой энергетике [4, 5].
На рис. 2 представлена конструкция пневмомолотка с противоударным демпфером. Ручка 1 и корпус 2, в котором перемещается блок 3, защищены от ударов инст-
румента 4, расположенного в буксе 5, при помощи УДЭ 6, 7, 8, которые изолируют буксу от корпуса в осевом и радиальном направлениях. Демпфер при помощи стакана 9 крепится в корпусе молотка.
Достоинством предлагаемого технического решения является возможность его реализации как на создаваемых пневмомолотках, так и при модернизации серийных конструкций.
Для определения эффективности предложенного технического решения были взяты пять серийных пневмомолотков МР-5, уровни вибрации которых в отдельных октав-ных полосах частот превышали ПДУ до 12 дБ (см. табл. 2). На эти молотки были установлены противоударные демпферы (см. рис. 2). В результате уровни виброскорости, измеренные на ручке и корпусе пневмомолотка, во всех октав-ных полосах частот не превышали ПДУ (рис. 3). Если исходными рубильными молотками нельзя было работать более 20 мин за рабочий день (см. табл. 2), то после их модернизации допускаемое согласно ГОСТ 177700—86 время работы увеличилось до 320 мин. Наиболее наглядно эффективность снижения вибрации видна на осциллограммах ударных импульсов, измеренных на пневмомолотках до и после установки противоударных демпферов, представленных в одном и том же масштабе (рис. 4).
Опытная партия рубильных молотков прошла ресурсные испытания в металлургическом цехе ПО «Севмашпредприятие» в течение 3 мес эксплуатации. При общей наработке в 300 ч молотки были вновь проверены на виброактивность. Как показали измерения, уровни виброактивности после столь длительной эксплуатации практически не изменились. Превышений ПДУ ни на одном молотке отмечено не было, хотя УДЭ осевого каскада 7 и 8 (см. рис. 2) получили незначительную усадку и имели перетирание отдельных витков проволоки. Износ буксы был существенно меньше, чем на штатных пневмомолотках при ее жесткой запрессовке в корпус молотка.
По субъективным ощущениям рубщиков пневмомолоток с УДЭ имеет «мягкую» вибрацию, а не «жесткую», как серийные; им легче вести прицельную локальную вы-
^ дБ
I! « 125 ;!1
I Гц
Рис. 3. Спектрограмма октавных уровней
виброскорости пневмомолотка МИР-1 в зонах контакта рук рубщика:
1 — корпус; 2 — рукоятка; 3 — ПДУ по ГОСТ 17770—86
рубку (обработку), след от зубила более ровный и гладкий, производительность труда выше.
б)
АЧП1 |
Рис. 4. Осциллограммы ударных импульсов на ручке пневмомолотка до (а) и после (б) установки противоударного демпфера
Модернизированные на базе МР-5 молотки получили условное название МИР-1 и имеют следующие основные технические характеристики:
Длина молотка, мм ..................335
Масса, кг (без инструмента) ...........5,8
Усилие нажатия, Н ...................200
Энергия единичного удара, Дж .........20
Частота удара, Гц .....................40
Расход воздуха, м3/мин ..............0,8
Давление воздуха, МПа .........0,4—0,6
Внедрение вибробезопасных рубильных молотков МИР-1 позволяет: уменьшить виброзаболевания рубщиков, повысить производительность труда, улучшить качество работы и увеличить срок службы пневмомолотков.
Литература
1. Головко С. А. Защитные рукавицы//Маши-ностроитель. 1994. № 1.
2. Быховский И. И., Гольдштейн Б. Г. Основы конструирования вибробезопасных ручных машин. М.: Машиностроение, 1982.
3. Новак С. М., Логвинец А. С. Защита от вибрации и шума в строительстве. Киев: Буди-вэльнык, 1990.
4. Горин С. В., Лычаков А. И. Методы снижения виброактивности трубопроводов систем судовых энергетических установок/Судостроение. 1987. № 3.
5. Горин С. В., Пшеницын А. А., Лычаков А. И. Упругодемпфирующие элементы из прессованной проволоки для судового оборудования/судостроение. 1997. № 4.
мс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.