Технические науки/13Охрана труда

PhD доктор Калдыбаева С.Т., к.т.н., Шевцова В.С., доцент Тукенова К.Т., ст.преп.Ахмадиева Т.К.

Казахский технический нацональный университет имени К.И.Сатпаева, Казахстан

СНИЖЕНИЕ ШУМА ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА РОЛЬГАНГАМИ

Наиболее интенсивный шум прокатного стана наблюдается соударениях заготовки транспортируемом рольгангом.

Для транспортировки прокатываемого металла к прокатному стану, подачи металла в валки, приема металла из валков, перемещения к вспомогательным машинам и устройствам (ножницам, пилам, правильным машинам, укладчикам и др.) предназначены рабочие и транспортные рольганги. Рабочие рольганги расположены непосредственно у рабочей клети стана - на передней и задней ее сторонах.

При эксплуатации рольгангов возникают высокие уровни шума, обусловленные ударными взаимодействием между металлом ролика рольганга и транспортируемым металлом. Так как рольганги изготавливают цельноковаными, литыми из труб, то уровень издаваемый материалом ролика и металла, неодинаков.

Наибольший уровень звука наблюдается при соударении транспортируемого металла с поверхностью роликов, цельнолитых с бочкой, представляющей полую цилиндрическую часть. Внутри полой бочки ролика отсутствует сквозная несущая ось. Такие ролики обладают недостатками, состоящими в невозможности устранения или даже уменьшения звуковых колебаний, возникающих в процессе соударения транспортируемых исходных материалов, полупродукта и готовых прокатных изделий с поверхностью бочки ролика и приводящих к интенсивному шумообразованию. Снижение шума при транспортировке металла рольгангами достигается изменением конструкции ролика рольганга, а также применением металлических материалов с высокими демпфирующими свойствами [1]. Выполнения шлицевых отверстий в бочке ролика описанным способом обеспечивает демпфирование звуковых колебаний, возникающих в результате ударного взаимодействия между поверхностью бочки ролика и транспортируемого металла. Излучение звуковой мощности при ударном взаимодействии двух тел имеет место в основном на частотах, несколько выше частоты волнового совпадения, определяемой по формуле

где С₀-скорость звука в окружающей среде, м/с; m- поверхностная масса конструкции, кг/м²; D-изгибная жесткость конструкции.

В области частот f << и f >>уровень мощности излучения резко снижается. При выполнении сквозных шлицевых отверстий поверхностная масса бочка ролика изменяется незначительно, изгибная же жесткость заметно уменьшается, что приводит к повышению частоты волнового совпадение и, следовательно, к расширению частотного диапазона, в котором излучение звука невелико. Кроме того, улучшаются звукоизолирующие свойства конструкции вследствие уменьшения скорости изгибных волн при наличии неоднородностей в структуре материала ролика. Шлицевые прорези, выполненные в прикраевых участках бочки ролика, препятствуют распространению продольных и круговых волн по длине бочки ролика и ее краям, которые являются основными участками интенсивного звукоизлучения. Таким образом, ролик со шлицеобразными прорезами обладает лучшими звукоизолирующими и демпфирующими свойствами по сравнению с цельными роликами и обеспечивает снижение уровня шума на 9-11 дБ. Для снижения шума, возникающего при транспортировании заготовок рольгангом, применяют ролики, бочки которых выполнены многослойными с промежуточным слоем из высокодемпфирующего материала [2]. Промежуточный слой расположен на расстоянии 0,1-0,2 длины звуковой волны, выполненной из стали, промежуточного слоя, высокодемпфирующего материала, наружного стального цилиндрического бандажа и шеек-цапф (рисунок-1, б).

Снижение уровня излучаемого шума при применении ролика с промежуточным слоем из демпфирующего материала составляет 15-25дБ при частоте 16 кГц. При изготовлении роликов рольганга из содержанием от 0,7 до 3,5 % Mn уровень звукоизлучения снижается 12-15 дБ, что объясняется влиянием Мn на превращение в стали. Особенно отмечено снижение звукоизлучения металла в низко-и среднечастотном диапазонах, достигающие 35 дБ [3].

Рисунок-1. Ролики рольганга со шлицевыми вырезами (а) и с промежуточным слоем из демпфирующего материала (б): 1-бочки ролика; 2-промежуточный слой; 3-наружный бандаж; 4-шейка

Литература:

1. Поль Р.В. Механика, акустика и учение о теплоте / пер. с 16-го нем. изд. К.А. Леонтьева и В.М. Южакова / под ред. Н.П. Суворова. – М.: Наука; Гл. ред. физико-матем. литературы, 1971. - 479 с.

2. Литейное производство / под ред. И.Б. Куманика. - М.: Машиностроение, 1971. - 320 с.

3. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. - М.; Л.: Машиностроение, 1966. – С. 561.