Obrabotka Metallov 2009 No. 1

Рис. 3. Интерфейс программы расчета потоков колебательной энергии в корпусных элементах металлорежущих станков Сложные станины состоят из отдельных частей (сек- ций горизонтальной станины, стоек). В поперечном сече- нии станины и стойки могут иметь различный профиль. Замкнутый профиль (рис. 2, а ) характерен для стоек фре- зерных, сверлильных и других станков. Для горизонталь- ных станин применяется открытый профиль (рис. 2, б ), когда две стенки соединены ребрами той или иной фор- мы (токарные, револьверные, расточные и другие стан- ки), либо полуоткрытый (строгальные, фрезерные и дру- гие станки), когда у станины имеется верхняя или нижняя стенка (рис. 2, в ). При необходимости отводить большое количество стружки станине придают специальную фор- му, например, с наклонной стенкой и окнами в боковой стенке (рис. 2, г ). Рис. 2. Профили поперечного сечения станин Таким образом, в своем большинстве корпусные узлы представляют собой систему пластин, подкре- пленных параллельными ребрами жесткости, имею- щими различные технологические отверстия, жестко связанных между собой и являющихся излучателями структурного шума. При обычных измерениях невозможно разделить со- ставляющие звукового давления в суммарном звуковом давлении, которое регистрируется микрофоном, но ока- зывается возможным получить такие данные косвенным путем. Рассмотрим статистический (энергетический) метод, позволяющий разделить составляющие воздушного P в и структурного шума P с в суммарном звуковом давлении корпусных элементов металлорежущих станков. Корпусные элементыметаллорежущих станков можно рассматривать как систему из пластин, определенным образом соединенных между собой. За единицу времени в пластину подводится от ис- точника (зубчатой передачи) колебательная энергия W uk . Пластина с индексом k площадью S k имеет общую границу протяженностью L ki с пластиной i и плотностью энергии изгибных волн w k . Для определения энергии, передаваемой в единицу времени из k -й пластины в i -ю, выделим на границе пластины участок единичной длины. Под углом θ на него падает поток энергии [1] , (1) где – групповая скорость распространения энергии волны. Здесь взято отношение d θ к 2 π , так как в диффузном поле движение энергии равномерно распределено по всем углам в пределах 2 π . Часть этого потока энергии проходит в пластину i . Ее величина , (2) где π ik ( θ ) – коэффициент передачи энергии через соеди- нение пластин и падающей на него под углом θ . Подста- новкой (1) в (2) получим , (3) где τ ik – коэффициент передачи энергии диффузного поля через соединение пластин: . (4) Через всю границу L ik в единицу времени проходит энергия . (5) Формулу (5) можно переписать W ik = α ik c гр. k w k , (6) где – коэффициент, характеризующий пере- дачу энергии изгибных волн из пластины k в пластину i : ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (42) 2009 37 ВИБРАЦИЯ