Нарийн механикжуулалт, шуугиан багатай гангаар ажиллах өрөө: Ажлын орчныг сайжруулах

Гангилаастай ажиллах өрөөнд механикжуулалтаас үүсэх шуугиан ба хэлбийлтийг ойлгох

ЧПУ-ын нарийн механикжуулалт дахь шуугиан, хэлбийлт, механикжуулалтын параметрүүдийн хоорондын хамаарал

Спиндельн хурд 12,000 эрг/мин-аас дээш байх үед Чисх машин ажиллуулахад Журнал оф Мануфакчуринг Процессес (2023) судалгааны дагуу илүү удаан тохиргоотой харьцуулахад вибрацийн энерги ойролцоогоор 40%-иар нэмэгддэг. Ган бүтэцтэй ойролцоогоор 78% ажлын газарт хүч 500 Ньютон хүрэх үед огтлолтын үе шатанд бүтцийн вибрац илэрдэг бөгөөд машин тоног төхөөрөмжийн акустикийн судалгаа энэ талаар дахин дахин харуулсан. Эндээс үүсэх 80-200 Гц давтамж нь тоног төхөөрөмжийн ачаалал тэвэрдэг хэсгүүдэд гарах зүйлтэй маш ойролцоо байдаг. Энэ нийлэлт нь резонансын үзэгдэл гардаггүй нөхцөл байдлаас гурван дахин хурдан элэгдэлд оруулдаг.

Чисх машинд хийх доод давтамжийн чимээний хэмжилт болон бүтцийн резонанст үзүүлэх нөлөө

Цайр болон цахилгаан хийх үйлдвэрийн орчинд гарч буй дуу чимээний ихэнх асуудал нь 250 Гц-ийн доорх доод давтамжийн дуунуудаас үүдэлтэй бөгөөд энэ нь нийт дууны цацрагийн ойролцоогоор хоёр гуравт орно. Чисслэг зайн машинуудыг барилга байгууламжийн байгалийн давтамжид ойрхон ажиллуулахад энэ асуудал маш хурдан хурцаддаг. Жишээлбэл, 10 метрийн төмөр зам 120 Гц-ийн орчимд хэвийн хэвийн хэвтээ чичирхийлэлтэй байдаг. Машинууд энэ давтамжид ойрхон ажиллах үед үүсэх резонанс нь дууны даралтыг 12-15 децибелээр нэмэгдүүлж чадна. Энэ юу гэсэн үг вэ? Техник хэмжээний нарийвчлал шаардсан ажлын 10-н 4-д ойролцоогоор байрлалын нарийвчлал 9-14 мкм-ээр буурдаг. Ийм төрлийн хэлбэлзэл нь боловсруулсан деталуудын чанарт нөлөөлөхийн зэрэгцээ процессийн тогтвортой байдлыг хугацаатай нь хадгалж чадахгүй болгодог.

Машиний чичирхийлэл дуу чимээний түвшинд болон боловсруулалтаас үүдэлтэй нарийвчлал алдалтанд үзүүлэх нөлөө

Зөвхөн 5 микрон хэмжээтэй жижиг хэрэгсэл барих төхөөрөмжийн тэнцвэрийн алдагдал ч өргөн зурвасын шуугианы түвшнийг ойролцоогоор 8 децибелээр нэмэгдүүлж, гадаргуугийн цэвэрлэлтийн чанарыг ойролцоогоор 30%-иар бууруулдаг. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаанд харуулснаар хөдөлгөөн 0.5 мм/секунд квадратад хүрэх үед хатуу болгосон ган материал дээрх хэмжээний алдааны ойролцоогоор тавны нэгийг эзэлдэг. Дараа нь үүнд маш сонирхолтой зүйл болдог — эдгээр хөдөлгөөнүүд 5,100 метр/секунд болон түүнээс дээш хурдаар ган хучилтыг дамжуулан тархдаг. Энэ нь CNC машинуудад саад болох, үйлдвэрийн талбайн ерөнхий ажиллагааг муутгах илүүдэл долгион үүсгэдэг. Ийм асуудалтай тулгарсан үйлдвэрийн газрууд нь заводын ялгаатай тоног төхөөрөмж дээр гэнэт үл тохирох машинчлалын асуудал үүсч байна гэж ихэвчлэн гомдолно.

Үйлдвэрлэлийн процесс дахь шуугиан ба хөдөлгөөний туршилтын үнэлгээ

Өндөр чийгшилттэй сталь бүтээцтэй ажлын газрын орчинд эрүүл мэнд, аюулгүй байдал, зөвшөөрлийн шаардлагад нийцүүлэх

Сталь бүтээцтэй ажлын газарт CNC-ийн чимээний урт хугацааны нөлөөний эрүүл мэндэд үзүүлэх аюул

Цагаан тугалын үйлдвэрийн CNC машинуудын чимээнд удаан хугацаагаар өртөх нь ажилчдын эрүүл мэндэд хүндэвтэр асуудлуудыг үүсгэдэг. Судалгаагаар тогтмол чимээт орчинд ажилладаг ажилчдын гурван хувь нь зөвхөн таван жилийн дотор сонсгол муудах шинжийг илтгэдэг байна. Хэрэв чимээ 85 децибел болон түүнээс дээш тасралтгүй үргэлжилбэл ажилтны стрессийн асуудал ойролцоогоор гуравны нэгээр, мөн хүмүүс хоорондоо сайн сонсож чаддаггүйгээс болж аюултай явдал бараг дөрөвний нэгээр нэмэгддэг. Байдлыг илүү хүнд болгож буй зүйл бол цагаан тугалын бүтэц өөрөө дуу чимээг ихэсгэгч рүү хувирдаг явдал юм. Ойролцоогоор 40-200 герцийн доод давтамжийн хэлбэлзэл эдгээр орон зай дахь чимээг барихад хүргэдэг бөгөөд ихэнх ажилчид толгой өвдөх, мөн есөн цагийн ажлын өдөрт тэдгээрийн сэтгэн бодох чадвар бараг 20 хувиар буурахад шалтгаалдаг.

Үйлдвэрийн орчны чимээний хязгаарлалт, OSHA болон ISO-ийн дүрэм журам, харицуулалтын стандарт

Хяналтын хүрээлэнгүүд нь ажилчдын эрүүл мэндийг хамгаалахын тулд хатуу хязгаарлалтуудыг хэрэгжүүлдэг:

*TWA: Цаг хугацааг харгалзан дунджилсан
**Leq: Эквивалент тасралтгүй дууны түвшин

OSHA-н дагуу зөрчил гаргасан талбайд хамгийн ихдээ $14,502 штраф ногдуулдаг бөгөөд ISO-гээр баталгаажсан талбайнуудын чимээний холбогдолтой шаардлагуудын эрх зүйн хууль ёсны шаардлага нь 28%-иар буурсан байна. Энэ нь дагаж мөрдөх ач холбогдлыг онцлон харуулж байна.

Өндөр нягтшлын CNC үйлдвэрлэлтэй үйлдвэрийн орчин дахь дууны даралтын түвшний үнэлгээ

Орчин үеийн хяналтын системүүд дууны даралтын зураглалыг CNC телеметритэй интеграцчилан чичирхийлэл-дууны шинжилгээг бодит цагт хийх боломжийг олгодог. 2024 оны судалгаанд харуулснаар энэхүү интеграцчилсан аргыг ашигладаг цехүүд дараах үр дүнд хүрсэн:

• дууны оргил түвшинд 17 dB(A)-иар бууралт
• тулгуур баганын хэлбэлзлийн давтамжийг 41% илүү хурдан тогтоох
• урьдчилан сэргийлэх засварын хуваарь төлөвлөлтийн нарийвчлалд 29% сайжралт

Эдгээр үнэлгээнүүд нь цагаан тугалган дээрх хязгаарлагдмал давхаргатай шингээгчийг суурилуулах зэрэг зориудын арга хэмжээнд үндэслэсэн байдаг тул зөвшөөрлийн шаардлагад нийцэх болон хугацаа хэтэрсэн тоног төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг сайжруулдаг.

Нарийн механикжуулалтын үйлдвэрт дуу багасгах зориулалттай инженерийн болон загварчлалын шийдлүүд

Усанд хөргөддөг шпиндель ба агаарт хөргөдөг систем: харьцуулах чимээ бууруулах үзүүлэлт

Агаарт хөргөдөг системтэй харьцуулахад усанд хөргөдөг шпиндель систем нь ажиллагааны чимээг 8–12 дБ(А)-аар бууруулдаг. Хаалттай цикл хөргөлт нь өргөн хэрэглэгддэг болон термийн тэлэлтийн үед үүсэх өндөр давтамжийн чимээг хамгийн ихээр багасгаж, цахилгаан байгууламжийн орчинд нарийвчлалыг тогтвортой хадгалж өгдөг.

Шууд хөдөлгүүрт систем ба машинд үүсэх хэлбэлзэл, чимээг багасгах үүрэг

Амны механизм ба ремний хөдөлгүүрийг арилгаснаар шууд хөдөлгүүрт систем нь бүтцэд дамждаг хэлбэлзлийг 35–40% (ISO 10816-1:2022) бууруулдаг. Энэ дизайн нь өндөр хурдны фрезерлэх үед 70 дБ(А)-аас доош чимээ үзүүлэх бөгөөд байршилтын давталтыг ±1.5 мкм хүртэл сайжруулж, аккустика болон нарийвчлалын үзүүлэлтийг хоёуланг нь сайжруулдаг.

Машинчлал дахь хөргөлт ба дулаан зохицуулах нь ажиллагааны чимээг удирдах хүчин зүйл

Хөргөлтийн хэвийн арга байдлаас илүү 18% бага дуу авиа гаргах фазын өөрчлөлттэй хөргөлтийн арга нь титан, хатуужсан ган зэрэг хүнд нөхцөлд орох үед компонентын деформацийг бууруулж, дуу чимээг багасгадаг.

CNC-ийн орчинд дуу чимээд нөлөөлдөг чипийн хяналтын болон зайлуулах системүүд

Мушгирсан чип таслагч нь материалыг удирдамжтайгаар таслан 6–8 дБ-ийн хэмжээгээр огтлолтын дуу чимээг бууруулдаг. Чипийг дахин огтлох үед үүсэх өндөр давтамжийн чимээг хоосон зайг ашиглан зайлуулах системүүд багасгадаг бөгөөд сувгийн геометр бүтэц нь хэлбэлзлийн чичирхийлийг 22–25%-иар сулладаг (ASME Manufacturing Science, 2023).

Ган бүтэцтэй үйлдвэрийн талбарын загварчлалд дууны самбарыг интеграцичилж, бүтцийн хэлбэлзлийг бууруулах аргууд

Ханан дээр болон машинийн хамгаалалтанд олон давхар хязгаарлагдсан давхар шуугианыг багасгах зориулалтын самбарууд нь 500–4000 Гц мужид 15 дБ(А) шуугианы түвшний бууралттай. Цэвэр судасны хэлхээний цахилгаан хангамжийг судлахад төслийн массын шингээгчийг ашиглан сталь хүрээний хэлбэлзлийг илүү багасгаж болохыг баталсан.

Нарийвчлалыг алдахгүйгээр CNC машиний шуугианыг багасгах үйл ажиллагааны арга замууд

Децибел гаралтыг бууруулахын тулд эргэцийн хурд болон сувгийн хурдыг тохируулах

Үйлдвэрлэгчид эргэлтийн хурднаа тохируулж, орцын хурдыг зохистойгоор тохируулахад 2022 онд Journal of Manufacturing Systems сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгааны дагуу гармоник хэлбэлзлийг ойролцоогоор 38%-иар бууруулах боломжтой бөгөөд ингэснээр ±0.005 мм нарийвчлалын хязгаарт итгэлтэй байж болно. Эргэлтийн хурдыг 12-15 хувийн хооронд багасгах нь машины чимээг багасгаж, дууны түвшинг ойролцоогоор 6-8 дБ(А)-аар бууруулдаг. Энэ нь ялангуяа ухаалаг орцох арга техниктэй хослуулбал анхны түвшнийгээс ойролцоогоор хагас хэмжээ луун чимээгүй болгохтай эквивалент юм. Хамгийн сүүлийн үеийн хөгжил нь материал ямар хатуу байгаа, хэрэгсэл хэр их изантай болсон зэрэг хүчин зүйлсийг үндэслэн үйл ажиллагааны явцад ийм төрлийн тохируулгыг автоматаар хийдэг адаптив алгоритмууд юм. Судалгааны дүгнэлт нь хэд хэдэн үйлдвэрийн газарт хийсэн шинжилгээний үр дүнгээр эдгээр системүүд бодит нөхцөлд маш сайн ажилладаг байна гэдгийг харуулсан.

Хэлбэлзлийг бууруулах зорилгоор хэрэгсэл сонгох стратеги

• Асимметрийн хөндийтэй карбидын төмөрлөг нь чичирхийллийн шалтгаант дууны түвшнийг 19%-иар бууруулдаг (Нарийн инженерчлэл 2023)
• Хувьсах уналтын өнцөг (35°–45°) нь ажлын танхимын онцлог давтамжийг сэргээхээс сэргийлдэг
• Алмазан бүрхүүлтэй хэрэгслүүд ирмэгийн амьдралыг 3.2 дахин сунгаж, элэгдлээс үүсэх дууны нэмэгдэлтийг урьдчилан сэргийлдэг

Бодит цагт дууны мониторинг болон зохицуулах систем

MEMS микрофононууд CNC удирдлагын системтэй холбогдон ажилладаг:

1. Дууны гарал үүслийг тодорхойлох (спиндель тэнцвэргүй байдал, өргөст тулгуур элэгдэл)
2. OSHA 2023-ийн зааврын дагуу дууны түвшин 82 dB(A)-аас хэтэрвэл автоматаар шуугиан бууруулах систем идэвхижинэ
3. Акустикийн хандлагын машин сургалтын шинжилгээгээр засвар үйлчилгээний шаардлагыг урьдчилан тодорхойлно

Машин багтаамж болон дууны саад барьсан хэрэгслүүдийг нэвтрүүлэх

Ган хийцтэй ажлын танхимд олон давхар багтаамжийг хослуулан ашиглахад дууны түвшинг 14–18 dB(A)-аар бууруулдаг:

Барийн нүүрсустөрөгчтэй хөвөнгийн дууны завсар нь өндөр нягтралтай CNC бүсэд гарч буй өндөр давтамжийн (2 кГц-ээс дээш) дууны 92%-ийг саатуулж, хүний чихний хамгийн их хохирол учруулах эрсдэлийг бууруулдаг.

Тохиолдол судалгаа: Сталийн бүтэцтэй ажилчдын орчинд дуу чимээг бууруулсан жишээнүүд

Европын авиацийн хэсгийн үйлдвэрлэгчид доогуур чимээт инженерийн шийдлийг хэрэгжүүлсэн тухай

Авиацийн хэсгийн үйлдвэрлэгч нь комплекс арга хэмжээгээр ажлын талбарын чимээг 12 дБ-р бууруулсан. CNC төвүүдийг гурван давхар дууны хаалтаар хийх, мөн хэлбэлзэл тусгаарлагч суурьтай хослуулах нь бага давтамжийн хэлбэлзлийг 38%-иар бууруулсан. Суурилуулсны дараа хийсэн сонорын шинжилгээ нь сонсголын ядарч хомсрох үзэгдэл 67%-иар буурсан бөгөөд ISO 11690-1 стандартыг хангасан.

Америкийн нэг нөхцөлд дуу чийгийн шугамыг шинэчилснээр ажлын байрын аюулгүй байдлыг сайжруулж, бүтээмжийг нэмэгдүүлсэн

Мичиган дахь нэг автомашины үйлдвэрт томоохон саясах ажил хийснээс хойш ажлын байран дээрх фонтын чимээ 92 децибелээс ойролцоогоор 78 децибел хүртэл буурсан. Компани энэ төслөнд ойролцоогоор 1.2 сая америк доллар зарцуулж, чичиргээ шингээдэг ялгаатай тагт, үйлдвэрийн бусад хэсгүүдийн хооронд шилжих боломжтой хана зэрэг зүйлс сууруулав. Эдгээр өөрчлөлт нь хананд дамжин өнгөрөх чимээг өмнөхөөс илүү сайн сааруулахад тусалсан бөгөөд, хэмжилтээр хананд нэг квадрат метр тутамд ойролцоогоор 28 децибелээр сайжрах үр дүн гарсан. Эдгээр өөрчлөлтөөс хойш бараг хоёр жилийн турш ажилчдын гарцын хэмжээ бараг 18 хувиар нэмэгдсэн бол аюултай явдалд хамаарах мэдээлэл ОSHA-д өмнөх үеийнхээс харьцуулахад 42 хувиар буурч байсан. Энэ нь компаниуд их хэмжээний чимээг шийдэх замаар ажилтны аюулгүй байдлыг сайжруулахад хэдий чинээ чухал байж болохыг харуулж байна.

Олон тооны сталь бүтэцтэй үйлдвэрийн талбайн чийг бууруулалтын үр дүнгийн хэмжилтийн шинжилгээ

14 газрыг хамарсан орон нутгийн судалгаа нь тодорхой амжилтын тогтвортой чиг хандлагыг илрүүлсэн:

Олдсон үр дүнгээр ачаалттай винил сааруулга болон хязгаарлагдмал давхаргын шингэлтийг цагаан тугалган бүтэц бүхий зусланд хослуулах нь чийг, хэвийн хөдөлгөөнийг хянахад хамгийн тохиромжтой арга болохыг баталдаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Цагаан тугалган бүтэц бүхий зусланд машинд орох үед яагаад чийг, хэвийн хөдөлгөөн үүсдэг вэ?

Машинд орох үеийн чийг ба хэвийн хөдөлгөөн нь ихэвчлэн цагаан тугалган бүтцийн байгалийн давтамжид тохирч буй өндөр эргэлтийн хурд болон таслагч хүчнүүдээс үүдэлтэй. Эдгээр хэвийн хөдөлгөөнүүд бүтцийн хүрээг үүсгэж, чийгийн түвшнийг ихэсгэдэг.

Цагаан тугалган бүтэц бүхий зусланд урт хугацаагаар чийгт өртөхөд ямар эрүүл мэндийн эрсдэл байдаг вэ?

85 децибелээс дээш чийгт удаан хугацаагаар өртсөн ажилчид сонсголоо алдах, илүү их стресст орох, харилцаа холбоо муудах зэрэг шалтгаанаар гэмтэл гарах магадлал өндөртэй.

Нарийвчлал алдахгүйгээр CNC машиний чийгийг хэрхэн бууруулах вэ?

Эргэлтийн хурд болон дахин оруулах хурдыг сайжруулах, хэвийн хөдөлгөөнийг бууруулах багаж хэрэгсэл ашиглах, бодит цагт чийгийн хяналтын системийг нэвтрүүлэх замаар чийгийг бууруулж болно.

Нахидлын машинд шуугиан багасгахад ямар инженерийн шийдэл үр дүнтэй вэ?

Үр дүнтэй шийдлүүдэд усанд хөргөгчтэй спиндель систем, шууд хөдөлгүүртэй систем, дэвшилтэт дулаан зохицуулагч, чипийн хяналтын стратеги, дууны самбарыг нэгтгэх арга зам орно.