Introduction. Acoustic field in the allowable zone of the equipment operators, and, in particular, under ball-rod hardening of wheelpairs, is generated by the simultaneous emission of sound energy from two sources. The first one is the acoustic subsystem of “hardenable workpiece - reinforcer”. The second source includes all elements of the supporting machine system, in particular, spindle head housings, foundation slab, etc. When measuring sound pressure levels, it is practically impossible to detect the contribution from each separate source, therefore it is needed to carry out experimental studies on the distribution of vibrations throughout the entire machine carrier system both at idle speed and under the process implementation. Materials and Methods. Measurements of the vibration levels were carried out under certain technological operations. Roll surface machining was performed on a wheel-turning lathe on which ball-rod reinforcers were installed instead of cutting tools. Hard-facing of the landing surfaces of the wheelpair axles was carried out on a purpose-designed axle turning lathe on which the ball-rod reinforcers were installed in place of the cutters. Hard-facing of the wheel landing surface was carried out on a boring-and-turning lathe. In all these cases, octave vibration levels were measured at idle and under hardening. Comparison of the vibration spectra and noise spectra makes it possible to determine implicitly the contribution of the machine carrier system elements to the sound field at the operators' workplaces. Research Results. The research objectives, the results of which are given, consisted in studying the regularities in the distribution of vibration levels throughout the elements of the bearing systems of the ball-rod hardening equipment for wheelpairs. A qualitative assessment of the contribution of each source (hardenable part, reinforcer, and elements of the supporting system) can be performed on the basis of comparing the noise and vibration spectra. Measurements were carried out on three types of machines: special wheel-turning lathe on which the rolling surface is hardened; purpose-designed axle turning lathe on which the landing surface of the wheelpair axle is strengthened; and boring-and-turning lathe on which the wheel opening is reinforced. Discussion and Conclusions. The results of vibration measurements show that the intensity of sound emission of the machine carrier system elements does not cause excess over the sanitary norms of noise. Thus, the development of a noise-vibration protection system can be limited to the “hardenable workpiece - reinforcer” subsystem.
Введение. Звуковое поле в рабочей зоне операторов оборудования (в частности, при шарико-стержневом упрочнении узлов колесных пар) формируется одновременным излучением звуковой энергии из двух источников. Первый: акустическая подсистема «упрочняемая заготовка - упрочнитель». Второй: все элементы несущей системы станков - в частности, корпуса шпиндельных бабок, станины и т. д. При измерении уровней звукового давления определить вклад каждого отдельного источника практически невозможно, поэтому необходимо провести экспериментальные исследования распределения вибраций по всей несущей системе станка - как на холостом ходу, так и при реализации технологического процесса. Материалы и методы. Измерения уровней вибраций проводились при определенных технологических операциях. Обработка поверхностей катания выполнялась на колёсотокарном станке, на котором вместо режущего инструмента устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочных поверхностей осей колесных пар выполнялось на специальном осетокарном станке, на котором вместо резцов устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочной поверхности колеса выполнялось на токарно-карусельном станке. Во всех этих случаях измерялись октавные уровни вибрации на холостом ходу и в процессе упрочнения. Сравнение спектров вибраций со спектрами шума позволяет косвенно определить долевой вклад элементов несущей системы станка в звуковое поле на рабочих местах операторов. Результаты исследования. Цель исследований, результаты которых приведены в данной статье, заключалась в изучении закономерностей распределения уровней вибрации по элементам несущих систем оборудования шарико-стержневого упрочнения колесных пар. Качественная оценка долевого вклада каждого источника (упрочняемая деталь, упрочнитель и элементы несущей системы) может быть выполнена на основе сравнения спектров шума и вибрации. Измерения проводились на трех типах станков: специальном колёсотокарном, на котором упрочняется поверхность катания; специальном осетокарном, на котором упрочняется посадочная поверхность оси колесной пары; токарно-карусельном, на котором упрочняется отверстие колеса. Обсуждения и заключение. Результаты измерений вибраций показали, что интенсивность звукового излучения элементов несущей системы станков не создает превышений над санитарными нормами шума. Таким образом, разработка системы шумовиброзащиты может быть ограничена подсистемой «упрочняемая заготовка - упрочнитель».
The authors declare that there are no conflicts of interest present.