Экспериментальные исследования спектров шума процесса шарико-стержневого упрочнения узлов колесных пар

Введение. В настоящее время обработка поверхностей катания колесных пар производится на специальных колесотокарных станках. Этот способ обеспечивает требуемую технологическую прочность поверхностей катания, но не обеспечивает упрочнение поверхности и, следовательно, не приводит к повышению износостойкости. Шарико-стержневое упрочнение (ШСУ) имеет большие преимущества как технологический процесс, в особенности для сложных геометрических поверхностей, а также позволяет обеспечить необходимые напряжения сжатия в поверхности упрочняемых изделий. Однако ШСУ имеет существенный недостаток с точки зрения повышенных уровней звукового давления, создаваемых в рабочей зоне операторов. Материалы и методы. Экспериментальные исследования при ШСУ элементов узлов колесных пар проводились при нескольких технологических операциях. Обработка поверхностей катания выполнялась на колесотокарном станке, на котором вместо режущего инструмента устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочных поверхностей осей колесных пар выполнялось на специальном осетокарном станке, на котором аналогичным образом вместо резцов устанавливались шарико-стержневые упрочнители. Упрочнение посадочной поверхности колеса выполнялось на токарно-карусельном станке. На всех вышеперечисленных станках измерялись октавные уровни звукового давления на холостом ходу и при реализации технологических процессов упрочнения. Это позволило определить вклад звукового излучения акустической подсистемы «упрочняемое изделие - ширико-стержневой упрочнитель» в звуковое поле, создаваемое общей акустической системой станков в рабочей зоне операторов. Результаты исследования. Из-за высокой интенсивности излучаемой звуковой энергии оборудование устанавливалось в отдельных производственных помещениях, соразмерных с габаритами станков, что, в свою очередь, способствовало повышенной шумоактивности. Поэтому данные исследования актуальны для предприятий машиностроения и имеют как научный, так и практический интерес. Обсуждения и заключение. Авторами отмечено, что данные, полученные при исследованиях на базе универсальных токарно-винторезных станков, т. е. на круглых деталях, носят частный характер и не применимы к такому сложному по геометрическим параметрам узлу, которым являются колесные пары подвижного состава и различных типов кранов. Проведенные авторами измерения показали, что при ШСУ уровни звукового давления превышают санитарные нормы на величину от 5 до 15 дБ высокочастотной части спектра 500-8000 Гц, т. е. в том диапазоне, в котором предельно-допустимые уровни не должны превышать 78-69 дБ.

шум, вибрация, шарико-стержневое упрочнение, колесные пары, noise, vibration, ball-rod reinforcement, wheelsets

1. Шумомеры. Часть 1. Технические требования : ГОСТ 17187-2010 [Электронный ресурс] / ГОСТы, СНиПы, СанПиНы и др. Образовательный ресурс. - Режим доступа : http://www.g-ost.ru/51675.html (дата обращения : 01.12.16).

2. Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 24 января 2014 г. № 33н «Об утверждении методики проведения специальной оценки условий труда» [Электронный ресурс] / Российская газета. - Режим доступа : https://rg.ru/2014/03/28/usloviya-dok.html (дата обращения : 01.12.16).

3. Акустика. Измерения шума для оценки его воздействия на человека. Метод измерений на рабочих местах : ГОСТ Р ИСО 9612-2013 [Электронный ресурс] / Консорциум «Кодекс». - Режим доступа : http: // docs.cntd.ru /document/1200107818.html (дата обращения : 01.12.16).

4. Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения : ГОСТ Р 54500.3-2011 [Электронный ресурс] // Электрон. фонд правовой и норматив.-техн. документации / Консорциум «Кодекс». - Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200088855 (дата обращения : 01.12.16).

5. О специальной оценке условий труда [Электронный ресурс] : федеральный закон № 426-ФЗ от 28 декабря 2013 г. / Государственная Дума РФ // Электрон. фонд правовой и норматив.-техн. документации / Консорциум «Кодекс». - Режим доступа : http://www.rg.ru/2013/ 12/30/ocenka-dok.html (дата обращения : 01.12.16).

6. Чубарь, Е. П. Приоритетное направление охраны труда в современных условиях - аттестация рабочих мест / Е. П. Чубарь, В. М. Гарин, И. Г. Переверзов, Т. А. Финоченко // Актуальные проблемы развития транспорта России : сб. трудов междунар. науч. конф. - Ростов-на-Дону, 2004. - С. 328-330.

7. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [Электронный ресурс] / Гарант. - Режим доступа : http://base.garant.ru/4174553/ (дата обращения : 01.12.16).

8. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 [Электронный ресурс] // Электрон. фонд правовой и норматив.-техн. документации / Консорциум «Кодекс». - Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/90170328.html (дата обращения : 01.12.16).

9. Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 [Электронный ресурс] // Электрон. фонд правовой и норматив.-техн. документации / Консорциум «Кодекс». - Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200029239.html (дата обращения : 01.12.16).

10. Shumomery. Chast' 1. Tekhnicheskie trebovaniya: GOST 17187-2010. [Sound level meters. Part 1. Technical requirements: GOST 17187 - 2010.] Available at: http://www.g-ost.ru/51675.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).

11. Prikaz Ministerstva truda i sotsial'noy zashchity RF ot 24 yanvarya 2014 g. № 33n «Ob utverzhdenii metodiki provedeniya spetsial'noy otsenki usloviy truda». [Order of Ministry of Labor and Social Protection of Russian Federation on January 24, 2014 , no. 33n “On approval of procedure of special assessment of labour conditions”.] Available at: https://rg.ru/2014/03/28/usloviya-dok.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).

12. Akustika. Izmereniya shuma dlya otsenki ego vozdeystviya na chelove-ka. Metod izmereniy na rabochikh mestakh: GOST R ISO 9612-2013. [Acoustics. Noise measurement for the purpose of evaluating human exposure to noise. Method of measurements at workplaces: GOST R ISO 9612-2013.] Available at: http: // docs.cntd.ru /document/1200107818.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).

13. Rukovodstvo ISO/MEK 98-3:2008. Neopredelennost' izmereniya. Chast' 3. Rukovodstvo po vyrazheniyu neopredelennosti izmereniya: GOST R 54500.3-2011. [ISO / IEC Guide 98-3: 2008. Uncertainty of measurement. Part 3. Guide to the expression of uncertainty in measurement: GOST R 54500.3-2011.] Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200088855 (accessed: 01.12.16) (in Russian).

14. O spetsial'noy otsenke usloviy truda: federal'nyy zakon № 426-FZ ot 28 dekabrya 2013 g. Gosudarstvennaya Duma RF. [On special assessment of labour conditions: Federal Law no. 426-FZ of December 28, 2013. State Duma of the Russian Federation.] Available at: http://www.rg.ru/2013/ 12/30/ocenka-dok.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).

15. Chubar, E.P., Garin, V.M., Pereverzov, I.G., Finochenko, T.A. Prioritetnoe napravlenie okhrany truda v sovremennykh usloviyakh - attestatsiya rabochikh mest. [Priority area of occupational safety under modern conditions - standardization of workplaces.] Aktual'nye problemy razvitiya transporta Rossii: sb. trudov mezhdunar. nauch. konf. [Major problems of development of transport of Russia: Proc. Int. Sci. Conf.] Rostov-on-Don, 2004, pp. 328-330 (in Russian).

16. Shum na rabochikh mestakh, v pomeshcheniyakh zhilykh, obshchestvennykh zdaniy i na territorii zhiloy zastroyki. SN 2.2.4/2.1.8.562-96. [Noise at workplaces, in residential and public buildings, and in residential areas. Sanitary Norms 2.2.4 / 2.1.8.562-96.] Available at: http://base.garant.ru/4174553/ (accessed: 01.12.16) (in Russian).

17. Proizvodstvennaya vibratsiya, vibratsiya v pomeshcheniyakh zhilykh i ob-shchestvennykh zdaniy. SN 2.2.4/2.1.8.566-96. [Industrial vibration, vibration in residential and public buildings. Sanitary Norms 2.2.4 / 2.1.8.566-96.] Available at: http://docs.cntd.ru/document/90170328.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).

18. Infrazvuk na rabochikh mestakh, v zhilykh i obshchestvennykh pomeshcheniyakh i na territorii zhiloy zastroyki. SN 2.2.4/2.1.8.566-96. [Infrasound at workplaces, in residential and public buildings, and in residential areas. Sanitary Norms 2.2.4 / 2.1.8.566-96.] Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200029239.html (accessed: 01.12.16) (in Russian).