Устройство защиты от вредных выделений (шума, светового излучения и аэрозолей) в пределах допустимых концентраций для оснащения полуавтоматов и машин термической резки металлов с программным управлением

В машиностроительных отраслях производства на заготовительных операциях применяется высокопроизводительный (20...0,2 м/мин) способ плазменной разделительной резки металлов в диапазоне толщин 1...100 мм с точностью позиционирования инструмента (плазмотрона) 0,25 мм. Особое значение приобретает применение указанного технологического процесса при резке коррозионно-стойких металлов с высоким содержанием легирующих элементов, титановых сплавов и цветных металлов. В настоящее время альтернативной технологии с сопоставимыми технико-экономическими показателями (гидроабразивная, лазерная, кислородно-флюсовая, сверхзвуковая термореактивная и другие способы обработки) в металлообрабатывающей промышленности  не существует. Все процессы разделительной резки сопровождаются целым рядом вредных выделений.

В статье рассмотрены наиболее острые экологические проблемы процесса плазменной обработки: шумовой фон, световое излучение, выделение аэрозолей и выброс расплава, отрицательно влияющие на творческую деятельность, производительность труда и, в целом, на жизнедеятельность, как непосредственно на операторов установки, так и на персонал смежных участков производственного помещения. Предложена конструкция защитного устройства от вредных выделений, предназначенного для установки на машинах и полуавтоматах термической резки. Представлена модель газогидродинамического тракта плазмотрон-металл, являющегося источником перечисленных вредных выделений, на основании схемного решения которой была спроектирована и изготовлена конструкция защитного независимого устройства с возможностью установки на машинах и полуавтоматах термической резки, находящихся в эксплуатации и вновь проектируемых. Приведены результаты эксплуатации устройства по снижению вредных выделений в сравнении с предельно допустимыми концентрациями, установленными санитарными нормами.

Указанное устройство может быть рекомендовано к применению, в частности, в процессе гидроабразивной резки-гравировки, где уровень звукового давления и газопылевыделений значительно выше, чем при плазменной обработке. При этом не потребуется внесение изменений в конструкцию основной машины.

Литература

[1] Мунин А.Г., Квитко Е.Е., ред. Авиационная акустика. Москва, Машиностроение, 1973. 448 с.

[2] Сидельников Т.Х. Автоколебательное шумообразование при истечении газовых струй. Москва, Наука, 1971. 230 с.

[3] Краснов Н.Ф., ред. Основы прикладной аэрогазодинамики. В 2 кн. Кн. 2: Обтекание тел вязкой жидкостью. Москва, Высшая школа, 1991. 358 с.

[4] Ключев В.В., ред. Справочник по контролю промышленных шумов. Москва, Машиностроение, 1976. 447 с.

[5] Youjun Zhn. Anallysis of Flow Field and Noise Radiated from Axial Fan. International Congress on Acoustics. 2008. 837 p.

[6] Sum K.S., Pan J. Effects of the inclination of a rigid wall on the free vibration characteristics of acoustic modes in a trapezoidal cavity. Journal of the Acoustical Society of America, 2006, vol. 119, issue 4, pp. 2201–2210.

[7] Schmidt W. Delphinluftschiff mit Wellantrieb — Wirkung elastischer Wellerbl?tter. Technisch-?konomische Informationen der zivilen Luftfahrt, 1974, vol. 10, no. 4, pp. 240–242.

[8] Kanev N. Sound decay in a rectangular room with specular and diffuse reflecting surfaces. Proceedings of Forum Acusticum, 2011, Aalborg, Denmark, pp. 1935–1940.

[9] Юдин Е. Я., ред. Борьба с шумом на производстве. Справочник. Москва, Машиностроение, 1985. 399 c.

[10] Исаченко А.А., Откидач Л.Г., Никифоров Н.И. Влияние геометрии сопла на уровень шума при плазменной резке. Тр. ВНИИавтогенмаш. Москва, 1980, вып. ХХV, с. 52–59.

[11] Ильницкая А.В., Откидач Л.Г. Акустические характеристики плазменно-дуговой резки металлов и вопросы борьбы с шумом. Тр. ВНИИавтогенмаш, вып.ХХV.Москва, 1980, с. 60–68.

[12] Откидач Л.Г. Шумопоглощающие устройства в процессах механизированной плазменной резки. Сварочное производство, 1993, № 3, с. 23–25.