Кабина машиниста

 

Изобретение относится к кабинам машин, где уровень шума на месте машиниста достаточно высок, и может быть применено в сучкорезных машинах, трелевочных тракторах, подъемных кранах и других машинах, применяемых в различных областях народного хозяйства. Сущность изобретения: кабина оборудована акустически прозрачной фальшпанелью, образующей фальшпотолок, пространство между фальшпотолком и потолком заполнено волокнистым звукопоглощающим материалом, вентилятор установлен в коробе между диафрагмами со стороны всасывания и выхлопа, образующими камеры внезапного расширения с несоосными отверстиями на входе и выходе 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к кабинам машин, где уровень шума на месте машиниста достаточно высок, и может быть применено в сучкорезных машинах, трелевочных тракторах, подъемных кранах и других машинах, применяемых в различных областях народного хозяйства.

Известна кабина сучкорезной машины ЛП-30Г. Эта кабина имеет теплозвукоизоляцию, выполненную: на полу - в виде обращенного в кабину слоя резины, опертого на слой синтетического войлока; на потолке - из слоя элпена и искусственной кожи; на стенах - из слоя элпена, картона и искусственной кожи. Кабина для создания микроклимата снабжена вентиляторами, являющимися дополнительными источниками шума.

Проведенные акустические измерения показали, что звукоизоляция этой кабины невелика, особенно в области низких частот.

Известна кабина подъемного крана, содержащая фальшпанель, выполненную в виде двух параллельных пластин, между которыми расположена теплоизоляция. Фальшпанель в этой кабине образует фальшдно, а вентилятор расположен на крыше кабины.

Недостаток этой кабины - отсутствие внутреннего звукопоглощения, приводящее к тому, что кабина не обеспечивает в области низких частот необходимой акустической защиты машиниста от шума работающих двигателя и агрегатов, а отсутствие глушителей в системе вентиляции кабины усиливает акустический дискомфорт в области средних частот.

Целью изобретения является снижение шума на рабочем месте машиниста. Эта цель достигается тем, что кабина, содержащая фальшпанель и вентилятор, снабжена закрепленным под потолком кабины коробом, выполненным с перегородками, установленными с образованием в коробе двух расширительных камер, каждая из которых выполнена с входным и выходным отверстиями, и промежуточной камеры. Вентилятор установлен в промежуточной камере короба и сообщен своим всасывающим каналом с первой расширительной камерой посредством ее выходного отверстия, а нагнетательным каналом - со второй расширительной камерой посредством ее входного отверстия. Фальшпанель закреплена ниже короба под потолком кабины с образованием между ними полости, заполненной волокнистым звукопоглощающим материалом и выполнена акустически прозрачной. Каждая расширительная камера выполнена с несоосно расположенными ее входным и выходным отверстиями.

Акустически прозрачный фальшпотолок создает эффективное поглощение падающих звуковых волн, вследствие чего уровень шума от внешних источников уменьшается в широкой области звуковых частот. Расширительные камеры работают как камеры расширения, несоосное расположение отверстий обеспечивает поворот звуковых волн, что приводит к более эффективному снижению шума вентилятора в широкой области нормируемых звуковых частот.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой кабины; на фиг. 2 - схема размещения вентилятора обдува над фальшпотолком предлагаемой кабины; на фиг. 3 - графики, характеризующие улучшенные акустические свойства предлагаемой кабины - уменьшенные уровни шума на рабочем месте машиниста по сравнению с кабиной сучкорезной машины ЛП-30Г.

Предлагаемая кабина содержит фальшпотолок, состоящий из акустически прозрачной панели 1, и потолок 2, пространство между которыми заполнено волокнистым звукопоглощающим материалом 3. В коробе 4 между потоком и фальшпотолком располагается (например, передний) вентилятор обдува 5, выделенный со стороны всасывания и выхлопа перегородками 6 с отверстиями 7 так, что в коробе 4 образуются две расширительные камеры 8 и 9, сообщенные соответственно с всасывающим и нагнетательным каналами вентилятора. Каждая расширительная камера выполнена с несоосно расположенными ее входным и выходным отверстиями 10.

Предлагаемое устройство кабины работает следующим образом.

Звуковые волны, возбуждаемые работающими двигателем и агрегатами, проникают в кабину. При падении звуковых волн на звукопоглощающую конструкцию (фальшпотолка) происходит практически полное поглощение звуковой энергии, вследствие чего уровни шума в кабине уменьшаются.

Действительно, известно (Справочник проектировщика. Защита от шума. Москва, Стройиздат, 1974 г. ), что уровень шума в помещении определяется с помощью выражения L = L_p - 10 lg А, где L_p - уровень звуковой мощности, создаваемый свободным источником, если он находится в помещении, или доля звуковой мощности, проникшая внутрь помещения с учетом ее звукоизоляции, от источника, находящегося вне помещения, А = Σ α_i S_i - суммарное звукопоглощение в помещении, α_i - коэффициент звукопоглощения и S_i - площадь i-той ограждающей конструкции. Тогда изменение уровня шума в помещении за счет внесения дополнительного звукопоглощения можно определить из соотношения L₁- L₂= ΔL= 10 lg(A₂/A₁), где А₂, А₁- суммарное звукопоглощение в исходном вариантепомещения и с дополнительным звукопоглощением соответственно. Поскольку, как правило, кабины выполняются из стали и стекла, коэффициент внутреннего звукопоглощения исходного варианта кабины на низких частотах можно положить равным 0,01. Принимая площадь внутренней поверхности типовой кабины равной примерно 10 м², получим, что эффект облицовки ее потолка конструкцией из волокнистого звукопоглощающего материала с высоким поглощением на низких частотах составит примерно 7 дБ.

Шум, создаваемый при работе вентилятора, передается по воздуховодам вместе с потоком воздуха в кабину и вызывает акустический дискомфорт на месте машиниста. Перегородки создают со стороны всасывания и выхлопа вентилятора камеры внезапного расширения, в которых происходит интерференция проходящих звуковых волн. Взаимодействие проходящих и отраженных от стенок камеры звуковых волн приводит на некоторых частотах к снижению проходящего в кабину шума вентилятора. Частотная характеристика затухания в таком глушителе зависит от длины камеры внезапного расширения, а максимальная величина затухания - от отношения площади расширения к площади сужения или от коэффициента расширения. При коэффициенте расширения, не превышающем 25, величина коэффициента расширения с точностью до 3 дБ характеризует максимальное затухание в децибеллах. При этом глушитель эффективно работает до частоты, равной f_гр= , а частота максимального затухания равна f_max= , где С - скорость звука, l - длина камеры расширения. Несоосность отверстий на входе и выходе камеры внезапного расширения приводит к дополнительному отражению падающих звуковых волн и уменьшению уровня проходящего через камеру шума.

Таким образом, предлагаемая кабина может обеспечить эффективное снижение шума, как внутреннего источника, так и внешнего в нормируемом диапазоне звуковых частот.

Была выполнена экспериментальная проверка акустической эффективности предлагаемой кабины. С этой целью была использована типовая кабина сучкорезкой машины ЛП-30Г в качестве исходного варианта, и кабина, доработанная в соответствии с предлагаемым изобретением. В процессе акустического обследования кабин измерялись уровни шума на месте головы машиниста при различных режимах работы сучкорезной машины: работает только двигатель, работают двигатель и насосы, работает каждый вентилятор в отдельности, работают все агрегаты машины вместе, работает вторая сучкорезная машина, расположенная вблизи исследуемой. Измеренные уровни звуковых давлений приведены на фиг. 3. Из приведенных данных следует, что применение предлагаемых мероприятий позволило снизить шум на рабочем месте машиниста до санитарных норм. (56) Авторское свидетельство СССР N 1000376, кл. B 66 C 13/54, 1981.

Формула изобретения

1. КАБИНА МАШИНИСТА, содержащая фальшпанель и вентилятор, отличающаяся тем, что, с целью снижения уровня шума на рабочем месте машиниста, она снабжена закрепленным под ее потолком коробом, выполненным с перегородками, установленными с образованием в коробе двух расширительных камер, каждая из которых выполнена с входным и выходным отверстиями, и промежуточной камеры, вентилятор установлен в промежуточной камере короба и сообщен своим всасывающим каналом с первой расширительной камерой посредством ее выходного отверстия, а нагнетательным каналом - с второй расширительной камерой посредством ее входного отверстия, при этом фальшпанель закреплена ниже короба под потолком кабины с образованием между ними полости, заполненной волокнистым звукопоглощающим материалом и выполнена акустически прозрачной.

2. Кабина по п. 1, отличающаяся тем, что каждая расширительная камера выполнена с насосно расположенными ее входным и выходным овтерстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3