RU2282735C1

RU2282735C1 - Method of manufacture of noise-damping structures

Info

Publication number: RU2282735C1
Application number: RU2005103891/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Ломаев (RU); Владимир Иванович Ломаев; Борис Александрович Щенев (RU); Борис Александрович Щенев; Александр В чеславович Погребицкий (RU); Александр Вячеславович Погребицкий
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Пермский завод "Машиностроитель"
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-08-27

Abstract

FIELD: transport engineering; aircraft industry.

SUBSTANCE: invention relates to structures aimed at absorbing sound oscillations and it can be used in vehicles, including gas ducts of aircraft engines. According to proposed method, panels with cells in form of truncated pyramids are manufactured with provision of solid vertices from one side and surface bridges at other side. Then panels are bent and connected to skins rendering form of solids of revolution with provision of ring channels in radial direction. Then one skins, namely, that in contact with gas flow, is perforated by through holes forming resonators with cells of panels. Panels are made by molding or pressing from woven reinforcing materials, for instance, glasstricot impregnated with binder. Prior to attaching to skins or skin, woven reinforcing material impregnated with binder is laid on cellular panels from side of vertices. Glasstricot impregnated with binder can be used for this purpose. Then woven reinforcing material is fastened in spaces formed by surface bridges in radial direction to form closed ring channels in which cells are located.

EFFECT: simplified process of manufacture of noise-damping structures, increased efficiency of noise damping.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области конструкций, поглощающих звуковые колебания, и может применяться в транспортной технике, в том числе при изготовлении газовых трактов авиационных двигателей.The invention relates to the field of structures that absorb sound vibrations, and can be used in transport equipment, including the manufacture of gas paths of aircraft engines.

Известен способ изготовления звукопоглощающей конструкции, при котором объемную камеру соединяют с воздуховодом, перфорируя его боковые стенки отверстиями, образуя резонаторы Гельмгольца, имеющие эффективность шумоглушения в узкой полосе частот (см. справочник "Борьба с шумом на производстве" под общей редакцией Е.Я.Юдина, М.: Машиностроение, 1985, сс.302-306).A known method of manufacturing a sound-absorbing structure, in which the volumetric chamber is connected to the air duct, perforating its side walls with openings, forming Helmholtz resonators having noise suppression efficiency in a narrow frequency band (see the reference book “Fighting noise in production" edited by E.Ya. Yudin , Moscow: Engineering, 1985, pp. 302-306).

Известен способ изготовления звукопоглощающей конструкции, имеющий большую эффективность за счет увеличения площади, перекрываемой резонаторами, при котором ячеистые панели, содержащие заготовки резонаторов Гельмгольца в виде ячеистых сот, изгибают и скрепляют с обшивками газового тракта, а затем перфорируют обшивку, обращенную к газовому тракту, сквозными отверстиями, образуя с каждой сотовой ячейкой резонатор Гельмгольца (патент США №4390584, МПК 7 В 32 В 3/12).A known method of manufacturing a sound-absorbing structure, having greater efficiency due to the increase in the area covered by the resonators, in which the mesh panels containing the blanks of Helmholtz resonators in the form of honeycombs, are bent and fastened to the lining of the gas path, and then perforated lining facing the gas path, through holes, forming with each honeycomb cell Helmholtz resonator (US patent No. 4390584, IPC 7 32 V 3/12).

Известный способ обладает высокой трудоемкостью и себестоимостью, обусловленными большим объемом работ по изготовлению сотовых ячеек, а также низкой прочностью скрепления сот с обшивками и сложностью применяемого технологического оборудования.The known method has a high complexity and cost, due to the large amount of work on the manufacture of cell cells, as well as the low strength of the bonding of honeycombs with plating and the complexity of the used technological equipment.

Известен также способ изготовления звукопоглощающей конструкции, при котором панели, содержащие ячеистые трубчатые стеклопластиковые заготовки резонаторов, склеивают с также стеклопластиковыми наружной и внутренней контактирующими с газовым потоком обшивками, причем последнюю перфорируют сквозными отверстиями, образуя с трубчатыми заполнителями панелей резонаторы (см. кн. авторов А.Н.Аношкина, А.А.Ташкинова "Прогнозирование несущей способности композитных фланцев корпусных деталей авиадвигателей", Пермь, Пермский государственный технический университет, 1998 сс.13, 14).There is also a known method of manufacturing a sound-absorbing structure, in which panels containing cellular tubular fiberglass billets of resonators are glued with fiberglass outer and inner sheaths that are in contact with the gas flow, the latter being perforated with through holes to form resonators with tube fillers of panels (see book authors A .N. Anoshkina, A.A. Tashkinova "Prediction of the bearing capacity of composite flanges of aircraft engine body parts", Perm, Perm State of the Technical University, 1998 ss.13, 14).

Известный способ позволяет повысить прочность и надежность скрепления панелей с обшивками и увеличить эффективность шумоглушения за счет применения материалов с более высоким, чем у металлов логарифмическим дескрементом затухания звуковых колебаний, но обладает существенным недостатком, а именно высокой трудоемкостью изготовления панелей с трубчатым заполнителем, при котором преимущественно используется ручной труд. Кроме того, звукопоглощающая конструкция, изготовленная таким способом, как и другие известные резонансные отражатели звука, эффективна в сравнительно узкой полосе частот. К недостаткам способа следует отнести и то, что изготовленные по нему конструкции содержат ячейки в виде трубчатых камер с не ярко выраженными объемами резонаторов, что снижает их эффективность и приближает, по сути, к звукопоглощающим элементам кулисного типа (см. справочник "Борьба с шумом на производстве", под общей редакцией Е.Я.Юдина, М.: Машиностроение, 1985 сс.240-242).The known method allows to increase the strength and reliability of bonding panels with sheathing and to increase the efficiency of sound attenuation due to the use of materials with a higher logarithmic damping sound absorption damping coefficient than that of metals, but has a significant drawback, namely, the high complexity of manufacturing panels with tubular filler, in which manual labor is used. In addition, a sound-absorbing structure made in such a way as other known resonant sound reflectors is effective in a relatively narrow frequency band. The disadvantages of the method include the fact that the designs made according to it contain cells in the form of tubular chambers with not clearly defined volumes of resonators, which reduces their efficiency and brings, in fact, closer to the sound-absorbing elements of the rocker type (see the reference book “Combating noise on production ", under the general editorship of E.Ya. Yudin, M .: Mechanical Engineering, 1985 pp. 240-242).

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению относится известный способ изготовления звукопоглощающей конструкции, при котором ячеистые панели формуют штамповкой или литьем из термопластичной пластмассы с образованием ячеек в форме усеченных пирамид и/или конусов, создавая при этом на них сплошные вершины с одной стороны и поверхностные перемычки с другой стороны, затем изгибают панели и при скреплении с обшивками им придают форму тела вращения, затем одну из обшивок, а именно контактирующую с газовым потоком, перфорируют сквозными отверстиями, образуя с ячейками панелей резонаторы (заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2003100457 (000287) от 05.01.2003 г., заявитель ФГУП Пермский завод "Машиностроитель"), получено положительное решение о выдаче патента от 03.09.04.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution relates to a known method of manufacturing a sound-absorbing structure, in which the cell panels are formed by stamping or molding from thermoplastic plastic with the formation of cells in the form of truncated pyramids and / or cones, while creating solid vertices on them with one sides and surface jumpers on the other hand, then bend the panels and, when bonded to the skin, they are given the shape of a body of revolution, then one of the skin, namely the contact flowing through the gas stream, perforated through holes, forming resonators with the cells of the panels (application for the grant of a patent of the Russian Federation for invention No. 2003100457 (000287) dated 05.01.2003, applicant FSUE Perm Plant Mashinostroitel), a positive decision was received on the grant of a patent from 09/03/04.

Формование ячеистых панелей штамповкой, например вакуумной, или литьем, например под давлением, из термопластичной пластмассы позволяет сократить трудоемкость изготовления, повысить эффективность звукопоглощения, но обладает существенным недостатком - длительной и трудоемкой подготовкой производства, требует оснащения специального оборудования, в частности литьевых машин высокого давления.The molding of cellular panels by stamping, for example by vacuum, or by molding, for example, under pressure, from thermoplastic plastic allows to reduce the laboriousness of manufacture, increase the sound absorption efficiency, but has a significant drawback - long and laborious preparation of production, requires special equipment, in particular injection molding machines.

К недостаткам этого способа следует отнести и то, что изготовленная по данному способу звукопоглощающая конструкция, в которой ячеистые панели формуют с образованием ячеек в форме усеченных пирамид и/или конусов, создавая при этом на них сплошные вершины с одной стороны и поверхностные перемычки с другой стороны, затем изгибают панели и при скреплении с обшивками им придают форму тела вращения, в ячеистых панелях имеют место сквозные проходы в двух перпендикулярных между собой направлениях, созданные пустотами, образованными поверхностными перемычками. Данный способ изготовления звукопоглощающей конструкции не обеспечивает полного перекрытия сквозных проходов в направлении оси вращения и получить максимальный эффект звукопоглощения.The disadvantages of this method include the fact that the sound-absorbing structure made according to this method, in which the honeycomb panels are formed to form cells in the form of truncated pyramids and / or cones, while creating solid tops on one side and surface jumpers on the other hand , then the panels are bent and, when bonded to the casing, they are given the shape of a body of revolution, through cell panels there are through passages in two directions perpendicular to each other, created by voids formed by the surface jumpers. This method of manufacturing a sound-absorbing structure does not provide a complete overlap of the through passages in the direction of the axis of rotation and to obtain the maximum effect of sound absorption.

Задача изобретения - упрощение технологии изготовления звукопоглощающего заполнителя и повышение эффективности снижения шума.The objective of the invention is to simplify the manufacturing technology of sound-absorbing aggregate and increase the efficiency of noise reduction.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении спектра частот эффективного поглощения звуковых колебаний за счет получения комбинированной конструкции, состоящей из ячеистого трубчатого заполнителя, ячейки которого имеют ярко выраженную форму резонаторов Гельмгольца, настроенных на несколько различных характерных спектров частот звуковых колебаний.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to expand the frequency spectrum of effective absorption of sound vibrations by obtaining a combined structure consisting of a cellular tubular filler, the cells of which have a pronounced shape of Helmholtz resonators tuned to several different characteristic frequency spectra of sound vibrations .

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления звукопоглощающей конструкции, при котором изготавливают панели с ячейками, имеющими форму, например усеченных пирамид, создавая при этом на них сплошные вершины с одной стороны и поверхностные перемычки с другой стороны, затем изгибают панели и при скреплении с обшивками им придают форму тела вращения, с образованием кольцевых каналов в радиальном направлении, затем одну из обшивок, а именно контактирующую с газовым потоком, перфорируют сквозными отверстиями, образуя с ячейками панелей резонаторы, отличающемся тем, что панели изготавливают путем формования или прессования из тканых армирующих материалов, например стеклотрикотажа, пропитанного связующим, причем до скрепления с обшивками или обшивкой на ячеистые панели со стороны вершин выкладывают тканый армирующий материал, например стеклотрикотаж, пропитанный связующим, причем тканый армирующий материал после выкладки прикрепляют в пустотах, образованных поверхностными перемычками в радиальном направлении, например кольцевыми слоями, полученными намоткой, с образованием замкнутых кольцевых каналов, в которых расположены ячейки.The technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a sound-absorbing structure, in which panels with cells having the shape of, for example, truncated pyramids are made, while creating solid vertices on them on one side and surface jumpers on the other side, then the panels are bent and fastened with the skin they are given the shape of a body of revolution, with the formation of annular channels in the radial direction, then one of the skin, namely in contact with the gas stream, is perforated through holes, about casting resonators with the cells of the panels, characterized in that the panels are made by molding or pressing from woven reinforcing materials, for example, glass knitted fabrics impregnated with a binder, and prior to bonding with the skin or sheathing, woven reinforcing material, for example glass knitted fabrics impregnated with a binder, are laid on the cell panels from the vertices moreover, the woven reinforcing material after laying is attached in voids formed by surface jumpers in the radial direction, for example, annular layers, p obtained by winding, with the formation of closed annular channels in which the cells are located.

Получение ячеистых панелей путем формования, например вакуумного, или прессованием, например прямым из тканых армирующих материалов, в частности стеклотрикотажа, пропитанного связующим, позволяет сократить длительную и трудоемкую подготовку производства, не требует оснащения специальным и дорогим оборудованием.Obtaining cellular panels by molding, for example, vacuum, or by pressing, for example, directly from woven reinforcing materials, in particular glass knitted fabrics, impregnated with a binder, reduces the long and laborious preparation of production, does not require special and expensive equipment.

Выкладка тканого армирующего материала, например стеклотрикотажа, пропитанного связующим, на ячеистые панели, который прикрепляют в пустотах, образованных поверхностными перемычками в радиальном направлении, например кольцевыми слоями, полученными намоткой, с образованием замкнутых кольцевых каналов, в которых расположены ячейки с ярко выраженной формой резонаторов Гельмгольца, позволяет получать комбинированную конструкцию, состоящую из ячеистого трубчатого заполнителя, настроенную на несколько различных характерных спектров частот звуковых колебаний.Laying of a woven reinforcing material, for example, glass-knitted, impregnated with a binder, on honeycomb panels, which are fastened in voids formed by surface jumpers in the radial direction, for example, winding ring layers, with the formation of closed annular channels in which cells with a pronounced shape of Helmholtz resonators , allows you to get a combined design consisting of a cellular tubular filler, tuned to several different characteristic spectra of stot of sound vibrations.

Из известного уровня техники не выявлено влияние предписываемых предлагаемому изобретению преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного результата.The prior art does not reveal the effect of the transformations prescribed by the invention, which are characterized by significant features distinguishing from the prototype, on the achievement of this result.

Это доказывает соответствие предложенного способа изготовления звукопоглощающей конструкции критерию изобретения "изобретательский уровень".This proves the conformity of the proposed method of manufacturing a sound-absorbing structure to the criteria of the invention "inventive step".

На чертеже изображен общий вид звукопоглощающей конструкции, разрез.The drawing shows a General view of the sound-absorbing structure, section.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Исходным материалом для изготовления ячеистых панелей может быть выбрана эластичная ткань ТКТЭ арт.56151 ТУ 17 РСФСР 625969-78.The source material for the manufacture of cellular panels can be selected elastic fabric TKTE art.56151 TU 17 RSFSR 625969-78.

Изображенную на чертеже ячеистую панель 1 изготавливают методом, например, прямого прессования или контактного формования из эластичной ткани ТКТЭ арт.56151 ТУ 17 РСФСР 625969-78, пропитанной эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-002003306-97, при этом ячейки 2 расположены правильными рядами с односторонним направлением вершин 3, а на другой стороне образованы поверхностные перемычки 4 между ячейками 2. Проводят режим полимеризации. Выкладывают внутреннюю обшивку 5 из стеклоткани Т-10-80 ГОСТ 19170-73, например два слоя, пропитанную эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-002003306-97, к ней прикрепляют со стороны крестообразных перемычек 4 ячеистую панель 1, которую прикрепляют кольцевыми слоями 6 из стекла ровинга ЕС13 2520Н-78 (280) ТУ 6-48-00205009-116-97, пропитанного эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-002003306-97, методом "мокрой" намотки в пустотах 7, затем на ячеистую панель 1, а именно на наружную поверхность ячеек 2 и вершины 3 наносят клей К-153 ОСТ 92-0949-74, после чего укладывают рукав 8 из эластичной ткани ТКТЭ арт.56151 ТУ 17 РСФСР 625969-78, пропитанной эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-002003306-97, на вершины 3, который прикрепляют кольцевыми слоями 9 из стекла ровинга ЕС13 2520Н-78(280) ТУ6-48-00205009-116-97, пропитанного эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-002003306-97, методом "мокрой" намотки в пустотах 10, с образованием замкнутых кольцевых каналов 11, в которых расположены ячейки 2. После этого на полости 11 выкладывают наружную обшивку 12 из стеклоткани Т-10-80 ГОСТ 19170-73, например два слоя, пропитанную эпоксидным связующим марки КДА ТУ 2225-032-00200330б-97, с образованием замкнутых кольцевых каналов 13. Проводят режим полимеризации. После чего обшивку 5 перфорируют сквозными отверстиями 14.The honeycomb panel 1 shown in the drawing is made, for example, by direct compression or contact molding from elastic TKTE art.56151 TU 17 RSFSR 625969-78, impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-002003306-97, while cells 2 are located correctly in rows with one-sided direction of the peaks 3, and on the other side are formed surface jumpers 4 between cells 2. Carry out the polymerization mode. Spread the inner lining 5 of fiberglass T-10-80 GOST 19170-73, for example, two layers impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-002003306-97, they are attached to it from the cross-shaped jumpers 4 mesh panel 1, which is attached with ring layers 6 from EC13 2520N-78 (280) roving glass TU 6-48-00205009-116-97, impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-002003306-97, by wet winding in voids 7, then onto a mesh panel 1 and namely, the adhesive K-153 OST 92-0949-74 is applied to the outer surface of cells 2 and peaks 3, after which sleeve 8 of elastic fabric TKTE art.56151 TU 17 RSFSR 625969-78, impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-002003306-97, on top 3, which is attached with ring layers 9 of glass roving EC13 2520N-78 (280) TU6-48- 00205009-116-97, impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-002003306-97, by the method of "wet" winding in the voids 10, with the formation of closed annular channels 11, in which the cells are located 2. After that, the outer skin is laid on the cavity 11 12 from fiberglass T-10-80 GOST 19170-73, for example, two layers impregnated with an epoxy binder grade KDA TU 2225-032-00200330b-97, with the formation iem closed annular channel 13. Carry out the polymerization mode. Then the casing 5 is perforated through holes 14.

Использование предложенного способа по сравнению с прототипом позволит решить поставленную задачу и получить новый технический результат - упростить технологию изготовления за счет применения для изготовления ячеистых панелей способа прессования или формования, который прост в изготовлении, не требует специального оснащения, и повысить эффективность снижения шума за счет получения комбинированной конструкции, состоящей из ячеистого трубчатого заполнителя, ячейки которого имеют ярко выраженную форму резонаторов Гельмгольца, что в итоге позволит с максимальной эффективностью решить задачу снижения уровня шума.Using the proposed method in comparison with the prototype will allow us to solve the problem and get a new technical result - to simplify the manufacturing technology through the use of a pressing or molding method for the manufacture of cellular panels, which is simple to manufacture, does not require special equipment, and increase the noise reduction efficiency by obtaining combined design, consisting of a cellular tubular filler, the cells of which have a pronounced shape of Helmholtz resonators, which in toga allow maximum efficiency to solve the problem of noise reduction.

Claims

A method of manufacturing a sound-absorbing structure, in which panels with cells having the shape of, for example, truncated pyramids are made, creating solid tops on one side and surface jumpers on the other side, then bending the panels and, when bonded to the skin, give them the shape of a body of revolution with the formation of annular channels in the radial direction, then one of the casing, namely, in contact with the gas stream, is perforated through holes, forming resonators with panel cells, characterized in that then the panels are made by molding or pressing from woven reinforcing materials, for example, glass knitted fabrics impregnated with a binder, and before bonding with the skin or sheathing, woven reinforcing material, for example glass knitted fabric impregnated with a binder, is laid on the mesh side of the vertices, after which it is attached in voids formed surface bridges in the radial direction, with the formation of closed annular channels in which the cells are located.