一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，屬于消聲裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 動力設(shè)備在使用時(shí)噪音大，特別是在航空，船舶，建筑附近使用時(shí)，對人的影響不 容忽略，為此需要在航空發(fā)動機(jī)試車臺的進(jìn)排氣消聲、燃機(jī)進(jìn)排氣消聲、燃機(jī)通風(fēng)消聲、柴 油機(jī)進(jìn)排氣通風(fēng)消聲、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備上采用通風(fēng)消聲設(shè)備。通風(fēng)消聲設(shè)備是將動力設(shè) 備置于其中，四周用消音板隔音，并留有裝備消聲裝置的通風(fēng)口，起到降低噪音減少聲污染 的作用。
[0003] 矩陣消聲器是由陣列排布的類方形消聲柱體構(gòu)成，排列在消聲裝置的通風(fēng)口，內(nèi) 部的動力設(shè)備通過通風(fēng)口獲得空氣，將廢氣從通風(fēng)口排出，同時(shí)通風(fēng)口上的矩陣消聲器將 動力設(shè)備產(chǎn)生的噪音降低，減少對周圍環(huán)境的影響。使用風(fēng)頭時(shí)，通過焊50mm、空85mm的斷 續(xù)焊接，固定到矩陣消聲器上，矩陣消聲器的數(shù)量是一般根據(jù)實(shí)際洞口需要，采用MXN設(shè) 計(jì)。
[0004] 現(xiàn)有的矩陣消聲器風(fēng)頭，大多采用2. 5~3_厚度的金屬拼板焊接而成。通過分塊 下料后焊接而成。包含下料裁板、整形，焊接成型，打磨等工藝過程。缺點(diǎn)如下： 1. 由于每塊拼板為不規(guī)則幾何形狀，下料、成型難度大，加工費(fèi)用高； 2. 加工時(shí)受到人為因素影響大，標(biāo)準(zhǔn)型、統(tǒng)一性差，消音效果不佳； 3. 四片不規(guī)則拼板之間焊縫位置構(gòu)成一定的空間角度，焊接成型比較困難，成型不當(dāng) 會影響流線，增大流阻，降低流量； 4. 生產(chǎn)需要剪板，拼接，焊接，打磨等工序，工時(shí)較多，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了達(dá)到能夠方便加工制造的風(fēng)頭，使風(fēng)頭的流阻達(dá)到優(yōu)化，簡化外觀，減 少加工工藝步驟，縮短加工工時(shí)，降低產(chǎn)品成本。
[0006] 發(fā)明所述的矩陣消聲器整體式風(fēng)頭，經(jīng)過數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，通過強(qiáng)度分析，在許用強(qiáng) 度范圍內(nèi)，驗(yàn)算出風(fēng)頭的板厚采用I. 5_的金屬板材即可滿足強(qiáng)度要求，降低材料成本；通 過流場阻力分析，風(fēng)頭流線得到優(yōu)化。流阻性能得到優(yōu)化。根據(jù)流線形狀制作模具，形成具 有弧度曲面的流線型風(fēng)頭，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)整體曲面流線結(jié)構(gòu)，改善了原來拼接棱角剛性鏈接。 采用整體拉伸成型技術(shù)，使用機(jī)器加工成型替代人工焊接以取代原來的下料、成型、焊接打 磨等工序環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率及生產(chǎn)自動化水平，減少人工人力支出，減少加工過程環(huán)節(jié)及 管理成本。模具成型工藝方法降低廢品率，產(chǎn)品一致性高，克服人工焊接成型不當(dāng)?shù)炔淮_定 弊端，間接降低成本。
[0007] -種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，步驟如下： 1) 選用鈑金厚度為I. 5 mm的母材； 2) 將母材剪除四角，呈類圓形狀，再將母材放置在金屬壓模機(jī)臺上； 3) 用模芯在壓模機(jī)一次整體壓制母材成型，所述模芯上部為正四邊形，底部呈圓形，所 述正四邊形和圓形所在平面平行，所述模芯有四個(gè)斜面，斜面與斜面，斜面與上部，斜面與 底部的連接處為光滑倒角，所述斜面在上部和底部所在的中垂面上為光滑曲線，所述曲線 為（x 2+y2)2=2X 3202X (x2-y2)，其中-50 彡 X 彡-260, y > O ; 4) 剪除四周的固定邊，得到板厚I. 5_的整體風(fēng)頭。
[0008] 所述鈑金材質(zhì)為Q235或0Crl8Ni9。
[0009] 所述〇Crl8Ni9在有耐高溫或防腐蝕要求時(shí)使用。
[0010] 所述母材為 800_X800mm， 所述整體風(fēng)頭的外形尺寸為324mmX324mmX 220mm，整體風(fēng)頭上部圓形直徑為160mm。
[0011] 一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法制造的風(fēng)頭的優(yōu)點(diǎn)為： 1. 本發(fā)明所述的方法制作的風(fēng)頭，優(yōu)化流線，比現(xiàn)有技術(shù)流阻要低，消音效果佳； 2. 加工時(shí)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)性、統(tǒng)一'丨生好； 3. 本發(fā)明所述的方法制作的風(fēng)頭，減少材料，比現(xiàn)有技術(shù)重量輕，方便安裝，運(yùn)輸，降低 成本； 4. 本發(fā)明所述的方法制作的風(fēng)頭，通過拉伸成型技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)整體流線型風(fēng)頭的關(guān)鍵， 一次開模后，可批量生產(chǎn)，減少加工工時(shí)，提升生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明所述方法制造的整體風(fēng)頭的正視圖； 圖2為本發(fā)明所述方法制造的整體風(fēng)頭的左視圖； 圖3為整體風(fēng)頭斜面曲線的關(guān)系圖。 具體實(shí)施方案
[0013] 選用鈑金材質(zhì)為Q235,母材厚度為L 5 mm,大小為800mmX800mm，將母材剪除 四角，呈類圓形狀，再將母材放置在金屬壓模機(jī)臺上；用模芯在壓模機(jī)一次整體壓制母 材成型，所述模芯上部為正四邊形，底部呈圓形，所述正四邊形和圓形所在平面平行，所 述模芯有四個(gè)斜面，斜面與斜面，斜面與上部，斜面與底部的連接處為光滑倒角，所述斜 面在上部和底部所在的中垂面上為光滑曲線，所述曲線為（x 2+y2)2=2X 3202X(x2-y2)，其 中-50彡X彡-260，y > 0。剪除四周的固定邊，得到板厚I. 5mm的整體風(fēng)頭。得到的整體 風(fēng)頭的外形尺寸為324mmX324mmX 220mm，整體風(fēng)頭上部圓形直徑為160mm。
[0014] 本發(fā)明所述的矩陣消聲器整體式風(fēng)頭，通過數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)度分析，流場阻力分 析，優(yōu)化風(fēng)頭流線，降低流阻，在許用強(qiáng)度范圍內(nèi)，得出整體風(fēng)頭的板厚采用I. 5mm的金屬 板材，可滿足強(qiáng)度要求，使效果達(dá)到最優(yōu)。
[0015] 強(qiáng)度分析，采用solidworks simulation分析軟件。通過建立計(jì)算模型，創(chuàng)建算 例，添加約束，施加載荷，劃分網(wǎng)格，運(yùn)行分析等步驟，取得分析結(jié)果。經(jīng)分析，矩陣消音器風(fēng) 頭板厚只需1.5mm，在4m矩陣消聲器堅(jiān)直放置以及2m消聲器水平放置時(shí)的最大應(yīng)力均滿足 材料的許用應(yīng)力。整體強(qiáng)度滿足使用要求。
[0016] 流場分析，對以下三種情況(無風(fēng)頭，直風(fēng)頭（傳統(tǒng)風(fēng)頭），矩陣消音器風(fēng)頭)進(jìn)行 流場分析仿真模擬計(jì)算。
[0017] 流阻對比并推出三種模型在流速分別為5m/s，10m/s，20m/s流阻下的流阻系數(shù)。 分析步驟如下： Inventor 建模： 設(shè)定產(chǎn)品參數(shù)如下的模型：消音芯長2006mm，截面邊長320mm風(fēng)頭長220mm，端面邊長 IOOmm Gambit劃分網(wǎng)格 建立1/4模型，網(wǎng)格密度：0. 015,網(wǎng)格數(shù)：30萬左右 Fluent流阻分析 Inlet設(shè)置速度入口，參數(shù)如下表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，步驟如下： 1) 選用飯金厚度為1. 5 mm的母材； 2) 將母材剪除四角，呈類圓形狀，再將母材放置在金屬壓模機(jī)臺上； 3) 用模芯在壓模機(jī)一次整體壓制母材成型，所述模芯上部為正四邊形，底部呈圓形，所 述正四邊形和圓形所在平面平行，所述模芯有四個(gè)斜面，斜面與斜面，斜面與上部，斜面與 底部的連接處為光滑倒角，所述斜面在上部和底部所在的中垂面上為光滑曲線，所述曲線 為（x2+y2)2=2X32〇2x (x2-y2)，其中-50《X《-260, y > 0 ; 4) 剪除四周的固定邊，得到板厚1. 5mm的整體風(fēng)頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，其特征在于；所述飯 金材質(zhì)為Q235或0Crl8Ni9。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，其特征在于：所述 0化18Ni9在有耐高溫或防腐蝕要求時(shí)使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，其特征在于；所述母 材為 800mm X 800mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，其特征在于： 所述整體風(fēng)頭的外形尺寸為324mmX324mmX 220mm，整體風(fēng)頭上部圓形直徑為160mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種矩陣消聲器風(fēng)頭整體制造的方法，選用鈑金厚度為1.5mm的母材；將母材剪除四角，呈類圓形狀，再將母材放置在金屬壓模機(jī)臺上；用模芯在壓模機(jī)一次整體壓制母材成型；剪除四周的固定邊，得到整體風(fēng)頭。本發(fā)明所述的方法制作的風(fēng)頭，優(yōu)化流線，比現(xiàn)有技術(shù)流阻要低，消音效果佳，標(biāo)準(zhǔn)型，統(tǒng)一性好。減少材料，重量輕，可批量生產(chǎn)，減少加工工時(shí)，提升生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B21D37-10, B21D22-02, G10K11-16, B23P15-00
【公開號】CN104599664
【申請?zhí)枴緾N201410731334
【發(fā)明人】謝學(xué)林, 孟慶利, 曲圣行, 崔曉峰, 呂宗凱
【申請人】城林環(huán)保技術(shù)（上海）有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月5日