книги из ГПНТБ / Павлов В.А. Пенополистирол

тах от 2000 до 5000 Гц. Прессовый пенополистирол ПС-4 с кажущейся плотностью 45 кг/м3 и ПС-1 с кажущейся плотностью 100 кг/м3 имеют низкие значения коэффици­ ента звукопоглощения и только при 2000—3000 Гц ко­ эффициент звукопоглощения достигает 0,25—0,38.

Звукопоглощение пенополистирола может быть зна­ чительно улучшено путем специальной обработки, спо­ собствующей созданию структуры с максимальным со­ держанием открытых пор 80. Один из методов обработки заключается в воздействии на пенополистирол, поме­ щенный в воду, гидравлического удара, при котором разрушаются замкнутые поры (без нарушения скелета структуры) 81. Коэффициент звукопоглощения пенополи­ стирола при этом увеличивается с 0,22 до 0,78 (при 500 Гц). Звукопоглощение пенополистирола изменяется при использовании перфорированных плит. Зависимость коэффициента звукопоглощения перфорированных плит из пенополистирола от толщины приведена в табл. ІѴ.27.

Т а б л и ц а ІѴ.27. Коэффициент поглощения звуковых волн плитами из пенополистирола при плотности перфорации 12,5%

Увеличение плотности перфорации выше 12,5% при­ водит к снижению звукопоглощения на частотах от 500 до 1700 Гц. Частотные характеристики звукопогло­ щения плит при постоянной плотности перфорации по­ казывают, что при увеличении диаметра перфорации на­ блюдается значительное снижение поглощения в диапа­ зоне 300—1700 Гц. Увеличение толщины перфорирован­ ных звукопоглощающих плит из пенополистирола значи­ тельно расширяет частотный диапазон звукопоглощения. Оптимальными параметрами перфорации можно считать диаметр отверстий 1—1,5 мм и плотность перфорации 10—12,5%. Кажущаяся плотность пенополистирола не

160

оказывает заметного влияния на его акустические свой­ ства І3>80.

Перфорация декоративно-акустических плит может быть выполнена в виде прорезей (щелей). При плотно­ сти перфорации 12,5% и размерах прорезей 2X30 мм частотная характеристика звукопоглощения плит толщи­ ной 200 мм имеет два резонансных максимума поглоще­ ния при 500 и 130 Гц, а коэффициент звукопоглощения при частотах от 420 до 700 и от 1100 до 1350 Гц превы­ шает 0,4.

Было исследовано изменение частотных характерис­ тик звукопоглощения плит из'пенополистирола толщи­ ной 20 мм в зависимости от размеров вырезанных в них прямоугольных пазов. На лицевую поверхность плит наносились с шагом 15 мм пазы шириной 10 мм и глу­ биной 5, 10 и 15 мм; отношение эффективных площадей лицевых поверхностей плит составляло 1:1 и 5:2 . С увеличением эффективной поверхности и глубины пазов наблюдается повышение звукопоглощения в основном на низких частотах, а максимум звукопоглощения при час­ тоте 1500 Т ц имеет тенденцию к смещению в область низких частот.

Перфорированные плиты из пёнополистирола могут найти широкое применение в звукопоглощающих кон­ струкциях в качестве экранов, защищающих волокнис­ тый звукопоглотитель, например плиты из минеральной ваты кажущейся плотностью 55—65 кг/м3, от механи­ ческих повреждений и высыпания. Звукопоглощение, конструкций из волокнистого звукопоглотителя с перфо­ рированным экраном в значительной степени зависит от толщины слоев. На рис. ІѴ.54 представлены (при рас- _ стоянии в 5 см между звукопоглощающей конструкцией и жесткой облицовываемой поверхностью) частотные ха­ рактеристики звукопоглощения в зависимости от тол­ щины слоя минераловатного звукопоглотителя, покрыто­ го экраном из пенополистирола толщиной 7 мм при плотности, перфорации 17,5% и диаметре перфорации 1 мм. Из рисунка видно, что увеличение толщины слоя минераловатиого звукопоглотителя до 3 см приводит к существенному повышению звукопоглощения в диапазо­ не частот от 100 до 900 Гц. Дальнейшее увеличение тол­ щины звукопоглотителя до 5 см нецелесообразно.

Влияние экранов из пенополистирола, имеющих тол-

Г Л А В А V

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И СКЛЕИВАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Механическая обработка пенополистирола

Пенопласты легко поддаются различным видам ме­ ханической обработки — распиловке, строганию, фрезе­ рованию, сверлению и т. д.

Черновую обработку (обрезку заготовок, распиловку на доски, планки) поверхностей иеармированиых пено­ пластов ПС-1, ПС-2, ПС-4, ПС-18 и пенопластов, арми­ рованных фанерой, пластиками и дуралюмином, произво­ дят на столярных ленточнопильных станках с механиче­ ской и ручной подачей. Чистовую обработку (обрезку кромок, строгание, фрезерование по плоскости и кон­ туру) производят на круглопильных, фуговально-стро­ гальных, рейсмусовых и фрезерных станках стационар­ но закрепленными электропилами и электрофуганками. Применяют также ручной строгальный инструмент (модифицированные рубанки и фуганки).

Сквозные и глухие отверстия в пенопластах сверлят на вертикальных и горизонтальных сверлильных стан­ ках с механической и ручной подачей.

Для обработки пенопластов обычно применяют инст­ румент,- аналогичный деревообрабатывающему инстру­ менту, но имеющий другие, углы заточки. Для распили­ вания заготовок.пенопластов используют узкие ленточ­ ные столярные пилы шириной 12—35 мм с профилем зубьев в виде прямоугольного треугольника с круглой вершиной впадины и углом заточки а = 60—65°. Развод зубьев на одну сторону составляет 0,1—0,15 мм.

При обработке пенопластов на круглопильных стан­ ках рекомендуется применять дисковые пилы с профи­ лем зубьев в виде равнобедренного или равносторонне­ го треугольника с углом заточки а = 50—60°, с разводом и косой заточкой; строгальные пилы без развода, с ко-

сированные строгальные ножи (тонкие и толстые) с уг­ лом заточки а = 36—45°. Ножи устанавливают и закреп­ ляют по 2—4 штуки на круглых ножевых головках и ва­ лах. Рабочие поверхности ножей должны быть шлифо­ ванными, а режущая кромка должна быть прямолиней­ ной, не иметь заусенцев и выкрошенных мест.

На фрезерных станках для фрезерования по конту­ ру применяют цилиндрические фрезы с мелкими косы­ ми зубьями, для фрезерования продольных пазов — пазовые фрезы, для распиливания заготовок небольшой толщины — отрезные фрезы или столярные строгальные пилы.

Для ручного строгального инструмента (рубанков, фуганков) рекомендуются стальные прямоугольные пластинки, заточенные с одного конца. Они могут быть цельными или наварными с углом заточки а = 25—-30°. Угол установки (посадки) пластинки в колодку рубан­ ка составляет 30—35° к подошве и 45—50° в направле­ нии к строганию. Режущая кромка должна быть пря­ молинейной.

Для обработки на сверлильных станках сквозных от­ верстий и изготовления из пенопластов круглых стерж­ ней рекомендуются спиральные свёрла в виде пустоте­ лых трубок. Угол заострения режущей кромки а = = 10—12°

Для разрезания пенопластов часто используется нихромовая проволока, нагретая до 250—300°С. В резуль­ тате оплавления материала поверхность среза получа­ ется ровной и гладкой. Таким способом рекомендуется разрезать блоки и плиты из пенопласта на отдельные листы толщиной 1,0 мм и более. Блоки больших разме­ ров (1500X2500X200 мм) можно разрезать на листы

Режимы механической обработки неармироваиного и армированного пенополистирола приведены в табл. Ѵ.1.

Беспрессовый пенополистирол ПСБ так же хорошо и легко обрабатывается, как и прессовый, но его обработ-

164

В связи с низкой твердостью пенопласта ПСБ не ре­ комендуется производить разметку плит и заготовок ост­ рыми предметами, так как это приводит к выкрашива­ нию отдельных гранул, ухудшению качества поверхно­ сти и уменьшению точности разметки.

Резать плиты и блоки пенополистирола рекомендует­ ся на специальном приспособлении ,с нагреваемой нихромовой проволокой (нихром Х15Н60). Нагреваемая проволока может находиться в вертикальном, наклон­ ном или горизонтальном положениях. Вертикальное по­ ложение проволоки предпочтительнее, так как в этом слу­ чае можно выполнять наибольшее число операций:

разрезать плиты и блоки на заготовки требуемых размеров перпендикулярно плоскости стола, а при воз­ можности наклона проволоки — под углом;

вырезать фасонные профили при помощи шаблонов; обрабатывать цилиндрические, а при возможности наклона проволоки и конические поверхности с по­

мощью поворотного столика.

Устройства с горизонтально расположенной нагрева­ емой проволокой рекомендуется использовать только для разрезания плит и блоков на заготовки.

Нагреваемая проволока должна иметь диаметр 0,5— 0,8 мм. Проволока меньшей толщины часто перегорает, а увеличение ее толщины выше 0,8 мм приводит к умень­ шению скорости резания и резкому ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Длина нагреваемой час­ ти проволоки должна быть в пределах 1,2—1,5 м, при резании проволока должна быть натянута с усилием 5— 7 кгс. Температура проволоки 350—400 °С, скорость по­ дачи материала 0,3—0,5 м/мин, напряжение 20—30 В.

Указанные режимы резания применимы для пенопо­ листирола с кажущейся плотностью 0,016—0,022 г/см3 и толщиной 100 мм. Они обеспечивают получение загото­ вок с чистотой поверхности в пределах 3—4 класса по ГОСТ 2789—59.

При разрезании плит на заготовки рекомендуется пользоваться упорами в виде угольников. Заготовку сложного профиля можно вырезать при помощи шабло­ нов, изготовленных из картона, фанеры и т. п. Для по­ вышения точности рекомендуется закреплять шаблон на плите пенопласта с помощью 2—3 небольших шпилек.

Для резки плит на заготовки могут быть использо­

167

ваны ленточные и круглопильные станки, однако при этом требуется дальнейшая обработка поверхности. При резании на круглопильных станках лучше применять дисковые пилы с профилем зубьев в виде равнобедрен­ ного или равностороннего треугольника с углом заточки 50—60°.

Для улучшения качества поверхности рекомендуется применять узкие ленточные пилы шириной 12—20 мм с профилем зубьев в виде прямоугольного треугольника и углом заточки 60—65°. Развод зубьев для ленточных дисковых пил не должен превышать 0,1—0,15 мм на сторону.

Ниже приведены рекомендуемые режимы пиления пенополистирола ПСБ на ленточнопильных и кругло­ пильных станках:

Вместо дисковых пил для резки плит можно исполь­ зовать вулканитовые круги для маятниковых, а также для круглопильных станков с ручной подачей.

При обработке плит пенополистирола ПСБ на фуго­ вальных рейсмусовых станках с применением режущих ножей, которые используются для обработки древеси­ ны, не достигается хорошее качество поверхности. Для устранения этого недостатка рекомендуется применять на этих станках следующие режущие инструменты:

вал, обклеенный наждачной шкуркой, диаметром 80—100 мм;

вал с насаженными и хорошо подогнанными абразив­ ными камнями диаметром 80—100 мм;

вал с насечками.

В первых двух случаях процесс строгания по сущест­ ву заменяется шлифованием. Это приводит к улучшению качества обработанной поверхности.

Покрывать вал рекомендуется шлифовальными шкурками на тканевой основе (ГОСТ 13344—67) с зер­ нистостью 40—80 единиц (ГОСТ 3647—59), которые

168

приклеиваются к валу казеиновым клеем или закреп­ ляются на нем с помощью зажимных устройств. При использовании казеинового клея вал с наклеенной шкуркой необходимо 'просушить при 25—35° С в тече­ ние 3—3,5 ч.

Зернистость абразивных камней должна быть в пре­ делах 40—80 единиц (ГОСТ 3647—59). Предельно до­ пустимая окружная скорость камней зависит от их связ­ ки и равна (в м/сек): для керамической — 35; для ба­ келитовой —■40; для силикатной — 20.

Вал с насечками изготавливают из стали У8 или У9, диаметром 80—100 мм. Профиль зубьев должен соот­ ветствовать профилю насечки напильника Д 400 № 1 (ГОСТ 1465—69), твердость 58—60, глубина закалки от впадины зуба 2—3 мм, высота зуба 0,5—1 мм.

Режимы обработки пенополистирола ПСБ различны­

При обработке шлифовальными шкурками и шлифо­ вальными камнями чистота поверхности обрабатывае­ мых заготовок соответствует 4—5 классу по ГОСТ 2789—59, а при обработке инструментами с насечкой 3—4 классу.

Изделия из пенополистирола с криволинейными слож­ ными контурами (как внешними, так и внутренними) можно обрабатывать на универсальных фрезерных стан­ ках. На этих станках также можно выполнять свер­ лильные и токарные операции. Для обработки плит и блоков пенополистирола на фрезерных станках можно применять обычные деревообрабатывающие фрезы, но при этом необходимо уменьшить угол заточки до 25—30° и увеличить число оборотов шпинделя до 45.00— 6000 об/мин.

169