一种矩阵消声器风头整体制造的方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种矩阵消声器风头整体制造的方法，属于消声装置领域。
【背景技术】
[0002] 动力设备在使用时噪音大，特别是在航空，船舶，建筑附近使用时，对人的影响不 容忽略，为此需要在航空发动机试车台的进排气消声、燃机进排气消声、燃机通风消声、柴 油机进排气通风消声、风机、空压机等设备上采用通风消声设备。通风消声设备是将动力设 备置于其中，四周用消音板隔音，并留有装备消声装置的通风口，起到降低噪音减少声污染 的作用。
[0003] 矩阵消声器是由阵列排布的类方形消声柱体构成，排列在消声装置的通风口，内 部的动力设备通过通风口获得空气，将废气从通风口排出，同时通风口上的矩阵消声器将 动力设备产生的噪音降低，减少对周围环境的影响。使用风头时，通过焊50mm、空85mm的断 续焊接，固定到矩阵消声器上，矩阵消声器的数量是一般根据实际洞口需要，采用MXN设 计。
[0004] 现有的矩阵消声器风头，大多采用2. 5~3_厚度的金属拼板焊接而成。通过分块 下料后焊接而成。包含下料裁板、整形，焊接成型，打磨等工艺过程。缺点如下： 1. 由于每块拼板为不规则几何形状，下料、成型难度大，加工费用高； 2. 加工时受到人为因素影响大，标准型、统一性差，消音效果不佳； 3. 四片不规则拼板之间焊缝位置构成一定的空间角度，焊接成型比较困难，成型不当 会影响流线，增大流阻，降低流量； 4. 生产需要剪板，拼接，焊接，打磨等工序，工时较多，效率低。
【发明内容】
[0005] 本发明为了达到能够方便加工制造的风头，使风头的流阻达到优化，简化外观，减 少加工工艺步骤，缩短加工工时，降低产品成本。
[0006] 发明所述的矩阵消声器整体式风头，经过数值模拟实验，通过强度分析，在许用强 度范围内，验算出风头的板厚采用I. 5_的金属板材即可满足强度要求，降低材料成本；通 过流场阻力分析，风头流线得到优化。流阻性能得到优化。根据流线形状制作模具，形成具 有弧度曲面的流线型风头，使产品实现整体曲面流线结构，改善了原来拼接棱角刚性链接。 采用整体拉伸成型技术，使用机器加工成型替代人工焊接以取代原来的下料、成型、焊接打 磨等工序环节，提高生产效率及生产自动化水平，减少人工人力支出，减少加工过程环节及 管理成本。模具成型工艺方法降低废品率，产品一致性高，克服人工焊接成型不当等不确定 弊端，间接降低成本。
[0007] -种矩阵消声器风头整体制造的方法，步骤如下： 1) 选用钣金厚度为I. 5 mm的母材； 2) 将母材剪除四角，呈类圆形状，再将母材放置在金属压模机台上； 3) 用模芯在压模机一次整体压制母材成型，所述模芯上部为正四边形，底部呈圆形，所 述正四边形和圆形所在平面平行，所述模芯有四个斜面，斜面与斜面，斜面与上部，斜面与 底部的连接处为光滑倒角，所述斜面在上部和底部所在的中垂面上为光滑曲线，所述曲线 为（x 2+y2)2=2X 3202X (x2-y2)，其中-50 彡 X 彡-260, y > O ; 4) 剪除四周的固定边，得到板厚I. 5_的整体风头。
[0008] 所述钣金材质为Q235或0Crl8Ni9。
[0009] 所述〇Crl8Ni9在有耐高温或防腐蚀要求时使用。
[0010] 所述母材为 800_X800mm， 所述整体风头的外形尺寸为324mmX324mmX 220mm，整体风头上部圆形直径为160mm。
[0011] 一种矩阵消声器风头整体制造的方法制造的风头的优点为： 1. 本发明所述的方法制作的风头，优化流线，比现有技术流阻要低，消音效果佳； 2. 加工时产品标准性、统一'丨生好； 3. 本发明所述的方法制作的风头，减少材料，比现有技术重量轻，方便安装，运输，降低 成本； 4. 本发明所述的方法制作的风头，通过拉伸成型技术，是实现整体流线型风头的关键， 一次开模后，可批量生产，减少加工工时，提升生产效率。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明所述方法制造的整体风头的正视图； 图2为本发明所述方法制造的整体风头的左视图； 图3为整体风头斜面曲线的关系图。 具体实施方案
[0013] 选用钣金材质为Q235,母材厚度为L 5 mm,大小为800mmX800mm，将母材剪除 四角，呈类圆形状，再将母材放置在金属压模机台上；用模芯在压模机一次整体压制母 材成型，所述模芯上部为正四边形，底部呈圆形，所述正四边形和圆形所在平面平行，所 述模芯有四个斜面，斜面与斜面，斜面与上部，斜面与底部的连接处为光滑倒角，所述斜 面在上部和底部所在的中垂面上为光滑曲线，所述曲线为（x 2+y2)2=2X 3202X(x2-y2)，其 中-50彡X彡-260，y > 0。剪除四周的固定边，得到板厚I. 5mm的整体风头。得到的整体 风头的外形尺寸为324mmX324mmX 220mm，整体风头上部圆形直径为160mm。
[0014] 本发明所述的矩阵消声器整体式风头，通过数值模拟实验，强度分析，流场阻力分 析，优化风头流线，降低流阻，在许用强度范围内，得出整体风头的板厚采用I. 5mm的金属 板材，可满足强度要求，使效果达到最优。
[0015] 强度分析，采用solidworks simulation分析软件。通过建立计算模型，创建算 例，添加约束，施加载荷，划分网格，运行分析等步骤，取得分析结果。经分析，矩阵消音器风 头板厚只需1.5mm，在4m矩阵消声器坚直放置以及2m消声器水平放置时的最大应力均满足 材料的许用应力。整体强度满足使用要求。
[0016] 流场分析，对以下三种情况(无风头，直风头（传统风头），矩阵消音器风头)进行 流场分析仿真模拟计算。
[0017] 流阻对比并推出三种模型在流速分别为5m/s，10m/s，20m/s流阻下的流阻系数。 分析步骤如下： Inventor 建模： 设定产品参数如下的模型：消音芯长2006mm，截面边长320mm风头长220mm，端面边长 IOOmm Gambit划分网格 建立1/4模型，网格密度：0. 015,网格数：30万左右 Fluent流阻分析 Inlet设置速度入口，参数如下表
【主权项】
1. 一种矩阵消声器风头整体制造的方法，步骤如下： 1) 选用饭金厚度为1. 5 mm的母材； 2) 将母材剪除四角，呈类圆形状，再将母材放置在金属压模机台上； 3) 用模芯在压模机一次整体压制母材成型，所述模芯上部为正四边形，底部呈圆形，所 述正四边形和圆形所在平面平行，所述模芯有四个斜面，斜面与斜面，斜面与上部，斜面与 底部的连接处为光滑倒角，所述斜面在上部和底部所在的中垂面上为光滑曲线，所述曲线 为（x2+y2)2=2X32〇2x (x2-y2)，其中-50《X《-260, y > 0 ; 4) 剪除四周的固定边，得到板厚1. 5mm的整体风头。
2. 根据权利要求1所述的一种矩阵消声器风头整体制造的方法，其特征在于；所述饭 金材质为Q235或0Crl8Ni9。
3. 根据权利要求2所述的一种矩阵消声器风头整体制造的方法，其特征在于：所述 0化18Ni9在有耐高温或防腐蚀要求时使用。
4. 根据权利要求1所述的一种矩阵消声器风头整体制造的方法，其特征在于；所述母 材为 800mm X 800mm。
5. 根据权利要求1-5任一所述的一种矩阵消声器风头整体制造的方法，其特征在于： 所述整体风头的外形尺寸为324mmX324mmX 220mm，整体风头上部圆形直径为160mm。
【专利摘要】本发明公开了一种矩阵消声器风头整体制造的方法，选用钣金厚度为1.5mm的母材；将母材剪除四角，呈类圆形状，再将母材放置在金属压模机台上；用模芯在压模机一次整体压制母材成型；剪除四周的固定边，得到整体风头。本发明所述的方法制作的风头，优化流线，比现有技术流阻要低，消音效果佳，标准型，统一性好。减少材料，重量轻，可批量生产，减少加工工时，提升生产效率。
【IPC分类】B21D37-10, B21D22-02, G10K11-16, B23P15-00
【公开号】CN104599664
【申请号】CN201410731334
【发明人】谢学林, 孟庆利, 曲圣行, 崔晓峰, 吕宗凯
【申请人】城林环保技术（上海）有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月5日