Производство комплектующих для динамиков

Диффузор, бумажное литье.

Начальный этап - это процесс роспуска целлюлозы, т.к. она поступает на заводы в виде сухих листов. Для этого ее разрывают на куски, дозируют и загружают в дефибрер, где происходит предварительный роспуск и набухание целлюлозы. Дефибрер представляет собой бак с мощным лопастным устройством, закрепленным на валу, соединенном с электродвигателем, при вращении которого целлюлоза распускается в большом количестве воды. Время роспуска зависит от марки целлюлозы и изменяется в пределах от 10 минут до 3 часов. Если в композиции используется целлюлоза нескольких типов, то каждую загружают в дефибрер отдельно и распускают в течение необходимого для нее времени.

После окончания роспуска целлюлозу перекачивают в ролл, где происходит процесс непосредственно размола, то есть рубка и дефибрилляция волокон. Ролл (рис) представляет собой ванну, в которой вращается барабан, с расположенными по всей его ширине ножами (1). На дне ванны под барабаном укреплена планка (2) с неподвижно закрепленными ножами, расположенными под некоторым углом к оси барабана. Ванна разделена перегородкой на две неравные части, в которых происходит циркуляция бумажной массы. Ролл заполняют водой до некоторого заданного уровня, загружают в него предварительно распущенную в дефибрере целлюлозу, постоянно контролируя при этом концентрацию бумажной массы, затем включают барабан - и начинается размол. Масса, приходящая в движение от вращения барабана, перебрасывается через горку (3) и по обратному каналу возвращается под размалывающий барабан. Время размола и зазор между ножами барабана и планки устанавливаются автоматически. Толщина ножей и материал, из которого они изготовлены (стальные, бронзовые, базальтовые и др.), зависят от свойств размалываемых материалов и требований, предъявляемых к характеру помола. Характер помола определяется степенью разработки волокон: "жирный"- помол, при котором почти все волокна расщеплены на фибриллы, "садкий" - содержит в основном короткие рубленые нерасщепленные волокна, есть и "средний" помол. Существенное влияние на процесс размола оказывает конструкция планки. Ножи в планке образуют с осью барабана угол порядка 3°, однако изменение угла наклона также влияет на процесс размола (при меньших или больших углах создаются условия для жирных помолов, при средних - для садких). Для производства диффузоров предпочтительнее масса жирного помола, поэтому нередко применяются планки с базальтовой гарнитурой (вместо ножей устанавливаются блоки из базальта), которые обеспечивают лучшие условия для фибрилляции волокон. Таким образом, в процессе размола можно получить 4 предельных вида масс - жирный помол с короткими волокнами, садкий помол с короткими волокнами, жирный помол с длинными волокнами, садкий помол с длинными волокнами.

Необходимость размола вызвана следующими основными причинами: для получения прочной и равномерной отливки необходимо, чтобы наряду с длинноволокнистой фракцией в ней присутствовали и мелкие волокна, которые уменьшают образование хлопьев при отливе и заполняют просветы между длинными волокнами, а в процессе размола происходит укорочение волокон. Кроме того, волокна при размоле расщепляются на фибриллы, наружная поверхность волокна развертывается, что способствует установлению межволоконных связей и повышает механическую прочность диффузора.

Состав целлюлозных волокон существенно влияет на процесс размола, так как прочность и толщина их стенок, распределение в них гемицеллюлоз и лигнина, степень полимеризации макромолекул в поверхностных слоях и другие свойства волокон различны. Поэтому для каждого вида целлюлозы, входящей в состав композиции, целесообразно производить размол отдельно, это позволяет реализовать оптимальные условия для каждого компонента. Однако, при производстве ГГ, как экономически более выгодный, чаще используется совместный размол в роллах. Вначале в ролл вводится более "жесткая" целлюлоза, затем по достижении определенного градуса помола к ней добавляется более "мягкая".

Для контроля процесса размола используются специальные измерительные приборы. Наиболее распространенным в промышленности является прибор СР-2, с помощью которого степень помола волокнистой массы выражается в условных градусах Шоппер-Риглера (°ШР).

Процесс измерения происходит следующим образом. Из ролла берут определенный объем массы, содержащий примерно 2 г. сухого вещества, разбавляют одним литром воды и выливают в верхнюю камеру 1, после чего волокнистая масса через сетчатый цилиндр 3 стекает (при удалении клапана 4 в сосуде 2) в два мерных цилиндра 5 или 6. Если помол содержит в основном длинные нерасщепленные волокна, сток воды идет медленно через узкую трубку 6, если в помоле в основном короткие расщепленные волокна, вода быстро стекает через широкое отверстие 5. Количество воды, вылившееся через боковую трубку с широким отверстием, служит мерой степени помола массы (разность между всем количеством воды и количеством, прошедшим в отверстие 6, равная 10е-5 м³, соответствует 1° ШР). Степень помола нужно определять при 20° С (при повышении температуры воды степень помола снижается, и наоборот). Прибор СР-2 мало чувствителен в области малых значений градуса помола (от 8 до 20°ШР).

Следующим, чрезвычайно важным этапом в изготовлении ГГ, влияющим на их параметры и качество звучания, является процесс отлива и прессования диффузоров, который происходит следующим образом: После окончания размола бумажная масса подается в баки для хранения, где она перемешивается, причем поддерживается постоянная ее концентрация. Из баков масса перекачивается в отливную ванну на котором смонтирован опускноподъемный механизм с закрепленной на нем отливочной головке, состоящей из вакуумного резервуара (1), подсетника (2), металлической сетки (3), повторяющей форму отливаемого диффузора, прижимного кольца (4). Вакуумный резервуар имеет форму цилиндра, в основании его находится патрубок (5) от вакуумного насоса. Подсетник изготовляют из повторяющего форму диффузора антикоррозийного твердого материала (стали, латуни, меди, алюминия); он имеет сквозную перфорацию в виде круглых отверстий, располагающихся по спирали или форму отливаемого диффузора (с учетом сетки). Масса в отливной ванне постоянно перемешивается. При погружении с помощью механизма отливной головки в бак волокна размолотой и разваренной в воде целлюлозы под действием принудительного вакуумного отсоса оседают на мелкой сетке и формируют структуру диффузора. Регулируя плотность вакуума, можно менять скорость осаждения волокон на сетку и тем самым массу диффузора, распределение толщины и плотности по образующей диафрагмы. От времени нахождения отливной головки в ванне также зависти масса изделия.

Поскольку толщина и плотность диффузора пропорциональны числу отверстий на единицу площади, то количество отверстий на подсетнике выше (или их диаметры больше) у нижнего основания конуса и меньшие у подвеса. Размеры ячеек сетки также оказывают большое влияние на свойства диффузоров, и в процессе разработки их подбирают для каждого типа.

Затем, выполняется горячее прессование: для этого заготовка диффузора с сеткой устанавливается в прессформу, состоящую из пуансона и матрицы, нагретые до температуры 200-250 градусов. Форма пуансона и матрицы точно повторяет форму диффузора.

К основным параметрам технологического процесса отлива и прессования диффузоров, оказывающим наибольшее влияние на электроакустические характеристики ГГ, относятся: концентрация бумажной массы; величина вакуума; конфигурация подсетника (число, величина, форма и расположение отверстий); параметры рабочей сетки (размеры ячеек, материал); способ отлива (конструкция автоматов отлива, последовательность операций, опрессовки и т. д.); температура, время, давление прессования. Как влияют эти параметры на электроакустические характеристики, устанавливается в ходе многочисленных исследований, которые проводятся постоянно.

Режим опрессовки также влияет на уровень звукового давления и на формы получаемых при этом частотных характеристик, поэтому в процессе разработки производится подбор оптимального соотношения времени, температуры и давления прессования.

После изготовления диффузора производится влагозащитная пропитка методом окунания в специальный раствор, например полиизобутилена.

В готовых диффузорах подвергается стопроцентному контролю: вес, резонанс (для диффузоров с подвесами), внешний вид на просвет (с целью определить, насколько равномерно распределяется масса материала по поверхности диффузора).

Шайбы и подвесы из ткани.

Процесс изготовления центрирующих шайб заключается в горячем прессовании их из предварительно пропитанных и высушенных тканей. Ткань пропитывается в специальной установке, состоящей из камеры с раствором, валков, сушильной печи и специальных кассет с барабанами. С последних сматывается непропитанная ткань и после окончания пропитки пропитанная и разрезанная на нужную ширину ткань наматывается снова на барабаны.

В качестве пропиточного состава используется, в основном, раствор бакелитового лака в спирте с различной плотностью, в зависимости от материала и типоразмера ГГ, плюс - касторовое масло 1...2%. Для некоторых типов ткани перед пропиткой подвергаются стирке (расшлихтовке) и сушке. Процесс предварительной обработки тканей оказывает существенное влияние на однородность и воздухопроницаемость материала, а следовательно, и на нелинейность упругих характеристик, полученных из них центрирующих шайб.

На физикомеханические параметры используемых для центрирующих шайб материалов (модуль Юнга, коэффициент затухания, плотность) влияет состав и концентрация пропитки, режимы предварительной стирки, пропитки и сушки.

Резиновые подвесы.

Резина поступает на производство в виде толстых пластин, затем ее подвергают ряду механических обработок: на резальной машине сырье нарезают на заготовки, затем пропускают через вальцы с целью получения листов требуемой толщины в зависимости от типоразмера громкоговорителя. Далее резину разрезают на прямоугольные шнуры, которые укладывают в, предварительно нагретые до 145...150° С, прессформы. Для улучшения формования деталей применяется двухтрехкратная подпрессовка, первая производится при меньшем давлении, вторая - при большем. Прессформа обрабатывается кремнийорганической жидкостью. Технологические режимы опрессовки зависят от марки резины. Для ускорения времени вулканизации в сырую резину иногда добавляют специальные ускорители, что позволяет сократить время вулканизации почти в 4 раза. После опрессовки готовые подвесы обрубаются по внешнему и внутреннему контуру на вырубном штампе и проверяются по массе и внешнему виду.

Пенополиуретановые подвесы.

Для производства подвесов листовой пенополиуретан (ППУ) окрашивается, как правило, черным дисперсным красителем в водном растворе (концентрация примерно 5 г/л) с добавками уксусной кислоты, температура раствора 60...700 С, время выдержки 10...15 мин. Затем он промывается, сушится на воздухе и опрессовывается в прессформах: температура 160...170° С, давление 100...150 кг/см². Одновременно с опресеовкой происходит обрубка по внешнему и внутреннему контуру. Нарушение режимов опрессовки приводит к потере формы подвесов, нарушению стабильности работы ГГ.

Однако, в данное время для изготовления подвесов используется материал, в котором краситель введен уже на этапе реакции изготовления пенополиуретана.

Формы образующей.

В конструкциях низкочастотных громкоговорителей широкое применение нашли подвесы тороидальной, S-образной, синусоидальной форм и др. Подвесы тороидальной формы позволяют обеспечить более низкую резонансную частоту и большие смещения. S-образные применяться в мощных низкочастотных громкоговорителях, так как они обеспечивают большую симметричность упругих характеристик при более низкой резонансной частоте, чем тороидальные.

Для центрирующих шайб низкочастотных громкоговорителей применяют, в основном, гофрированные элементы синусоидальной или пильчатой формы с постоянной и переменной гофрировкой. В технологических целях для разнесения плоскостей приклейки к диффузору и держателю изготавливаются мостиковые шайбы.

Использованы материалы книги
"Электродинамические громкоговорители" И.А. Алдошиной.

Обсудить на форуме