Введение. Вибрация сверлильно-фрезерно-расточных станков снижает надёжность оборудования, повышает уровень производственного шума и влияет на безопасность операторов. В литературе широко представлены источники колебаний, механизмы демпфирования и методы измерения вибрационных характеристик, а нормативными документами установлены допустимые уровни виброускорения и виброскорости. Вместе с тем недостаточно изучены частотные зависимости коэффициентов потерь колебательной энергии отдельных узлов станка, необходимые для инженерного прогнозирования вибрации. Цель настоящей работы — оценка коэффициентов потерь колебательной энергии в элементах многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков и анализ их влияния на уровень вибрации, воздействующей на оператора, для обоснования мероприятий по повышению безопасности труда. Для достижения этой цели были проведены измерения в октавных полосах, применен регрессионный анализ данных и выбраны зависимости с наименьшим среднеквадратическим отклонением.

Материалы и методы. В ходе работы был применен комплексный подход, сочетающий экспериментальные измерения и методы математической обработки данных. Эксперименты проводились на специальном стенде и непосредственно на станке с использованием динамометрического молоточка для возбуждения колебаний. Регистрация виброускорения осуществлялась в октавных полосах частот современной измерительной аппаратурой. Коэффициенты потерь колебательной энергии (η) рассчитывались по модифицированной формуле, учитывающей уровни виброускорения. Для обобщения экспериментальных данных и построения прогнозных моделей использовался регрессионный анализ на основе аппроксимации нелинейными функциями и полиномами разных степеней. Качество аппроксимации оценивалось по критерию минимального среднеквадратического отклонения.

Результаты исследования. Экспериментально установлено, что коэффициенты потерь для корпусных деталей из чугуна в диапазоне частот от 125 до 8000 Гц варьируются в пределах (7,8–8,8) ·10–3, демонстрируя слабую частотную зависимость. Для инженерных расчетов может быть принято постоянное значение η ≈ 8·10–3. Регрессионный анализ показал, что наилучшей аппроксимирующей зависимостью для корпуса редуктора является полином шестого порядка. Для узлов резания получены частные зависимости: при растачивании и сверлении наилучшее соответствие обеспечивает полином седьмого порядка, а для узла фрезерования — полином пятого порядка. Разработанные математические модели с высокой точностью описывают поведение коэффициентов потерь в исследуемом частотном диапазоне.

Обсуждение. Анализ результатов подтверждает, что диссипативные свойства конструкционных элементов станка не являются постоянными и существенно зависят от типа технологической операции и частотного диапазона. Выявленные аналитические зависимости позволяют перейти от точечных оценок на фиксированных частотах к непрерывному прогнозированию потерь энергии, что критически важно для анализа динамического поведения станка на собственных частотах колебаний. Это открывает возможности для целенаправленного проектирования: зная частотный спектр наиболее опасных с точки зрения вибрации режимов, можно оптимизировать демпфирование именно в этих областях, например, за счет выбора материалов с повышенным внутренним трением или за счет применения композитных вибропоглощающих покрытий в определенных зонах конструкции.

Заключение. Проведенное исследование позволило получить инструментарий для количественной оценки коэффициентов потерь колебательной энергии основных источников вибрации многоцелевых станков. Практическая значимость работы заключается в возможности использования выведенных регрессионных зависимостей при разработке алгоритмов активного и пассивного контроля вибрации, проектировании демпфирующих систем и выборе материалов. Внедрение в практику данных наработок позволит снизить уровни шума и вибрации в рабочих зонах, минимизировать риск профессиональных заболеваний операторов и повысить общую безопасность труда, одновременно способствуя увеличению ресурса оборудования за счет снижения вибрационных нагрузок на его элементы. Результаты могут быть полезны при создании алгоритмов контроля вибрации, что позволит значительно снизить уровень шума и вибрации на рабочих местах.