2.沖裁工藝噪聲
??? 沖剪過程中,材料因剪切而斷裂,由此導致沖頭突然卸荷,所形成的聲音稱為沖剪噪聲。沖床被激勵產(chǎn)生振動,并引起機身和聲輻射和地面振動。沖裁時,沖頭一旦接觸金屬板料,沖裁力開始增加。與此同時,由于機身及其它受力構(gòu)件的變形而積蓄了彈性能。當沖頭進入板料約一半厚度時,沖裁力達到最大值。板材的突然斷裂使沖頭突然失荷,機身等積蓄的彈性能在極短時間內(nèi)釋放出來,將激起機身及各部件的振動,使部件間產(chǎn)生沖擊,與此同時,滑塊以相當大的速度下沖,引起滑塊周圍空氣的壓力擾動,從而輻射噪聲。前者激發(fā)的噪聲稱振鳴噪聲,后者引起的噪聲為加速度噪聲。由分析可知,振鳴噪聲與引起機身等構(gòu)件振動的沖裁力—時間歷程有關(guān)。此外,沖裁噪聲還包括板料斷裂聲、沖頭與板料的撞擊聲及兩者接觸時的空氣擠出聲共5種噪聲。
3.電動機噪聲
??? 做為沖床的動力源,電機工作時也產(chǎn)生噪聲,它包括電機繞組的電磁噪聲,空氣動力噪聲及機械噪聲。電機噪聲的聲壓級與電機的功率、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。
??? 電機的電磁噪聲,主要是由交變電磁場相互作用激發(fā)轉(zhuǎn)子和定子振動產(chǎn)生的。電磁噪聲一般為高頻噪聲。電機的空氣動力噪聲主要是冷卻風扇噪聲,對于相當多的電機,冷卻風扇噪聲是主要噪聲源。機械噪聲主要包括一些旋轉(zhuǎn)運動部件的非平衡力激發(fā)產(chǎn)生的噪聲和一些零部件振動時產(chǎn)生的噪聲。
??電機噪聲的聲功率級可用下式計算[4]
??L=20lgW+15lgN+k3
??式中W—電機額定功率,kW
??N—電機轉(zhuǎn)速,r/min
??k3—信號頻率修正值
4.工作機構(gòu)間隙產(chǎn)生的沖擊噪聲
??? 撞擊噪聲是沖床噪聲的主要組成部分。當沖頭沖裁板料時,與板料發(fā)生撞擊,產(chǎn)生撞擊噪聲。撞擊噪聲可分為加速度噪聲和自鳴噪聲。沖頭沖擊坯料時,受到阻力而突然停止所產(chǎn)生的噪聲稱為加速度噪聲。被沖擊的坯料,由于受擊而發(fā)生振動,這一振動發(fā)出的聲音叫自鳴噪聲。
??? 傳動件間隙引起的噪聲是指沖床各連接件間存在有配合間隙,在沖擊力作用下,引起軸系的反沖、零件受激勵振動,引起聲輻射而形成的噪聲。沖床的連桿和曲軸,滑塊與連桿等連接零件組成的曲柄連桿滑塊機構(gòu)中,共有三對摩擦副:曲軸軸頸與曲軸瓦;曲柄頸與連桿大頭軸瓦;連桿小頭(球頭)與滑塊球頭座。由于制造和裝配誤差以及工作本身的需要,不可避免存在間隙。這些摩擦副之間雖然都承受交變載荷,但不一定都引起強烈的沖擊噪聲。它們之間彼此的移動,可能是有接觸的移動,也可能是無接觸的自由移動。但當從自由移動過渡到接觸移動時,必然要帶來強烈的撞擊,這種噪聲頻帶寬,高頻部分強。顯然間隙越大,噪聲越高。另外,間隙一定時,滑塊行程次數(shù)越高,噪聲比例升高。
??在沖床諸噪聲源中,沖裁噪聲和離合器噪聲是主要噪聲源。
5.齒輪嚙合噪聲
??? 沖床上大小兩個齒輪在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)節(jié)線沖擊力和嚙合沖擊力,從而激起齒輪的嚙合噪聲。節(jié)線沖擊力是由兩輪齒嚙合時齒面摩擦力方向的改變而產(chǎn)生的。如圖6所示為齒輪嚙合時摩擦力的變化情況。齒輪的接觸線在嚙合過程中沿嚙合線從A向B移動。B是節(jié)點,在接觸點由A向B的移動中,速度逐漸減小,到達B點時速度為零。而在由B向C的移動過程中相對速度方向改變。因而,B點是速度方向的轉(zhuǎn)折點。由于相對滑動,因而也存在摩擦力。摩擦力的方向隨相對速度的改變而改變。所以,B點又是摩擦力方向的轉(zhuǎn)折點。節(jié)線沖擊力與傳遞力矩,齒面間摩擦系數(shù)及相對滑動速度的大小有關(guān)。齒傳遞功率越大,齒面粗糙度越大,轉(zhuǎn)速越高,齒輪的節(jié)線沖擊力就越大。
??? 嚙合沖擊力是在齒輪運轉(zhuǎn)過程中所發(fā)生的齒與齒之間碰撞而產(chǎn)生的沖力。實際齒輪在運轉(zhuǎn)過程中要發(fā)生變形,再加上齒輪的制造安裝誤差等,使得齒輪在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生齒與齒之間相互撞擊而輻射噪聲。其中齒輪的轉(zhuǎn)速對其噪聲的影響最大。當轉(zhuǎn)速升高,輻射聲壓級隨之提高。
二、 沖床噪聲控制措施
(1)從沖床聲源處降低噪聲
a.沖床本身降噪
??? 沖床降噪的根本措施在于聲源控制。英國的理查茲(Richards)把撞擊噪聲方面的理論研究應用到?jīng)_床上,可使噪聲下降30dBA。其基本理論是,加速度噪聲等于錘子運動時所帶動的等體積的空氣所具有的動能的一半。cto/vo從1增加到10,噪聲級約可降低30dBA,c是聲速,to是錘子運動停止的時間。Vo是錘子沖擊坯料時的運動速度。用其它方法,這樣大幅度降噪是很難實現(xiàn)的。
??? 七十年代末期,國際上出現(xiàn)了新型液壓伺服沖床,沖頭能按預定的運動規(guī)律工作,使沖床噪聲大降低。
??? 沖床各傳動件間存在必不可少的配合間隙,減少間隙和防止軸系反沖的結(jié)構(gòu)形式已有應用,如曲軸連桿減緩反沖裝置等。改革現(xiàn)有傳統(tǒng)的工藝設(shè)計,對于出廠沖床并非易事,根本途徑在于改革沖床的沖擊過程。沖床降噪的技術(shù)措施有許多尚在試驗研究階段,完全成熟及全面推廣還需很長時期,因而現(xiàn)階段還應考慮其它技術(shù)措施。
b.降低模具噪聲
??? 沖模設(shè)計者往往忽略對噪聲的考慮。合理地選擇凹凸模的配合間隙,能實現(xiàn)降噪5dBA,改變凸的幾何形狀,用階梯模、斜刃模代替平口模,亦能降噪5-10dBA左右。但由于工件的幾何開頭有時很復雜,給模具加工帶來一定的困難。此外還有在模具中增加緩沖器及降低卸件噪聲等措施。
(2)從傳播途徑對沖床實施噪聲控制
??? 控制沖床噪聲對人體的危害,在傳播途徑上采取控制措施,技術(shù)革新上比較成熟,并可取得一定效果。
a. 吸聲降噪
??吸聲的目的是減弱車間內(nèi)反射聲,一般可降噪6dBA左右的降噪效果。
b. 局部隔聲
??采用加吸聲的隔聲屏、模具區(qū)域隔聲罩,能有8dBA左右的降噪效果。
c. 全封閉隔聲罩
??全封閉隔聲罩能有20dBA左右的降噪效果。罩體可作成拼裝式,一般占地面積較大。
?? ?傳播途徑中控制沖床噪聲雖是消極的治理方法,但由于簡便易行,并能收到較好的降噪效果,因而較多被采用。應用時應注意操作、維修等問題。?
企業(yè)廠房車間噪聲防護措施
1.?????? 做好前期預防
對廠區(qū)進行合理布局,保證配套的職業(yè)病防護設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入運行。從多方面做好針對噪聲危害的前期預防工作。
1.1??? 高噪聲車間與低噪聲車間、高噪聲設(shè)備與低噪聲設(shè)備隔開;
1.2??? 噪聲源于早作人員之間設(shè)置隔音、隔振防護措施
?
2.?????? 控制和消除噪聲源
降低和消除生源是最根本、最徹底的降噪措施。生產(chǎn)噪聲主要分機械噪聲和氣流噪聲2 大類。
2.1??? 降低機械噪聲:
2.1.1????????? 改進機械設(shè)計,選用高分子材料或高祖你和金代替普通鋼制造機件;
2.1.2????????? 改進設(shè)備結(jié)構(gòu),如將化纖廠拉捻機的齒輪改稱有彈性軸套的鋼齒輪,巨脲鑄造齒輪。旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備盡量選用噪聲小的傳動方式;
2.1.3????????? 改進工藝與操作方法;
2.1.4????????? 及其運行中,由于機件撞擊、摩擦或由于動平衡不好而產(chǎn)生的噪聲,可以通過改進機加工精度和機器裝配質(zhì)量的方法有效降低。
2.2??? 控制、減弱氣流噪聲
氣流噪聲指各種風機、空壓機排氣口、高壓高速管道、風動工具等產(chǎn)生的空氣動力性噪聲。鼓風機、電動機等于生產(chǎn)無直接關(guān)系的聲源可隔離或移出室外;一般風機應改進結(jié)構(gòu)形式,選擇最佳葉型、轉(zhuǎn)速,提高裝配精度和質(zhì)量以降低噪聲;高壓高速管道發(fā)生的噪聲應采取降低壓差流速、減少速度縫制的措施減輕,進氣口通道盡量保持最大面積和最短長度,清除管道中的障礙物,減少彎頭和面積突變,改變高壓高速氣流噴嘴的形狀等。