目前影響工人健康、嚴(yán)重污染環(huán)境的十大工業(yè)噪聲源,它們是風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)電機(jī)、柴油機(jī)、織機(jī)、沖床、圓鋸機(jī)、球磨機(jī)、高壓放空排氣以及鑿巖機(jī)。
這些噪聲源設(shè)備,普遍使用于各工業(yè)部門,產(chǎn)生的聲級(jí)高,影響面大。我國在控制這些噪聲問題方面,雖已積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)但仍存在許多實(shí)際問題,尚待研究解決。
風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)的消聲器,國內(nèi)目前已有較成熟的系列產(chǎn)品。但是在大型消聲器,尤其是耐腐蝕、防塵埃、耐水氣等特殊類型的消聲器方面,尚有許多工作需要深入進(jìn)行。低噪聲風(fēng)機(jī)雖有一些產(chǎn)品出現(xiàn),但這方面的工作,在我國也僅僅算是一個(gè)開端。
電機(jī)噪聲的系列消聲隔聲罩,在我國也已有生產(chǎn),但對于大型電機(jī)的降噪,以及從聲源上降低電機(jī)的噪聲,也尚待進(jìn)一步深入下去。
在石油輸送管道系統(tǒng)以及其它一些地方,大型柴油機(jī)噪聲問題仍然嚴(yán)重存在,需要解決。研制隔聲性能與散熱性能元?dú)鈨?yōu){帶高效消聲器}、使用方便的隔聲罩,是問題的關(guān)鍵。
近些年來,我國在有梭織機(jī)噪聲控制上已取得許多經(jīng)驗(yàn)。不少單位采取各種措施,在單機(jī)上可獲得10dBA的降噪效果。問題在于這些技術(shù)措施目前尚很難全面推廣。深入對已取得效果的各項(xiàng)措施進(jìn)行分析、篩選和改進(jìn),并探討控制織機(jī)噪聲危害的其它途徑,是當(dāng)務(wù)之急。
沖床噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及控制途徑,近十多年來,在國內(nèi)有了一些新的突破。沖床噪聲影響面大,但目前國內(nèi)只有少數(shù)一些地方開展了降噪工作,許多實(shí)際問題尚待解決。
圓鋸機(jī)產(chǎn)生的噪聲一般在100dBA以上.木材加工行業(yè)發(fā)生的斷指事故,常與此噪聲密切有關(guān).國內(nèi)自八十年代以來,對圓鋸機(jī)降噪進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,其結(jié)果表明,通過對鋸片開適當(dāng)?shù)臏p振槽,在鋸片上貼阻尼片以及對機(jī)組施用隔聲罩待綜合措施,可導(dǎo)致圓鋸在工作時(shí)整機(jī)噪聲的明顯降低.
對于球磨機(jī)噪聲,目前國內(nèi)有一些部門采用橡膠襯板的方法,或?qū)η蚰C(jī)筒體采用阻尼隔聲層包扎方法,或?qū)η蚰C(jī)施用隔聲罩方法來降噪,取得一定的效果.但同樣在使用上,仍然存在不少問題,值得探討解決.
對于高壓放空排氣噪聲,目前,國內(nèi)多采用多孔擴(kuò)散消聲器或小孔消聲器.多孔擴(kuò)散消聲器是根據(jù)氣流通過多孔裝置擴(kuò)散后速度降低的原理而設(shè)計(jì)的制造的一種消聲器.小孔消聲器是根據(jù)移頻原理設(shè)計(jì)制造的一種消聲器.這兩種消聲器對降低高壓放空排氣噪聲都很有效.目前國內(nèi)已有這方面不同規(guī)格的產(chǎn)品.值得深入做的工作是,在調(diào)研已有相當(dāng)數(shù)量成功的消聲器的基礎(chǔ)上,將此類型消聲器的設(shè)計(jì)工作進(jìn)一步規(guī)范化.
風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)噪聲在礦山井下高達(dá)120dBA,甚至更高,對操作工人危害很大.其噪聲頻譜較寬,主要呈中低頻性.主要噪聲源是:
⒈排氣噪聲;
⒉活塞撞擊釬尾及釬頭撞擊巖石產(chǎn)生的撞擊聲;
?、筹L(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)零部件間的撞擊、磨擦以及機(jī)件振動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲。其中排氣噪聲為主要成分。
解決風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)噪聲的途徑在于,研制高效的排氣消聲器,并對機(jī)械性噪聲采取有效的減振阻尼措施。對于多機(jī)鑿巖臺(tái)車,應(yīng)設(shè)隔聲操作室。
本文逐項(xiàng)評述了上述噪聲源產(chǎn)生噪聲的機(jī)理、控制方法、目前所達(dá)到的水平以及存在的問題。
隨著信號(hào)分析處理技術(shù)、聲強(qiáng)測量技術(shù)在我國獲得深入應(yīng)用以及新型降噪材料和新型噪控裝置的不斷出現(xiàn),上述十大工業(yè)噪聲源的控制水平在九十年代可望進(jìn)入更高的層次。
一.風(fēng)機(jī)噪聲及其控制技術(shù)
風(fēng)機(jī)噪聲的頻譜是復(fù)合譜,是葉片通過頻率與寬帶空氣動(dòng)力性噪聲成分的迭加。葉片通過頻率由下式確定:
fn=Nbn/60赫
式中:
B-----葉片數(shù)
N-----通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù),轉(zhuǎn)/分
n-----諧音序數(shù):n=1(基頻),n=2(第二諧音)
風(fēng)機(jī)噪聲的聲級(jí),不僅與其風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有關(guān),而且還同其工作狀態(tài)(由全壓和風(fēng)量決定)有關(guān)。不同系列、不同型號(hào)的風(fēng)機(jī),其聲級(jí)是不一樣的。同一風(fēng)機(jī),在不同工況下,其聲級(jí)也是不同的。風(fēng)機(jī)工作在最高效率點(diǎn)時(shí),聲級(jí)往往取量低值。
為了更好表征風(fēng)機(jī)的噪聲性能,出現(xiàn)了比A級(jí)這個(gè)概念。比A聲級(jí)是指通風(fēng)機(jī)在單位流量(1米/分)和單位全壓(1毫米水柱)下所產(chǎn)生的A聲級(jí)。同一風(fēng)機(jī)在不同工況下的比A聲級(jí)是不同的。在最高效率點(diǎn)上,比A聲級(jí)取量低值。不同系列的風(fēng)機(jī)在額定工況下的比A聲級(jí)表征了該系列風(fēng)機(jī)噪聲級(jí)的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。所以目前國內(nèi)外多采用比A聲級(jí)作為風(fēng)機(jī)噪聲的限值指標(biāo)。同一系列不同型號(hào)的風(fēng)機(jī),其比A聲級(jí)大體相近。風(fēng)機(jī)加工精度愈高,氣動(dòng)性能愈好,比A聲級(jí)愈低。
一般來說,前向葉片離心風(fēng)機(jī),其比A聲級(jí)低于2dBA;后向板型葉片離心通風(fēng)機(jī),低于30dBA機(jī)翼型葉片離心風(fēng)機(jī),低于25dBA;軸流通風(fēng)機(jī),低于38bBA。在不同工況下,通風(fēng)機(jī)噪聲的聲級(jí)由下式確定:
LA=LSA+10LgQPdBA
式中:
La----風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口(或出氣口)的A聲級(jí),dBA;
Lsa----風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口(或出氣口)的比A聲級(jí),dBA;
Q----風(fēng)量,米3/分;
P----風(fēng)機(jī)全壓,毫米水柱.
控制風(fēng)機(jī)噪聲的常用方法是在風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出口處安裝阻性消聲器。對于有更高降噪要求的場合,可以采用消聲隔聲箱,并在機(jī)組與地基之間安置減震器。采取上述方法,一般可獲得明顯的降噪效果。
國內(nèi)現(xiàn)已有許多噪聲控制設(shè)備廠,可提供各類風(fēng)機(jī)的消聲噪器、消聲隔聲箱及減震器。風(fēng)機(jī)的噪聲問題,從技術(shù)上來講,在我國基本上已可得到有效的控制,而且低噪聲風(fēng)機(jī)也已開始出現(xiàn)。
但是,對于有特殊要求的風(fēng)機(jī)消聲器,如要求防水、防潮、耐高溫或防塵等,尚有許多研究工作值得開展。
二.空壓機(jī)噪聲及其控制技術(shù)
空壓機(jī)也是量大面廣的通用機(jī)械產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、礦山、冶金、化工及建筑等部門。它產(chǎn)生的噪聲級(jí)高,影響面寬,也已成為危害工人健康和污染環(huán)境的重要噪聲源之一。從生產(chǎn)制造部門來說,解決空壓機(jī)噪聲問題可進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭能力,從使用部門來講,解決空壓機(jī)噪聲問題,可大大有助于改善環(huán)境和減少工人受噪聲的危害。
空壓機(jī)噪聲需要控制,而且現(xiàn)在國內(nèi)也已有較成熟的辦法來控制它。
空壓機(jī)的噪聲是由氣流噪聲(主要通過進(jìn)、排氣口向外輻射)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件撞擊、磨擦產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲以及包括電動(dòng)機(jī)或些油機(jī)所產(chǎn)生的噪聲組成。
一般固定用的容積式壓縮機(jī),周期性的進(jìn)、排氣所引起的空氣動(dòng)力噪聲是整機(jī)噪聲的主要成分。這種噪聲一般比機(jī)械噪聲高水平5∽10dBA。對于往復(fù)式壓縮機(jī)(容積式)。由于轉(zhuǎn)速較低,整機(jī)噪聲一般是低頻性;對于螺桿式壓縮機(jī)(容積式),轉(zhuǎn)速較高,整機(jī)噪聲一般是呈中、高頻性;而由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式壓縮機(jī),柴油機(jī)的噪聲則是主要噪聲源,其噪聲一般為低、中頻性,而且它的噪聲級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過壓縮機(jī)本身的噪聲。
在我國,移動(dòng)式以排量6、9、12米3/分和固定式L型10、20、40米3分六種產(chǎn)品在各廠礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。因此考慮解決這六種產(chǎn)品的噪聲問題,將在相當(dāng)程度上解決了空壓機(jī)的噪聲問題。當(dāng)然,在這六種產(chǎn)品上施用的有效噪聲控制措施,也完全適用于其它排量的空壓機(jī),并且同樣可取得滿意的效果。
未加降噪措施,固定L型往復(fù)式空壓機(jī)(排量10、20、40米3/分),離機(jī)組1米處,噪聲級(jí)為88∽95dBA;螺桿式空壓機(jī)(排量10、20米3/分),離機(jī)組1米處,噪聲級(jí)為95∽105dBA;移動(dòng)式空壓機(jī)(排量6、9、12米3/分),離機(jī)組1米處,噪聲平均為100∽105dBA。