沖床噪聲分析及應(yīng)對措施.doc

沖床噪聲分析及應(yīng)對措施隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，噪聲對環(huán)境的污染及對人類的危害也日益嚴(yán)重。沖壓噪聲是主要的工業(yè)噪聲源之一。沖床沖壓噪聲的產(chǎn)生與傳播途徑多樣，影響因素很多。本文將對沖床噪聲的產(chǎn)生原因作簡單的分析，并結(jié)合實(shí)際提出一些應(yīng)對措施。一、沖壓噪聲的來源分析沖床噪聲主要可分為空載噪聲和負(fù)載噪聲?？蛰d噪聲是沖床空載運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，它包括電動機(jī)噪聲、工作機(jī)構(gòu)間隙產(chǎn)生的沖擊噪聲、離合器與齒輪撞擊噪聲等。其中，主要是離合器和齒輪的撞擊噪聲。負(fù)載噪聲是沖床沖壓時產(chǎn)生的噪聲，在相同的沖床上采用不同的沖壓工藝（如沖裁，拉深，彎曲）加工同樣材料所產(chǎn)生的噪聲不一致。（一）空載噪聲1電動機(jī)噪聲。做為動力源，電機(jī)工作時產(chǎn)生的噪聲包括電機(jī)繞組的電磁噪聲、空氣動力噪聲及機(jī)械噪聲。電機(jī)噪聲的聲壓級與電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。電機(jī)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(jī)的空氣動力噪聲主要是冷卻風(fēng)扇噪聲，對于相當(dāng)多的電機(jī)，冷卻風(fēng)扇噪聲是主要噪聲源。機(jī)械噪聲主要包括一些旋轉(zhuǎn)運(yùn)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。2工作機(jī)構(gòu)間隙噪聲。沖床的曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)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需要，它們之間不可避免存在間隙。它們之間彼此的移動，從自由移動過渡到接觸移動時，必然要帶來強(qiáng)烈的撞擊，這種噪聲頻帶寬，高頻部分強(qiáng)。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。3離合器噪聲。當(dāng)離合器結(jié)合時，不少沖床都會發(fā)生“叮當(dāng)”聲。這是滑塊、連桿在往復(fù)運(yùn)動時的慣性力和曲軸的回轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力產(chǎn)生碰撞發(fā)出的間斷聲響。影響離合器噪聲因素有：離合器接合時受到的沖量的大小，在質(zhì)量一定的條件下決定于沖擊速度的高低；還與接觸材料本身的剛度和阻尼特性有關(guān)。離合器有剛性的和摩擦式的兩種，其中轉(zhuǎn)鍵式在中小噸位沖床上應(yīng)用最廣，噪聲相對較高，噪聲是由一系列的撞擊所引發(fā)的。引起負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的原因有刀具與工件或卸料板與坯料間的撞擊、沖壓工藝過程的扭擊與沖剪。其中沖壓過程的扭擊與沖剪噪聲最大。1扭擊噪聲。同類沖床的扭擊噪聲與沖壓部件的板厚、硬度、幾何形狀、錘擊速度、沖模間隙等因素有關(guān)，噪聲隨這些量值增大而提高。沖床工作時，沖頭與板料及卸料板與坯料的碰撞沖擊大大增強(qiáng)，隨著撞擊速度的增加撞擊聲也隨之升高，如圖1所示。碰撞噪聲與其后發(fā)生的材料斷裂聲可分別測得，這一測量方法已付諸實(shí)施。在同一臺沖床上，沖裁厚、硬料比沖裁薄、軟料的噪聲大。對于厚的延展性板料，撞擊噪聲與斷裂聲達(dá)到一樣大小。2沖剪噪聲。沖壓工藝工序不同，噪聲差別很大。板料沖裁要比彎曲、拉深的噪聲大，而壓印、壓波、翻邊、彎曲、拉深等成形工序的噪聲較小。下面以沖裁為例，分析沖裁噪聲的產(chǎn)生。沖裁過程大致可分為彈性變形，塑性變形和斷裂分離三個階段。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(jī)身及其它受力構(gòu)件的變形而積蓄了彈性能。當(dāng)沖頭進(jìn)入板料約一半厚度時，沖裁力達(dá)到最大值。板材的突然斷裂使沖頭突然失荷，機(jī)身等積蓄的彈性能在極短時間內(nèi)釋放出來，將激起機(jī)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(dāng)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。除以上的分析之外，沖床的間距，包括與左右、前后沖床的間隔小于工廠設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)尺寸時，沖壓噪聲將增大。安裝沖床的密度過大，噪聲將大幅度地增大。沖壓車間凈空間不能太小，屋架下弦標(biāo)高低于4米，會增大噪聲折射混響，加大噪聲。二、沖床噪聲的危害工業(yè)噪聲對環(huán)境是一種污染，沖壓噪聲據(jù)實(shí)測結(jié)果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)并超過人的聽覺限度，它直接危害人的健康。長期在噪聲環(huán)境中工作使人煩躁不安、產(chǎn)生“聲音催眠”效應(yīng)，使人精神委靡不振。一定強(qiáng)度的持續(xù)噪聲，傷害人的聽覺，輕者造成耳沉，重者引起耳聾，這就是“噪聲性耳聾”，亦稱“職業(yè)性耳聾”，這是長期處在噪聲環(huán)境中工作，內(nèi)耳受損所致。強(qiáng)烈的噪聲，極易形成差拍型次聲波，作用于人的軀體。有資料表明人體各部位都存在固有頗率，身體為713HZ，內(nèi)臟為46HZ，頭部為812HZ，這些固有頻率剛好在次聲波頻帶內(nèi)，所以沖壓工人在強(qiáng)烈噪聲環(huán)境中工作，常有頭昏腦脹、惡心和心悸之感。若噪聲波及到附近，會影響別人的休息及降低他人的工作效率。這類噪聲在噪聲控告事件中已居首位，不少廠區(qū)廠群矛盾已趨劇化。降低沖床噪聲已成為噪聲控制工程中的當(dāng)務(wù)之急。三、噪聲的應(yīng)對措施由于噪聲治理方案必須兼顧車間內(nèi)外工人和廠外環(huán)境，因此必須根據(jù)實(shí)際情況采取綜合性的多種治理方法。（一）消除工作機(jī)構(gòu)噪聲機(jī)械式?jīng)_床常用曲柄滑塊式的傳動機(jī)構(gòu)，為了減少間隙，軸承應(yīng)按規(guī)定要求安裝，裝配的配合間隙要適當(dāng)。因運(yùn)動而增大間隙，軸承處可使用粘度較高的潤滑油，以增大阻尼，可使沖床的空載噪聲下降。還可在金屬薄板上粘貼阻尼層，金屬件相互撞擊部位墊入橡膠、塑料或其它防振墊層，并用螺栓等加以緊固，甚至也可用高強(qiáng)度非金屬代替部分金屬部件。（二）改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)將系列開式雙柱固定臺壓力機(jī)和系列開式雙拄可傾壓力機(jī)改用摩擦離合器。沖床的傳動系統(tǒng)多用正齒輪傳動，開動沖床齒輪嚙合就會發(fā)出聲響，如果改用斜齒或人字齒輪傳動，就可基本上消除這種摩擦噪聲。盡量少用或不用高壓壓縮空氣吹卸沖件，推薦使用簡易機(jī)械手或傾斜床身15以上，使沖件自動下落到零件箱。（三）改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)用斜口模具代替平口模，利用刀口的斜面，使板料逐漸分離，從而延遲了沖切時間，可起到一定降噪效果。降噪聲與剪切角有關(guān)，剪切角越大，沖切時間也隨之增加，噪聲級降低量也相應(yīng)增大，圖2為剪切角與降噪量之關(guān)系，最佳剪切角以810為宜。厚板沖孔、落料沖裁模，可采用沖擊限位沖裁，即在模具上設(shè)計(jì)限位塊或限位柱，并在其沖擊接觸面設(shè)置加厚的聚氮酚之類的彈性板，能獲得很好的消振減噪效果。合理地選擇沖模的徑向百分比間隙，沖模百分比間隙對材料斷裂形式和受力特性都有較大的影響。間隙較小時，噪聲級較低。（四）設(shè)置吸音、減振裝置把沖床的飛輪及其傳動系統(tǒng)加罩殼封閉起來，能顯著降低傳動部分的噪聲。對于功率大、噪聲高的電動機(jī)還應(yīng)配置局部隔聲罩或封閉式隔聲罩。在沖床滑塊下部或模具工作區(qū)外側(cè)，裝活動防護(hù)柵或隔音罩。如果在模具外裝上隔音罩，罩內(nèi)壁再貼上吸聲材料，消減噪聲效果更為顯著?？梢栽跊_壓車間沖床機(jī)群的上方屋架下弦吊吸音板，建吸音天棚和吸音墻，還可使用活動吸音屏。安裝沖床時，在裝地腳螺釘部位安放減震墊。模具內(nèi)可裝置緩沖器，如橡膠類、金屬彈簧、空氣彈簧、液壓緩沖器等，其中以液壓效果為佳。（五）合理布置廠房一般沖壓車間的沖床多采用機(jī)群式布置，除專用件沖壓生產(chǎn)線、多機(jī)聯(lián)動自動線外，經(jīng)常將沖床按噸位分組成群排列。為了消減噪聲，便于作業(yè)，按噸位分組的每組沖床數(shù)應(yīng)不超過5臺，組與組之間至少空一排機(jī)床位置作為緩沖地帶，平?？蔀榱慵涞亩褕?。中小型機(jī)械壓力機(jī)，前后間距不少于11.5m，左右間距應(yīng)平均大于1m。每臺沖床占有車間有效生產(chǎn)面積1215m2較為適宜。（六）噪聲的個人防護(hù)用防護(hù)藥棉、防聲棉、橡膠耳塞、塑料耳塞把耳朵塞上，防止或消減噪聲對人體聽覺的危害。還可佩戴防聲耳罩，可以把整個耳輪和外耳道全部罩蓋上，不僅隔聲效果好，而且沒有異常感覺。如果把耳塞與耳罩組合使用，其隔音效果更佳。除以上提出的措施外還可調(diào)整生產(chǎn)組織形式，以縮短工人在大噪聲