沖床噪聲問題及解決辦法

設備維護 · 發表于 2010-2-23 10:38:33

沖床噪聲問題及解決辦法
關鍵詞：沖床噪聲；空載噪聲；負載噪聲；降噪量；解決辦法；
隨著工業生產的發展，噪聲對環境的污染及對人類的危害也日益嚴重。沖壓噪聲是主要的工業噪聲源之一。沖床沖壓噪聲的產生與傳播途徑多樣，影響因素很多。本文將對沖床噪聲的產生原因作簡單的分析，并結合實際提出一些應對措施。
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載噪聲。空載噪聲是沖床空載運轉噪聲，它包括電動機噪聲、工作機構間隙產生的沖擊噪聲、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。負載噪聲是沖床沖壓時產生的噪聲，在相同的沖床上采用不同的沖壓工藝（如沖裁，拉深，彎曲）加工同樣材料所產生的噪聲不一致。
（一）空載噪聲
1．離合器噪聲。當離合器結合時，不少沖床都會發生“叮當”聲。這是滑塊、連桿在往復運動時的慣性力和曲軸的回轉質量的離心力產生碰撞發出的間斷聲響。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。離合器有剛性的和摩擦式的兩種，其中轉鍵式在中小噸位沖床上應用最廣，噪聲相對較高，噪聲是由一系列的撞擊所引發的。
2．工作機構間隙噪聲。沖床的曲柄連桿滑塊機構共有三對摩擦副：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，必然要帶來強烈的撞擊，這種噪聲頻帶寬，高頻部分強。間隙越大，噪聲越高。另外，間隙一定時，滑塊行程次數越高，噪聲比例升高。
3．電動機噪聲。做為動力源，電機工作時產生的噪聲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、轉速等有關。電機的電磁噪聲，主要是由交變電磁場相互作用激發轉子和定子振動產生的。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運動部件的非平衡力激發產生的噪聲和一些零部件振動時產生的噪聲。
引起負荷運轉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．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。
2．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，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，隨著撞擊速度的增加撞擊聲也隨之升高，如圖1所示。碰撞噪聲與其后發生的材料斷裂聲可分別測得，這一測量方法已付諸實施。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到一樣大小。
下面以沖裁為例，分析沖裁噪聲的產生。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，由于機身及其它受力構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釋放出來，將激起機身及各部件的振動，使部件間產生沖擊，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。
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計規范標準尺寸時，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
工業噪聲對環境是一種污染，沖壓噪聲據實測結果都遠遠超標并超過人的聽覺限度，它直接危害人的健康。長期在噪聲環境中工作使人煩躁不安、產生“聲音催眠”效應，使人精神委靡不振。一定強度的持續噪聲，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“職業性耳聾”，這是長期處在噪聲環境中工作，內耳受損所致。
強烈的噪聲，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7 ～13HZ，內臟為4 ～6HZ，頭部為8～12HZ，這些固有頻率剛好在次聲波頻帶內，所以沖壓工人在強烈噪聲環境中工作，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務之急。
三、噪聲的應對措施
由于噪聲治理方案必須兼顧車間內外工人和廠外環境，因此必須根據實際情況采取綜合性的多種治理方法。
（一）消除工作機構噪聲
機械式沖床常用曲柄滑塊式的傳動機構，為了減少間隙，軸承應按規定要求安裝，裝配的配合間隙要適當。因運動而增大間隙，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，甚至也可用高強度非金屬代替部分金屬部件。
（二）改進機床結構
將系列開式雙柱固定臺壓力機和系列開式雙拄可傾壓力機改用摩擦離合器。沖床的傳動系統多用正齒輪傳動，開動沖床齒輪嚙合就會發出聲響，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，推薦使用簡易機械手或傾斜床身15°以上，使沖件自動下落到零件箱。
（三）改進模具結構
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，剪切角越大，沖切時間也隨之增加，噪聲級降低量也相應增大，剪切角與降噪量之關系，最佳剪切角以8°～10°為宜。
厚板沖孔、落料沖裁模，可采用沖擊限位沖裁，即在模具上設計限位塊或限位柱，并在其沖擊接觸面設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）設置吸音、減振裝置
把沖床的飛輪及其傳動系統加罩殼封閉起來，能顯著降低傳動部分的噪聲。對于功率大、噪聲高的電動機還應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外側，裝活動防護柵或隔音罩。如果在模具外裝上隔音罩，罩內壁再貼上吸聲材料，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）噪聲的個人防護
用防護藥棉、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整生產組織形式，以縮短工人在大噪聲場的暴露時間。如每個工作日調換幾次工位或每兩小時加一次工間休息，使聽覺松弛與恢復，以減少噪聲的危害。
（六）合理布置廠房
一般沖壓車間的沖床多采用機群式布置，除專用件沖壓生產線、多機聯動自動線外，經常將沖床按噸位分組成群排列。為了消減噪聲，便于作業，按噸位分組的每組沖床數應不超過5臺，組與組之間至少空一排機床位置作為緩沖地帶，平?？蔀榱慵涞亩褕?。中小型機械壓力機，前后間距不少于1～1.5m，左右間距應平均大于1m。每臺沖床占有車間有效生產面積12～15m2較為適宜。

大蘿卜 · 發表于 2010-2-24 09:05:49

沒有圖？能否將圖也貼上來，謝謝！

有牟有 · 發表于 2011-12-5 15:15:55

沖床噪音確實很大啊

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