冲床噪声产生原因及应对措施

安全技术冲床噪声产生原因及应对措施 随着工业生产的进展，噪声对环境的污染及对人类的危害也日益严峻。冲压噪声是主要的工业噪声源之一。冲床冲压噪声的产生与传播途径多样，影响因素许多。本文将对冲床噪声的产生缘由作简洁的分析，并结合实际提出一些应对措施。 一、冲压噪声的来源分析 冲床噪声主要可分为空载噪声和负载噪声。空载噪声是冲床空载运转噪声，它包括电动机噪声、工作机构间隙产生的冲击噪声、离合器与齿轮撞击噪声等。其中，主要是离合器和齿轮的撞击噪声。负载噪声是冲床冲压时产生的噪声，在相同的冲床上采纳不同的冲压工艺(如冲裁，拉深，弯曲)加工同样材料所产生的噪声不全都。 (一)空载噪声 1.电动机噪声。做为动力源，电机工作时产生的噪声包括电机绕组的电磁噪声、空气动力噪声及机械噪声。电机噪声的声压级与电机的功率、转速等有关。电机的电磁噪声，主要是由交变电磁场相互作用激发转子和定子振动产生的。电磁噪声一般为高频噪声。电机的空气动力噪声主要是冷却风扇噪声，对于相当多的电机，冷却风扇噪声是主要噪声源。机械噪声主要包括一些旋转运动部件的非平衡力激发产生的噪声和一些零部件振动时产生的噪声。 2.工作机构间隙噪声。冲床的曲柄连杆滑块机构共有三对摩擦副：曲轴轴颈与曲轴瓦;曲柄颈与连杆大头轴瓦;连杆小头(球头)与滑块球头座。由于制造和装配误差以及工作需要，它们之间不行避开存在间隙。它们之间彼此的移动，从自由移动过渡到接触移动时，必定要带来剧烈的撞击，这种噪声频带宽，高频部分强。间隙越大，噪声越高。另外，间隙肯定时，滑块行程次数越高，噪声比例上升。 3.离合器噪声。当离合器结合时，不少冲床都会发生叮当声。这是滑块、连杆在往复运动时的惯性力和曲轴的回转质量的离心力产生碰撞发出的间断声响。影响离合器噪声因素有：离合器接合时受到的冲量的大小，在质量肯定的条件下打算于冲击速度的凹凸;还与接触材料本身的刚度和阻尼特性有关。离合器有刚性的和摩擦式的两种，其中转键式在中小吨位冲床上应用最广，噪声相对较高，噪声是由一系列的撞击所引发的。 引起负荷运转噪声的缘由有刀具与工件或卸料板与坯料间的撞击、冲压工艺过程的扭击与冲剪。其中冲压过程的扭击与冲剪噪声最大。 1.扭击噪声。同类冲床的扭击噪声与冲压部件的板厚、硬度、几何外形、锤击速度、冲模间隙等因素有关，噪声随这些量值增大而提高。冲床工作时，冲头与板料及卸料板与坯料的碰撞冲击大大增加，随着撞击速度的增加撞击声也随之上升，如图1所示。碰撞噪声与其后发生的材料断裂声可分别测得，这一测量方法已付诸实施。在同一台冲床上，冲裁厚、硬料比冲裁薄、软料的噪声大。对于厚的延展性板料，撞击噪声与断裂声达到一样大小。 2.冲剪噪声。冲压工艺工序不同，噪声差别很大。板料冲裁要比弯曲、拉深的噪声大，而压印、压波、翻边、弯曲、拉深等成形工序的噪声较小。 下面以冲裁为例，分析冲裁噪声的产生。冲裁过程大致可分为弹性变形，塑性变形和断裂分别三个阶段。冲裁时，冲头一旦接触金属板料，冲裁力开头增加。与此同时，由于机身及其它受力构件的变形而积蓄了弹性能。当冲头进入板料约一半厚度时，冲裁力达到最大值。板材的突然断裂使冲头突然失荷，机身等积蓄的弹性能在极短时间内释放出来，将激起机身及各部件的振动，使部件间产生冲击，与此同时，滑块以相当大的速度下冲，引起滑块四周空气的压力扰动，从而辐射噪声。 除以上的分析之外，冲床的间距，包括与左右、前后冲床的间隔小于工厂设计规范标准尺寸时，冲压噪声将增大。安装冲床的密度过大，噪声将大幅度地增大。冲压车间净空间不能太小，屋架下弦标凹凸于4米，会增大噪声折射混响，加大噪声。 二、冲床噪声的危害 工业噪声对环境是一种污染，冲压噪声据实测结果都远远超标并超过人的听觉限度，它直接危害人的健康。长期在噪声环境中工作使人烦躁担心、产生声音催眠效应，使人精神委靡不振。肯定强度的持续噪声，损害人的听觉，轻者造成耳沉，重者引起耳聋，这就是噪声性耳聋，亦称职业性耳聋，这是长期处在噪声环境中工作，内耳受损所致。 剧烈的噪声，极易形成差拍型次声波，作用于人的躯体。有资料表明人体各部位都存在固有颇率，身体为7 13HZ，内脏为4 6HZ，头部为8 12HZ，这些固有频率刚好在次声波频带内，所以冲压工人在剧烈噪声环境中工作，常有头昏脑胀、恶心和心悸之感。若噪声波及到四周，会影响别人的休息及降低他人的工作效率。这类噪声在噪声控告大事中已居首位，不少厂区厂群冲突已趋剧化。降低冲床噪声已成为噪声掌握工程中的当务之急。 三、噪声的应对措施 由于噪声治理方案必需兼顾车间内外工人和厂外环境，因此必需依据实际状况实行综合性的多种治理方法。 (一)消退工作机构噪声 机械式冲床常用曲柄滑块式的传动机构，为了削减间隙，轴承应按规定要求安装，装配的协作间隙要适当。因运动而增大间隙，轴承处可使用粘度较高的润滑油，以增大阻尼，可使冲床的空载噪声下降。还可在金属薄板上粘贴阻尼层，金属件相互撞击部位垫入橡胶、塑料或其它防振垫层，并用螺栓等加以紧固，甚至也可用高强度非金属代替部分金属部件。 (二)改进机床结构 将系列开式双柱固定台压力机和系列开式双拄可倾压力机改用摩擦离合器。冲床的传动系统多用正齿轮传动，开动冲床齿轮啮合就会发出声响，假如改用斜齿或人字齿轮传动，就可基本上消退这种摩擦噪声。尽量少用或不用高压压缩空气吹卸冲件，推举使用简易机械手或倾斜床身15以上，使冲件自动下落到零件箱。 (三)改进模具结构 用斜口模具代替平口模，利用刀口的斜面，使板料渐渐分别，从而延迟了冲切时间，可起到肯定降噪效果。降噪声与剪切角有关，剪切角越大，冲切时间也随之增加，噪声级降低量也相应增大，图2为剪切角与降噪量之关系，最佳剪切角以810为宜。 厚板冲孔、落料冲裁模，可采纳冲击限位冲裁，即在模具上设计限位块或限位柱，并在其冲击接触面设置加厚的聚氮酚之类的弹性板，能获得很好的消振减噪效果。 合理地选择冲模的径向百分比间隙，冲模百分比间隙对材料断裂形式和受力特性都有较大的影响。间隙较小时，噪声级较低。 (四)设置吸音、减振装置 把冲床的飞轮及其传动系统加罩壳封闭起来，能显著降低传动部分的噪声。对于功率大、噪声高的电动机还应配置局部隔声罩或封闭式隔声罩。在冲床滑块下部或模具工作区外侧，装活动防护栅或隔音罩。假如在模具外装上隔音罩，罩内壁再贴上吸声材料，消减噪声效果更为显著。可以在冲压车间冲床机群的上方屋架下弦吊吸音板，建吸音天棚和吸音墙，还可使用活动吸音屏。安装冲床时，在装地脚螺钉部位安放减震垫。模具内可装置缓冲器，如橡胶类、金属弹簧、空气弹簧、液压缓冲器等，其中以液压效果为佳。 (五)合理布置厂房 一般冲压车间的冲床多采纳机群式布置，除专用件冲压生产线、多机联动自动线外，常常将冲床按吨位分组成群排列。为了消减噪声，便于作业，按吨位分组的每组冲床数应不超过5台，组与组之间至少空一排机床位置作为缓冲地带，平常可为零件箱的堆场。中小型机械压力机，前后间距不少于11.5m，左右间距应平均大于1m。每台冲床占有车间有效生产面积1215m2较为相宜。 (六)噪声的个人防护 用防护药棉、防声棉、橡胶耳塞、塑料耳塞把耳朵塞上，防止或消减噪声对人体听觉的危害。还可佩戴防声耳罩，可以把整个耳轮和外耳道全部罩盖上，不仅隔声效果好，而且没有特别感觉。假如把耳塞与耳罩组合使用，其隔音效果更佳。 除以上提出的措施外还可调整生产组织形式，以缩短工人在大噪声场的暴露时间。如每个工作日调换几次工位或每两小时加一次工间休息，使听觉松弛与恢复，以削减噪声的危害。 四、结语 冲床噪声与振动对环境的污染问题由来已久，过去往往以迁离居民区的方法来解决，但问题并未根本解决。本文提出的一些应对措施可有效降噪，工厂在实践中可敏捷运用，争取做到环保部门、工人、居民三满足。 第 5 页 共 5 页