摘要:文章介绍了圆盘锯产生噪音的机理和原因,提出了通过加大夹盘直径、增加圆盘锯锯片厚度、安装吸隔音罩、对圆盘锯边缘开槽、对锯片增加阻尼材料、压紧工件等措施改善其固有特性,有利于取得较好的降低圆盘锯噪音的效果。
关键词:圆盘锯;噪音;隔音罩;边缘开槽;阻尼
中图分类号:TG561文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)22-0080-02
0引言
圆盘锯广泛应用铝铸造车间和挤压车间。其具有切割速度快、生产效率高等优点,但是这种锯在切割过程中产生的噪音污染极其严重,最大噪音级别达到120～130dB(A),明显高于企业噪音标准。此噪音是生产车间里最大的噪音污染源。一方面对车间工人与车间周边居民的身心健康带来危害;另一方面还会影响现场工作的顺利开展,工人长时间在这种环境下工作,会产生各种心理和生理疾病,给生产安全带来潜在的威胁。
降低圆盘锯的噪音污染,既可以保证生产一线工人的身心健康,又可以保证工人之间沟通的顺畅,消除安全隐患,必须采取必要的消音手段,使车间的噪音水平符合《工业企业噪音卫生标准(试行草案)》规定。由此可见,控制圆盘锯的噪音措施的研究可以收到很好的社会效益和经济效益。
1圆盘锯噪音的产生机理与原因
1.1圆盘锯噪音的产生机理
圆盘锯主要噪音来源于圆盘锯锯片的偶极子音辐射,当圆盘锯锯齿撞击到被锯物件时,锯片与被锯件会共同产生振动。锯片上产生的各种振型的响应就会沿锯片的2个相反的方向传播,当2个相反的振波在锯片上一起相遇时,同相的振波相加,反相的振波相减,便会各自形成相应的波腹波节。如果圆盘锯锯齿的几何形状是对称的,锯片上便会形成固定的驻波或者各种形式的谐振波。这些驻波和谐振波便会大大加强锯片的噪音水平,圆盘锯便会产生噪音。
1.2圆盘锯噪音的产生原因
(1)被切割物件振动辐射噪音。圆盘锯锯切时,锯齿冲击被切割物件,会引起物件表面的剧烈振动而辐射噪音,物件的振动往往增加了锯切噪音的产生。
(2)锯片振动辐射噪音。锯片产生噪音是圆盘锯切割作业中产生噪音的主要来源,锯片的材料是大而薄的金属部件,对被切物件的强烈冲击很容易引发锯片强烈震动而产生噪音,因此可见,圆盘锯锯片产生剧烈振动是主要污染源之一。
(3)空气动力噪音。空气动力噪音主要是由涡流噪音、齿尖噪音和排气噪音三种组成,但是相对于作业时的工作噪音要小很多。
(4)圆盘锯结构噪音。圆盘锯电机及传动机构工作时,受到磨损的轴承也会产生较大的噪音,相对于其它噪音,圆盘锯结构噪音要小很多,也比较容易控制。
(5)切削用量。切削用量越大,锯齿与工件之间的激励就越大,噪音就越大。切削用量越小,激励就越小,产生噪音就越小。但是切削用量的大小取决于生产工艺的要求,不容易控制。
(6)锯齿结构。锯齿的制造结构、齿数和齿型也是影响圆盘锯噪音的主要因素,齿数越多,同时参加切割任务的齿数就越多,可以有效降低激励的幅值,大大降低噪音污染。但是齿数和齿型受到加工强度和生产工艺的影响,改变起来也比较困难。
(7)卡盘的大小和机构。卡盘增大,一方面能提高锯片的强度,减小锯片振动的振幅;另一方面能减小锯片辐射音波的表面积,从而能减小降低锯片的噪音,但是卡盘的大小受到电机功率和电机启动转矩的影响。可以合理的选择卡盘直径和材料。
2噪音控制措施
影响圆盘锯噪音的因素很多,只有找出圆盘锯噪音的主要影响因素,才能针对性地选择降低噪音的措施。目前降低圆盘锯噪音的措施主要有以下几种:
2.1锯片上开槽降噪
在锯片本体上开槽和应力释放孔,以破坏锯片形状的对称性,并有效地切断弯曲波的传播途径,将有效地抑制谐振波、共振和驻波。该措施虽然可以极大地降低噪音,却会影响锯片的刚度,因此在设计时必须两者兼顾,在不影响刚度的条件下抑制和抵消一部分冲击噪音。
2.2喷液降噪
采用喷水或切削液的方法不但可以降低切削作业时工件的温度,保证工件加工的稳定性,而且还可以通过喷液阻尼的方法来降低高速切割过程中的噪音污染。
2.3锯片上加阻尼及卡盘
可以在锯片上增加约束阻尼线圈及卡盘的办法降低切割时的噪音,阻尼线圈主要有阻尼合金型、塑料型、橡胶塑料复合型及新型高阻尼系数材料等类型,可以根据工件的不同进行选择。卡盘设计成外缘挡圈型,以防止在高速旋转时抛出,造成生产事故。
2.4改防护罩为吸音隔音罩
该方法主要是用来控制外切口噪音,既可以不影响圆盘锯生产的效率和正常工作,又可以对切割产生的噪音实现屏蔽。
2.5选择合理夹盘的直径
该方法通过轧件尺寸来控制圆盘锯的夹盘直径,加大夹盘直径,在夹盘与锯片之间使用金属橡胶的弹性垫,可以有效抑制圆盘锯锯片的振动响应,降低噪音的产生。
2.6增加粉体阻尼技术
该方法是在圆盘锯的适当位置打入一些孔,在孔中填装适当的非金属或金属的粉末材料,然后封闭孔。孔中加入的粉末材料能够有效的吸收振动产生的能量,达到减小振动,降低噪音的目的。
2.7压紧被锯件抑制振动噪音
当圆盘锯切割被锯件时,会产生强烈的振动和噪音,采用压紧被锯件的方法可以有效抑制振动所产生的噪音。主要有以下两种设计方法:
第一种方法:将其设计在吸音防护罩内,并配备相关机械系统控制其伸缩:当圆盘锯锯片切割被锯件之前,利用压紧装置将被锯件压紧,并在锯片切割被锯件的过程中,一直维持压紧状态。当切割完毕,圆盘锯锯片停止工作并退回后,压紧装置才可以松开被锯件。
第二种方法:在各个圆盘锯之间安装压紧装置,这种设计方法可以实现压紧装置更好的压紧被锯件,更好地降低振动和噪音。
3结论
为了降低圆盘锯工作时的噪音污染,本文介绍了圆盘锯产生噪音的机理和原因,提出了通过加大夹盘直径、增加圆盘锯锯片厚度、安装吸隔音罩、对圆盘锯边缘开槽、对锯片增加阻尼材料,压紧工件等措施改善其固有特性,有利于取得较好的降低圆盘锯噪音的效果。
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