石材加工過程中噪音控制方法

摘要：本文在理論上分析了石材在加工過程中產(chǎn)生噪聲的原理，從鋸片基體結(jié)構(gòu)、安裝及使用方法上說明了控制石材加工過程中噪聲的方法。

關(guān)健詞：石材加工噪聲控制方法

石材加工過程中不論使用什么設(shè)備及加工工藝都難免會有噪音的產(chǎn)生，特別是在不規(guī)范操作或過負(fù)荷操作時所產(chǎn)生的強(qiáng)烈刺耳的噪音會更加嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境。噪音所產(chǎn)生的危害是比較大的，尤其是表現(xiàn)在如下幾個方面：

1、長期在強(qiáng)烈的噪音環(huán)境中工作，可以使人產(chǎn)生噪聲性耳聾。

2、影響人們的正常工作、學(xué)習(xí)及日常生活。

那么石材加工過程中噪音是怎樣產(chǎn)生的呢？它主要來自齒尖噪聲，鋸片的振動及物料摩擦聲。

齒尖噪聲：是當(dāng)鋸片高速運轉(zhuǎn)時，鋸片的鋸齒與周圍的空氣相互作用，引起空氣的壓力脈動而產(chǎn)生的噪聲。齒尖噪聲的聲功率與鋸片的直徑、鋸片的線速度的三次方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速越低時，與其線速度三次方成正比，齒尖噪聲的頻率可由下式計算：

公式：fi=i

式中：fi—齒尖噪聲頻率，即鋸齒每秒打空氣質(zhì)點的次數(shù)，（HZ）

z—鋸片的齒數(shù)（個）

n—鋸片的軸的轉(zhuǎn)速（r/min）

i—諧波序號i=1、2、3……

鋸片旋轉(zhuǎn)時，每個齒尖產(chǎn)生單極輻射流，并周期地通過工作臺的鋸縫向外排出，由于氣流壓力發(fā)生激烈變化，隨之產(chǎn)生排氣噪聲，排氣噪聲的升功率也隨著鋸片線速度增大而急劇增加，它與氣流速度的6次方成正比，在線速度較小時，與其5次方成正比，則排氣噪聲頻率為：fi=i

式中：fi—排氣噪聲頻率，（HZ）

z—鋸片的齒數(shù)（個）

n—鋸片軸的轉(zhuǎn)速（r/min）

i—諧波序號i=1、2、3……

在鋸片高速旋轉(zhuǎn)時，每當(dāng)渦流分離的頻率與鋸片的固有頻率相近時，就發(fā)生共振，便發(fā)出“尖叫聲”，其頻率為：f=zfr

式中：z—鋸片的齒數(shù)（個）

fr—軸回轉(zhuǎn)頻率（HZ）

鋸片屬于薄壁件，其剛性一般較差，在外力的作用下很容易產(chǎn)生振動，由于振動便容易產(chǎn)生物料的摩擦，因此該類的噪音也就隨之產(chǎn)生。

那么可以采取那些有效措施能降低噪音的產(chǎn)生呢？

一、從鋸片基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計上達(dá)到減噪目的。

1、在不破壞鋸片的平衡及所需剛性的條件下，可在鋸片基體上均勻布置幾個相同尺寸的小孔。在孔中高阻尼合金或非金屬物，這樣可以減弱鋸片彈性振動的傳播，消除高頻噪音。

2、同樣在不破壞鋸片剛性的情況下，在鋸片基體上設(shè)有若干個等間距沿不同半徑基圓分布的曲線（或直線）型不同幾何形狀的消聲縫隙，消聲原理是結(jié)塊與被切割材料間由于摩擦和撞擊所產(chǎn)生聲波在基體上傳播受到阻尼，使其余不參與被切割材料接觸部位上的音頻共振減少，從而達(dá)到了降低噪聲強(qiáng)度的目的。如圖1：

3、復(fù)合結(jié)構(gòu)

復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)在減振降噪工程結(jié)構(gòu)上也開始應(yīng)用，它是薄彈性材料將幾層板粘結(jié)在一起的具有高阻尼特性，并保持金屬板材料強(qiáng)度的約束阻尼層結(jié)構(gòu)，阻尼層厚度為0.10mm。在常溫和高溫（80—100℃）下具有良好的阻尼特性，它對振動能量的消散，從一般普通彈性變形作功力消耗，提高為高彈性體變形的做功消耗，使變形滯后應(yīng)力的程度增加，另外，這種約束阻尼結(jié)構(gòu)拉壓變形所消散的能量，消耗因子一般在0.3以上，最大峰值可在0.85，并且是有寬頻帶控制特性，在很大的頻率范圍內(nèi)起到抑制峰值的作用，鋸片基體常用的復(fù)合阻尼層結(jié)構(gòu)為2層。

利用復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的鋸片基體有如下特點：

（1）鋸片的校平及應(yīng)力的調(diào)整難度很大；

（2）生產(chǎn)效率較低，成本較高；

（3）加工處理技術(shù)不當(dāng)，基體會缺乏軸向剛性。

二、安裝及使用方法降噪

1、夾盤改造降噪

（1）在不影響鋸切高度前提下，應(yīng)盡量加大鋸片的夾盤直徑，這樣可以提高鋸片剛性，減少彎曲振動，對降低振動噪聲是及其有效的，實驗研究證明，當(dāng)夾盤直徑加大到鋸片直徑的3/4倍時，減噪最佳。

（2）為了增加鋸片的彈性，使其受力均勻，在夾盤上開一圈槽，嵌入橡膠條或軟金屬。如圖2：

2、加裝隔聲罩

用隔聲罩來降低鋸片加工時的綜合噪聲是行之有效的，罩殼用鋼板制成，內(nèi)涂阻尼材料、吸聲材料，選擇超細(xì)玻璃棉，襯一層玻璃布。并用穿孔板護(hù)面。罩殼、吸聲材料、穿孔板相對固定以防止設(shè)備運轉(zhuǎn)造成系統(tǒng)共振引起新的噪音。

措施與能達(dá)到的降噪效果：

（1）基體采用復(fù)合結(jié)構(gòu)可以降噪10分貝左右

（2）減振法蘭盤可以降噪3分貝左右

（3）基體采用消音孔或消音縫5分貝左右

（4）整體隔音罩10分貝左右

在國內(nèi)，環(huán)保降噪鋸片方面的研究已經(jīng)取得重大進(jìn)展，宜昌黑旋風(fēng)鋸業(yè)有限責(zé)任公司借助北京鋼鐵研究總院的強(qiáng)大力量，開發(fā)了系列的環(huán)保型鋸片，已遠(yuǎn)銷十多個國家和地區(qū)，并取得了廣大用戶的一致好評，也說明了國內(nèi)環(huán)保型石材加工工具的研究已步國際領(lǐng)先行列。