高端抛丸机企业-淳九控股-青岛铸造机械厂引进德国技术生产研发抛丸机出口欧洲、美国、德国等,领先抛丸机同行业

抛丸机设备的噪声与控制

时间:2017-09-14 11:38
摘要:本丈比较详细地分析了抛丸设备的各个部分产生噪声的原因,并根据实践经验提出了降低噪声的*些有效措施。
关键词:抛丸设备噪声与拉制

1前言
随着抛丸技术的不断发展,抛丸机设备的应用愈来愈广泛,已由较初的对铸件、锻件进行表面抛丸清理(去除粘砂及氧化皮),发展成为对工件的抛丸落砂、抛丸强化、抛丸增色、抛丸成形等新的应用领域。抛丸设备的工作机理是:依靠抛丸器中高速旋转的叶轮将弹丸沿固定于叶轮上的叶片以*定的抛射角度向工件高速抛出,来完成对工件的抛丸目的。因此这*工作机理就决定了抛丸设备是*种高噪声设备(*般都在85dB(A)以上),如中华人民共和国专业标准ZBJ61002*8中规定了吊链抛丸清理室的噪声标准≤90dB(A);ZBJ61008*89中规定了单钩抛丸清理机的噪声标准为<=95dB(A);ZBJ6101*89中规定了通过式抛丸清理机的噪声标准为≤9d5B(A)。而如此噪声较高的抛丸设备是难以满足现行工作车间≤85dB(A)噪声环保要求的。
为此,我们从理论上进行分析,从实验中进行改进,并取得良好的降噪效果。
2产生噪声的原因及降噪措施
,抛丸机设备大都由抛丸器、斗式提升机、丸砂分离器、螺旋输送器、抛丸室、工件承载装置、除尘系统等部件组成。在这些部件中,丸砂分离器、螺旋输送器产生的噪声往往较低,而其它部件产生的噪声则比较高。
2.1抛丸器
在抛丸设备中,抛丸器产生的噪声是主要的。以双圆盘抛丸器为例,其噪声主要来自以下几个方面:
1.叶轮(由叶轮体及叶片组成)运转时,由于自身不平衡引起振动而产生的噪声。叶轮体转速较高(*般在2000r/min*300or/min,有的甚至在3000r/而n以上),并且本身就存在着因质量不匀而引起的不平衡力矩。另外,装在叶轮体上的八个叶片,由于存在着质量差异,更加剧了叶轮的不平衡,因此,工作时产生的振动较大,噪声也比较高,*般空运转噪声可达85*88dB(A)。
措施:
a.*先提高叶轮体本身的加工精度。
径向跳动:<=0.15mm
端面跳动:叶轮直径为36O0mm时<=0.10mm;
叶轮直径为420mm时<=0.12mm;
叶轮直径为5omm时<=0.15mm。
b.对叶轮体作静平衡校正。
校正后的叶轮体其不平衡力矩应符合规定的标准值:
叶轮直径为36Omm时,不平衡力矩<=14509.mm;
叶轮直径为420mm时,不平衡力矩<=19009.mm
叶轮直径为500mm时,不平衡力矩<=2500g.mm
c.对叶轮体作动平衡校正。
经静平衡校正后的叶轮体要进*步提高其平衡性还需进行动平衡校正,并达到平衡精度等*G6.3的要求。
d.对叶轮上的八个叶片应有严格的质量要求。
现有国产抛丸器的叶轮上大都由八个叶片形成*组,每个叶片应在电子称上作精确称量,在分选时,应保证每组叶片的质量差<=5g,径向成对两个叶片之间的质量差<=3g,更换时应径向成对更换或成组更换。
2.弹丸与叶片之间产生的摩擦噪声。弹丸经定向套窗口低速飞出进人叶片基部时,便沿叶片径向加速飞出。这*过程中弹丸与叶片之间既存在滑动摩擦,又存在滚动摩擦。由于这种摩擦属于干摩擦,其摩擦系数较大,因此摩擦力也较大,而摩擦噪声决定于摩擦力的大小,因此产生的摩擦噪声更剧烈。
措施:
a.选用的弹丸应耐冲击,破碎率低,琢磨性小。
b.选用的叶片硬度应均匀*致,内部不应有夹渣、夹层气孔缩松现象,表面应光滑,粗糙度应在Ra12.5以上,以减小与弹丸的摩擦。
3.分丸轮、弹丸、定向套之间产生的摩擦噪声。分丸轮是转动的,而定向套是固定的。
当弹丸在分丸轮的离心作用下拥挤到分丸轮与定向套之间的间隙时,两者之间的间隙如过小,这种摩擦显得格外剧烈,有时会将弹丸挤碎或将分丸轮和定向套挤裂。
措施:
所选弹丸的粒度既要满足分丸轮与定向套之间的间隙要求,又能满足抛丸工艺要求。
*般分丸轮与定向套之间的“单面间隙”应为所选弹丸较大直径的3*5倍,为防止产生剧烈摩擦和将定向套与分丸轮挤裂的现象发生,单向间隙应偏大为宜。
4.叶轮与空气产生的气流噪声。叶轮旋转时,可近似看作*个“风扇”,空气流由溜丸管进人,高速旋转的叶轮便与空气流产生气流噪声。
措施:
叶轮与空气流产生的噪声在敞开式供丸管路中较为明显,为减少进人抛丸器内空气流量,供丸管路应做成封闭式结构,这样会在供丸管路内形成*定的负压,既加大供丸量,又降低了噪声,经试验可降低5dB(A)左右。
5.弹丸与抛丸器护板产生的噪声。
弹丸沿叶片径向加速而离开叶片头部时,由于初速度差异和散射角的存在,少部分弹丸会与侧护板、顶护板和端护板产生冲击和摩擦而发出噪声,并且弹丸对顶护板和侧护板的冲击和摩擦要比端护板强烈得多,当定向套开口位置调整不当时,这种现象尤为突出。因此,在抛丸器中,叶片、分丸轮、定向套被列为*类易损件,顶护板、侧护板被列为二类易损件,而端护板被列为三类易损件。
措施:
弹丸进人叶片底部的初速度差异和散射角的存在是不可避免的,而定向套开口的位置是可以调整的,当开口位置正确时,绝大部分弹丸被抛向工件,既提高了生产效率和抛丸效果,又减少了对抛丸器护板的冲击和摩擦。
.22斗式提升机
斗式提升机是弹丸循环系统中进行立式输送弹丸的装置。产生的噪声主要来自以下几个方面:
1.弹丸与卸料罩产生的冲击噪声。斗式提升机较好采用离心重力式卸料,这样既能提高生产率,又缩短了弹丸的抛出距离,即降低了对卸料罩的冲击。
2.由于皮带跑偏或松驰而生的冲击噪声。提升机的主动轮与从动轮在调试时应做到两轮中心线水平,否则,极易引起皮带跑偏并与提升机罩壳产生碰撞冲击。另外,工作*段时间后,不可避免地产生皮带松驰,而使皮带产生“收腹”与“扩张”,从而使固定于皮带上的提升斗与罩壳发生碰撞。因此松驰后的皮带应及时通过涨紧螺栓进行涨紧,另外还可增设中部辅助托辊。
.23抛丸室
目前,大多数抛丸室采用型钢、钢板焊接结构(如吊钩式、吊链式、辊道通过式、台车式抛丸室),内部镶有室体护板,当工件停留于或通过抛丸室时,对工件进行抛丸清理,其噪声源主要来自以下几个方面:
1.抛丸器安装在抛丸室上,由于抛丸器本身振动引起室体振动,从而产生噪声。如Q378E型吊钩式抛丸清理室*侧安装了2台抛丸器;Q7630B型台车式抛丸清理室顶部装有2台抛丸器,侧面装有2台抛丸器。
2.弹丸与工件及室体护板产生的连续冲击噪声。当工件在抛丸室进行抛丸时,来自抛丸器的高速弹丸流不断冲击工件表面,小部分弹丸流还冲击室体护板,并且经第*次冲击后的弹丸在室体内继续作杂乱无章的无规则碰撞,因此在抛丸室不远处常可听到“沙沙”的连续冲击噪声。当室体护板为薄的钢护板及被清理的工件为薄壁箱式焊接构件时,产生的噪声尤为明显。并且当被清理的工件壁薄而轻巧时,在受到冲击后还会产生震颤而发出自鸣噪声。
措施:
由于固定于抛丸室上的抛丸器本身就是*个“振动体”,因此需要对这个“振动体”进行减振和阻尼。
a.在抛丸器底座上应加*个承压减震橡胶垫,以吸收振动能量和降低振动能量的传递,要求该橡胶垫弹性变形大,有蠕变效应,相对变形量为10~20%。
b.对在抛丸室*个面上布置多个抛丸器的抛丸设备,还应增加较厚的大型铸铁减振底座。如Q384C双行程吊链式抛丸清理机在*侧布置了6台抛丸器,其底部增设了*个铸铁减振板,收到了良好的减振效果。
c.提高抛丸室的结构强度和刚度抛丸室骨架*般采用10#*28#槽钢或工字钢焊成,在装抛丸器处,槽钢或工字钢应密集*点,且选用的号数大*些(*般根据抛丸室体积大小而定),并且在骨架外面铺有厚度较好不小于15mm的钢板。在安装电机及轴承座的地方,铺以厚度较小不小于10mm的钢板。
d,抛丸器在抛丸室上的布置要合理除抛丸器的布置能使抛丸器的抛射流满足工件的清理要求外,还应注意:
1)尽量避免弹丸流对射;
2)抛丸器位于同*侧时,抛丸器中心不能位于同*中心线上,*定要错开,防止产生“共振’;,
3)抛丸室的护板宜采用8*15mm锰钢板或15*Zomm的耐磨铸铁护板,若在金属板内侧再铺设*层耐磨橡胶板(*般6*12mm),则降噪效果更佳,因为既起到了减震阻尼作用,又从整体上形成了吸声组合屏障。
.24工件承载装置
工件承载装置多种多样,大多因工件而异,常见的有滚筒、吊钩、吊链、转台、台车、金属履带、橡胶履带、钢丝网带、辊道等。其中,滚筒与履带在工作中产生的噪声较其它形式要高得多,主要原因如下:
履带式和滚筒式抛丸清理机适合对体积小但重量不大、不怕磕碰的中小零件(铸件、锻件、热处理件等)进行抛丸。工件在履带形成的凹腔和滚筒内随履带和滚筒护板上的凸筋及工件与履带、工件与筒体护板之间的摩擦力上升到*定高度后,在自身重力作用下落下,*方面落下的工件与履带和筒体护板产生撞击。另*方面,落下的工件又与其下面的工件产生撞击。这种撞击声音在工作时都能清晰地听见。而吊钩式、吊链式、辊道式、台车式等工件承载装置中,工件与工件、工件与承载装置不会发生撞击。因此发出的噪声很低。
措施:
a.以Q31系列滚筒式抛丸清理机为例筒体内的弧形板既是筒体的防护板,又是工件的承载体,所选用的材料*般为球铁或铸钢。为降低发出的冲击噪声,通常采取如下措施:
1)在弧形护板与筒体之间装*柱形减震橡胶垫以吸收冲击能量;
2)对有些易怕碰撞的零件,弧形护板可由金属材料改为耐磨橡胶;
3)清理的工件较好近似于球形或圆柱形。
b.以Q32系列履带式抛丸清理机为例以前履带式清理机的承载装置是由左右链环、履带板及端盘等组合而成的封闭的、且在抛丸区形成*定容积的凹腔,履带板的材料*般为锰钢板、球铁或锰铸钢件。为降低冲击噪声,现已研制出整体带孔橡胶履带,其特点是耐磨、降噪、不需左右链环、结构简单。如Q326C、QR321O橡胶履带式抛丸清理机深受用户欢迎。
2.5除尘系统
除尘系统主要由主风机、除尘器及管道等组成,对于吸风量为500Om3/h以下的*般风机,*般因其外形尺寸及振动较小,可直接安装在除尘器顶面,而对除尘风量较大的风机,只能分开安装。除尘系统的噪声来源主要有以下几个方面:
1.主风机本身的原因引起振动而产生噪声。如风机轴与电机轴不同心;机壳或进风口与叶轮摩擦;基础的刚度不够或不牢;叶轮铆钉松动或叶轮变形;叶轮轴承孔与轴配合松动;风机进出风口安装不良;叶片积灰、污垢或磨损等均会引起风机振动。
2.布袋清灰需反吹时,反吹气流产生的噪声或布袋清灰需振打时,振打机构产生的噪声。
3.与风机进出口相联的管道因风机振动而引起的管道振动从而产生噪声。
4.排尘管道出口处,因排尘风量大,流速高而产生的噪声。
措施:
a.*先选用低噪声的合格风机;
b.固定风机的底座应牢固,强度高,抗振性能好,较好在风机与底座连接的接触面上增铸造设备研究设减展橡胶垫,
c.风机进、排风口与管道之间的连接较好采用软连接,即用*段篷布管道连接,这样隔断了风机的振动向风管的传播;
d.设计合理的管道风速,*般水平管道取15*18m/s,垂直管道取17~20m/s。
e,在排尘管道出口处加*扩张形抗性消声器,此消声器结构简单,安装制造方便,消声效果也比较理想。
3其它降低噪声的措施
由于地域不同或条件不同,对抛丸设备的噪声要求标准也不*样。*般用户验收时,能符合国家行业标准即可,而合资企业、开发区、沿海开放城市的要求,不仅要符合国家行业标准,而且还必须达到85dB(A)以内,有的还甚至要求必须在75dB(A)以内,这样仅从设备设计方面是难以满足较高要求的。因此,还必须采取“强制”措施来降低噪声,即采用“吸声”与“隔声”原理制作“声屏障”。
“吸声”是依靠组成材料的多孔性和柔顺性使声波进人细孔中转化为热能而消失。常用的吸声材料为玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、吸声砖等,它们都是以吸收高、中频声音为主。“隔声”是依靠材料的密实性,有利于声能反射。常用的隔离材料有钢板、木板等比较致密、质量高、刚度强的材料。“声屏障”就是根据“吸声”与“隔声”的原理设计而成的,其形状与尺寸根据降噪要求及声源的尺寸而定。现采用的“声屏障”*般为封闭式的,即将整个声源罩住。如青岛华青铸造机械股份有限公司为小松*山推机械工程有限公司(中日合资企业)设计制作的QS3750型挖掘机五大部件连续循环抛丸清理线设置了12个抛丸器,每个抛丸器都是采用这种结构。还有的是将整个抛丸设备罩住(工件进出口除外),如天津机床厂使用的5吨吊钩式抛丸清理室将整个设备外部进行全部声封闭,都取得了满意的降噪效果。设计声屏障时,*般采用多层屏障结构,见图1。图中设:置在屏障内层,*般1为多A孔钢板、钢板网或钢丝网;B设置在屏障中间,为吸声材料;C设置在屏障外层,*般为钢板,厚度为2*8mm。
多层屏障结构示意图
1 多层屏障结构示意图
1.对发出热量大的声源应设置通风机构,防止屏障内温度升高;
2.若在屏障上开孔,应位于声压较小处,否则会严重破坏其效果;
3.安装时,屏障与设备接触处应采取弹性橡胶隔离。
4结束语
控制噪声是环保要求的*个重要指标,降低噪声是我们努力的*个发展方向,但如果对抛丸设备提出更高的噪声要求并不是达不到的,只是需要更多的成本投人

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