如何降低高速精密冲床噪音?

2018-12-10 19:33 静之源官方
随着生产的发展,技术的进步,冲压成型工艺在生产中被广泛采用,比如剪刀厂的冲压机床。杭州某一个剪刀厂的冲床噪音很大,严重影响工人的工作,危害工人的身体健康。目前,该厂投入生产使用的冲压床机械有100余台。这些冲床产生的噪声很响,进入车间不大声对着耳朵说话都听不到别人讲的什么,因此降低冲床的噪音已经刻不容缓。
 
高速精密冲床
如何降低高速精密冲床噪音?

根据《工业企业噪声卫生标准》试行草案规定工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声标准为85分贝。现有工业企业经过努力暂时达不到标准时,可适当放宽,但不得超过90分贝,《工业企业噪声控制设计规范》中也明确指出生产车间及作业场所每天连续接触噪声小时噪声的限制值为分贝。目前剪刀厂投入生产使用的冲床有80台,为对照卫生标准和控制设计规范要求,我们对冲床分布较为集中的四个车间的噪声进行了测试,测试结果见表,从表可看出,该厂冲床噪声不但未达卫生标准,而且超过控制没计规范的限制值,我们从控制发声源入手,在占地243平方米的旅行剪车间冲床工段进行治理工作。经过七个多月时间的努力,该工段冲床的平均噪声级己从原来的98分贝降至83分贝,冲床的噪声得到了有效的控制。
 
部分车间冲床噪声调查
 

车间 工段面积(㎡) 冲床数(台) 声级(dB)(A)
最低 最高
民用剪车间 220 7 88 98
工农剪车间 180 12 91 99
旅行剪车间 243 16 97 102
新产品剪车间 420 9 92 110
 
 
如何降低高速精密冲床噪音:
 
冲床噪声源分析:
冲床噪声与连续稳定的噪声不同,它的声压一一时间曲线呈周期性的脉冲群状。从分析单机声源中可以看到,冲床的噪声源是:
(1)冲击锤冲击金属板时的掩击声,这是主声源;
(2)冲床打杆与推料器等部位的碰撞声,这是生产过程中运转机械本身发出的;
(3)机械振动的影响。由于工人是近台操作,距发声源近,且工作时间长,工人普遍感到耳膜发胀、头病、疲劳、精力分散。由于生产工序的连续性,一个工段按用途不同分布多台冲床。有时因为少数冲床的高噪声,造成整个工段不安宁,不仅操作者直接受其害,周围职工也深受彩响很显然,只有从控制单机发声源入手,才能从根本上解决冲床噪声高的现状。我们的做法是:
 
1、设计减噪模具,控制单机发声源
我们选择对模具工艺改革为一个突破口。从分析单机声源中看到,冲床噪声主要是冲击锤冲击金属板时激起的周期性脉冲噪声,如级加工旅行剪脚圈落料的一台J23—16冲床为例,冲击锤冲击金属板时每分钟达120次,冲击锤每冲击一次的间隔时间为0.5秒钟,而冲击发生的实际过程更为短暂。一个冲裁变形的过程有三个阶段,即弹性变形阶段、塑性变形阶段和剪裂阶段。在这三个阶段中,塑性变形结束时达到的冲裁力最大,高噪声也发生在这瞬时。而最大冲裁力与冲裁件的抗剪强度、材料厚度、冲裁件的周长成正比例关系:
P=Ltτ公式中:P——冲裁力,公斤力;t——材料厚度,毫米;L——冲裁件周长,毫米;
τ——材料抗剪强度,公斤力/平方毫米。
因冲裁变形过程比较复杂,这仅仅是理论计算,虽然不能代表实际的冲裁力,但可以根据以上的原理,设法改变瞬时冲裁力。我们采取拉开冲裁周边发生剪切的前后间距,首先将凸模上模冲刃也可以对凹模,经过磨削,把平刃状改成斜刃状。这样处理后,就延长了冲击的时间,使冲裁件逐渐从板料中分离出来,使冲裁力连续作用,并不断变化,将冲裁过程变得平稳缓和。为了防止凹模承受单侧压力而发生偏移,啃坏刃口,我们采用双刃落料。为了达到降噪要求,又顾及产品质量,斜刃高度的选取有以下经验公式:
0.8t≤H≤1.2t公式中:H——斜刃的高度,毫米;t——材料的厚度,毫米。
为使单机的噪声再下降,我们又将固定卸料板式装置改成弹性卸料装置,用弹簧和橡皮卸料,延缓冲切过程的时。通过使用减噪模具,旅行剪脚圈落料单机噪声为35.分贝,比模具改革前下降10分贝。用以上办法对单机逐台模具进行改革,使工段整体降噪。
 
2、采取吸声、隔声、防震和其他消声处理办法,使噪声下降
我们对冲床较为集中的旅行剪车间,在单机模具改革实现噪声基本下降后,又在工段屋顶安装吸声平顶。吸声体是用玻璃布按500*500*50毫米规格缝制的阻燃麻绒,在多孔铝合金薄板上均匀分布,达到削弱反射声,使混响声场的声压级下降。同时还对两台25吨、35吨全自动生产的冲床用移动式箱体封闭隔声。为便于操作者随时了解冲床运转情况,在面对冲床正前方部位的箱体上,安装有机玻璃探视孔。并在所有冲床的底脚垫WJ-90橡胶隔震垫,增加冲床的稳定性。在机械运转的易响部位,配置阻尼橡胶,减缓传动部位的直接碰撞。这样处理,在一定的程度上减小了冲床的直达声。以冲床模具改革为基本手段,配合吸声、隔声、防震和其他消声处理等综合性的降噪措施,旅行剪车间冲床工段中央治理前后相应测点倍频程各中心频率的减噪量△L见表。
 

倍频程中心频率(HZ) 63 125 250 500 1K 2K 4K
减噪量△L(分贝) 9 14 14 14 14 12 11
 
工段中央的噪声级治理后比治理前下降15分贝。
上述降噪工作在全厂推广后,效果显著。如新产品车间厨房多用剪成型落料(不锈钢板料厚度2.5毫米,剪全长136毫米)的100吨冲床(每分钟冲裁38次),使用减噪模具后,单机的噪声己从原米的108~110分贝降至86~91分贝。过去工人近台操作时要用耳塞防噪,现在不戴也无妨。
 
冲床噪声治理效果
冲床噪声治理的根本途径是控制发声源,减小直达声。剪刀厂冲床噪声治理,从控制发声源入手,设计减噪模具,配合吸声、隔声、防震和其他综合性降噪措施,使冲床噪声大幅度下降。由于噪声危害使操作工感到极度疲劳的现象已不存在,生产效率大大提高。有位冲床工深有感触地说:“原来噪声太高,头脑发胀,上班冲几把剪刀就不想做下去。现在好了,计划完成后还有超产。”实践清楚表明,从控制发声源、减小直达声为基本出发点的冲床噪声综合治理,设计是合理的,也是行之有效的。实施成本较低,而且见效快,对大价使用冲床作业的各行各业的噪声控制有借鉴和推广作用。
 
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