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生噪聲的原理，從鋸片基體結構、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備及加工工藝都難免會有噪音的產生，特別是在不規范操作或過負荷操作時所產生的強烈刺耳的噪音會更加嚴重影響周圍的環境。噪音所產生的危害是比較大的，尤其是表現在如下幾個方面：

1、長期在強烈的噪音環境中工作，可以使人產生噪聲性耳聾。

2、影響人們的正常工作、學習及日常生活。

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

齒尖噪聲：是當鋸片高速運轉時，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，當轉速越低時，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點的次數，（HZ）

z—鋸片的齒數（個）

n—鋸片的軸的轉速（r/min）

i—諧波序號i=1、2、3……

鋸片旋轉時，每個齒尖產生單極輻射流，并周期地通過工作臺的鋸縫向外排出，由于氣流壓力發生激烈變化，隨之產生排氣噪聲，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（個）

n—鋸片軸的轉速（r/min）

i—諧波序號i=1、2、3……

在鋸片高速旋轉時，每當渦流分離的頻率與鋸片的固有頻率相近時，就發生共振，便發出“尖叫聲”，其頻率為：f=zfr

式中：z—鋸片的齒數（個）

fr—軸回轉頻率（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生振動，由于振動便容易產生物料的摩擦，因此該類的噪音也就隨之產生。

那么可以采取那些有效措施能降低噪音的產生呢？

一、從鋸片基體的結構設計上達到減噪目的。

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，消聲原理是結塊與被切割材料間由于摩擦和撞擊所產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，從而達到了降低噪聲強度的目的。如圖1：

3、復合結構

復合阻尼結構在減振降噪工程結構上也開始應用，它是薄彈性材料將幾層板粘結在一起的具有高阻尼特性，并保持金屬板材料強度的約束阻尼層結構，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，使變形滯后應力的程度增加，另外，這種約束阻尼結構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起到抑制峰值的作用，鋸片基體常用的復合阻尼層結構為2層。

利用復合阻尼結構的鋸片基體有如下特點：

（1）鋸片的校平及應力的調整難度很大；

（2）生產效率較低，成本較高；

（3）加工處理技術不當，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，內涂阻尼材料、吸聲材料，選擇超細玻璃棉，襯一層玻璃布。并用穿孔板護面。罩殼、吸聲材料、穿孔板相對固定以防止設備運轉造成系統共振引起新的噪音。

措施與能達到的降噪效果：

（1）基體采用復合結構可以降噪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，環保降噪鋸片方面的研究已經取得重大進展，宜昌黑旋風鋸業有限責任公司借助北京鋼鐵研究總院的強大力量，開發了系列的環保型鋸片，已遠銷十多個國家和地區，并取得了廣大用戶的一致好評，也說明了國內環保型石材加工工具的研究已步國際領先行列。