曲柄压力机的噪声试验研究

　　1 引言

　　声音在我们日常生活中起着非常重要的作用。但是,有些声音却影响人们正常工作、休息和身体健康,这些声音被称为噪声。在汽车制造业中大量使用的机械压力机,它们在工作中将产生强烈的噪声,严重影响着工人的身体健康。为此,引起了专家们的高度重视,并做了大量的工作以图降低曲柄压力机的工作噪声。我国在1990年颁布了国家噪声法,制定了工业的噪声标准。在锻压行业中,JB1829-86标准规定,开式压力机噪声声压级[90dB(A)为合格品。虽然,大多数曲柄压力机出厂时均为合格品,但对整个冲压车间由于其压力机多而集中,因而较难达到国家规定的噪声标准。据有关资料记载,国内现有锻冲车间的噪声都是超标的[1]。曲柄压力机在使用过程中的噪声,可分为机器噪声和工艺噪声两类,前者主要取决于机床的结构参数和制造质量,后者则决定于机床冲、锻过程中工件的几何形状、尺寸、材料和工艺方法等。本文以1000kN曲柄压力机为例,进行压力机的噪声特性试验分析。

　　2 压力机的原始噪声测试

　　2.1 机床的总声压级测试

　　根据机床噪声测试规定,先测出机床的总声压级。在机床周围布置8个测试点,如图1所示。

　　使用ND2型声级计进行测试,测试时传声器离地面高度1.5m,距机床1m。曲柄压力机有三种运行状态,即大齿轮空运转、空运转连冲和单冲等(以下分别简称状态I、II、III)。分别对机床各状态下的噪声声压级进行测试。结果如表1所示。

　　由上表可见,该机床在三种运行状态下的总声压级均已超过规定值。并且最大声压级值均出现在第7个测点,即机床右边靠近大齿轮处。

　　2.2 机床噪声的频谱分析

　　选择第7个测点位置分别记录机床在不同状态下的噪声信号,并进行频谱分析,得到其功率谱如图2所示。根据该功率谱图分析发现,该机床的主要噪声频率成分是330Hz、1230Hz和1080Hz等。因此,在后面的分析中应特别关注引起这些噪声频率的激励源。

　　2.3 机床的振动频率

　　曲柄压力机工作时所发出的噪声属于机械噪声,其噪声的频率与机械振动的频率有一定的关系。因此,在对曲柄压力机结构分析的基础上,计算出主要传动零件的运动频率和固有频率如表2所示。

　　3 压力机的原始噪声分析

　　根据上述,对该曲柄压力机的噪声测试和振动频率计算结果,可进行如下分析。

　　(1)运行状态I

　　主要的噪声频率是330Hz,而传动轴扭转固有频率为328Hz,是齿轮副啮合频率的4倍为81×4=324Hz。因此,该频率的激振力通过齿轮副的轮齿激发大齿轮的轮辐而发出噪声。