化工車間噪聲治理
一、化工企業(yè)車間噪聲狀況簡(jiǎn)述
1.1 概述
近年來(lái)通過(guò)不繼技術(shù)改造,化工企業(yè)噪聲來(lái)源非常廣。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)裝備和流水線,建成了現(xiàn)代化的化工企業(yè),環(huán)境面貌發(fā)生翻天覆地變化。在噪聲治理方面:有由于氣體壓力突變產(chǎn)生的氣流噪聲,如壓縮空氣、高壓蒸汽放空等;有由于機(jī)械的摩擦、振動(dòng)、撞擊或高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲,如:粉碎機(jī)、機(jī)械性傳送帶等;有由于磁場(chǎng)交變,脈動(dòng)引起電器件振動(dòng)而產(chǎn)生的電磁噪聲,如:變壓器等;建立了集中空壓站、風(fēng)機(jī)房。化工企業(yè)噪聲污染具有廣泛性和持久性。一方面,化工企業(yè)生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性使得噪聲源廣泛,影響面大;另一方面,只要聲源不停止運(yùn)轉(zhuǎn),噪聲就不會(huì)停止,工人就會(huì)受到持久的噪聲干擾。
根據(jù)調(diào)查測(cè)試,選煤廠等大型化工企業(yè)主要噪聲源是振動(dòng)篩、破碎機(jī)、跳汰機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、溜槽、離心脫水機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備。設(shè)備附近的噪聲呈寬頻帶,以中、低頻為主的特性,各層混響嚴(yán)重,普遍超標(biāo),不僅對(duì)操作人員產(chǎn)生很大危害,而且高噪聲透過(guò)門、窗、墻體向外輻射,各層噪聲均嚴(yán)重超標(biāo),使附近的礦井行政辦公樓、采區(qū)辦公樓等辦公區(qū)域受到嚴(yán)重影響。為了使車間平均噪聲明顯下降。制絲車間平均噪聲在85~115dB(A)以上,作業(yè)環(huán)境噪聲雖得到改善,但卷煙車間作業(yè)環(huán)境平均噪聲還末達(dá)到國(guó)家噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求,是目前較為突出的噪聲問(wèn)題。
1.2 化工企業(yè)車間噪聲對(duì)人體產(chǎn)生的危害
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和臨床觀察證明:無(wú)防護(hù)措施的生產(chǎn)性強(qiáng)噪聲對(duì)人體能產(chǎn)生多種不良影響。噪聲會(huì)造成聽(tīng)覺(jué)位移、噪聲聾;頭痛,頭暈,記憶力減退,睡眠障礙等神經(jīng)衰弱綜合征;改變心率和血壓;引起食欲不振、腹脹等胃腸功能紊亂;對(duì)視力、血糖也有影響。
在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)條件下,要達(dá)到預(yù)防和控制ⅱ級(jí)以上噪聲性耳聾的目標(biāo),應(yīng)采取兩級(jí)預(yù)防措施。
一級(jí)預(yù)防主要是改進(jìn)工藝,改造機(jī)械結(jié)構(gòu),提高精密度。對(duì)室內(nèi)噪聲,可采用多孔吸聲材料(玻璃纖維、礦渣棉、毛氈等),使用得當(dāng)可降低噪聲5分貝~10分貝。裝置中心控制室采用雙層玻璃隔聲,加大壓縮機(jī)機(jī)座重量,對(duì)機(jī)泵、電機(jī)等設(shè)備設(shè)計(jì)消聲罩。另外,用橡膠等軟質(zhì)材料制成墊片或利用彈簧部件墊在設(shè)備下面以減振,也能收到降低噪聲效果。同時(shí),也要研制、推廣實(shí)用舒適的新型個(gè)人防護(hù)用品,如:耳塞、耳罩、防噪聲頭盔,實(shí)行噪聲作業(yè)與非噪聲作業(yè)輪換制度。
二級(jí)預(yù)防就是對(duì)接觸噪聲的作業(yè)工人定期進(jìn)行聽(tīng)力檢查,《職工安全衛(wèi)生管理制度》規(guī)定:接觸90分貝~100分貝噪聲的工人每2年進(jìn)行一次聽(tīng)力檢查,接觸大于100分貝噪聲的工人1年檢查一次。
此外,職工還應(yīng)加強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí),如:不在噪聲環(huán)境中吸煙等。
二、化工企業(yè)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)及車間職業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
2.1 噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求
根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ1—2002)規(guī)定:作業(yè)地點(diǎn)噪聲聲級(jí)衛(wèi)生限值根據(jù)日接觸噪聲時(shí)間不同,衛(wèi)生限值標(biāo)準(zhǔn)也不同。卷煙車間機(jī)臺(tái)操作工屬日接觸噪聲時(shí)間8小時(shí)范疇,衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值為85dB(A)。
2.2 噪聲作業(yè)分級(jí)
2.2.1 噪聲作業(yè)指數(shù)
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)噪聲實(shí)測(cè),設(shè)備等效連續(xù)平均噪聲約88dB(A)。利用公式(1)計(jì)算,平均噪聲危害指數(shù)I=0.5,最高噪聲指數(shù)I=1.28。
I=(Lv-Ls)/6(1)
I——噪聲危害指數(shù);
Lv——噪聲作業(yè)實(shí)測(cè)工作日等效連續(xù)A聲級(jí),dB
Ls——接噪時(shí)間對(duì)應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),dB(A);
6——分?jǐn)?shù)常數(shù)。
2.2.2噪聲級(jí)別
依據(jù)《噪聲作業(yè)分級(jí)》(LD80-1995)規(guī)定,卷煙車間平均噪聲作業(yè)指數(shù)I<1級(jí)別為I級(jí),屬輕度危害。個(gè)別機(jī)臺(tái)噪聲作業(yè)指數(shù)I>1,級(jí)別為Ⅱ級(jí),屬中度危害。
三、化工車間原則及其車間噪聲治理思路分析
3.1 化工車間噪聲控制目標(biāo)、原則及重點(diǎn)
3.1.1 噪聲治理目標(biāo)是有效降低室內(nèi)噪聲強(qiáng)度,達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),減少車間噪聲對(duì)廠區(qū)環(huán)境的影響,改善礦區(qū)辦公環(huán)境;
3.1.2 噪聲控制措施以不妨礙生產(chǎn)設(shè)備操作、觀察、檢修、并滿足通風(fēng)散熱為原則,既要開(kāi)啟靈活、施工方便,又要有明顯的降噪效果;
3.1.3 由于主洗車間二、三、四層設(shè)備多,作業(yè)人員多,噪聲級(jí)高,污染嚴(yán)重,因此,治理重點(diǎn)為二至四層。
3.2 化式車間噪聲治理思路
3.2.1 對(duì)于噪聲分布面廣、層高又不太高的車間,采用設(shè)計(jì)方案(一)滿鋪吸聲平頂是最佳治理方案。既能做到吸聲降噪較佳治理效果,又能達(dá)到車間裝飾美觀作用;
3.2.2 從化工車間作業(yè)區(qū)噪聲頻譜分析可知,噪聲從低頻到高頻輻射較為均勻,頻譜特性為寬頻帶曲線,噪聲最高峰值在500HZ左右;
3.2.3 現(xiàn)狀噪聲頻譜特性曲線與NR80噪聲評(píng)價(jià)曲線相比,需降噪范圍在中、高頻處。選用無(wú)需填充吸聲材料雙層微穿孔板,是對(duì)中、高頻降噪的較佳吸聲結(jié)構(gòu)。既可達(dá)到降噪效果又不會(huì)因作業(yè)區(qū)粉塵而影響吸聲結(jié)構(gòu)性能;
3.2.4 對(duì)于原吸聲性能較差的車間,采用吸聲降噪技術(shù)措施,能取得明顯的效果。吸聲是控制噪聲在傳播途徑中有效技術(shù)措施。但降低機(jī)臺(tái)本機(jī)的噪聲,是根本控制聲源最佳的方法。因此,直達(dá)聲控制是化工車間目前面臨最為棘手的聲源問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題,談幾點(diǎn)建議,供參考、探討:
(1)應(yīng)恢復(fù)設(shè)備中原防護(hù)裝置中的吸聲材料;
(2)建立安全防護(hù)裝置的維護(hù)保養(yǎng)考核制度及設(shè)施性能定期監(jiān)測(cè)制度。保持、完善其設(shè)施安全防護(hù)性能;
(3)對(duì)設(shè)備中原無(wú)吸聲設(shè)施的防護(hù)罩、外殼等,盡可能考慮涂刷或粘貼吸聲材料,以減少設(shè)備外壁輻射噪聲;
(4)眾所周知,由于空氣振動(dòng)而產(chǎn)生聲音。振幅越大,聲音越大,同種機(jī)型設(shè)備噪聲分貝相差4dB以上。
顯而易知,由于設(shè)備零部件裝配精度差異而引起振幅不同,而產(chǎn)生聲響不同。由此引出三個(gè)問(wèn)題供探討:
①如何對(duì)設(shè)備中零部件的裝配精度進(jìn)行驗(yàn)證;
②采用何種潤(rùn)滑劑,使零部件摩擦而產(chǎn)生的噪聲降至最低點(diǎn);
③選用何種最佳減振墊,減少設(shè)備振動(dòng)而引起的噪聲聲輻射。
四、噪聲控制措施分步實(shí)施步驟述
4.1 化工車間噪聲控制可供選擇手段對(duì)比
4.1.1 從聲源上控制噪聲
從聲源上控制噪聲是降低噪聲最有效方法。通過(guò)聲源控制,可直接降低設(shè)備本體直達(dá)聲,從而可簡(jiǎn)化傳播途徑上的控制措施。主要采取以下幾點(diǎn)控制措施:
a.對(duì)安全防護(hù)罩,尤其是對(duì)有隔聲要求的防護(hù)設(shè)施,必須保持密閉,盡可能減少縫隙孔洞,以致影響隔聲性能;
b.對(duì)原有防護(hù)罩內(nèi)脫落的吸聲材料,重新粘貼新的吸聲材料,恢復(fù)其吸、隔聲性能;
c.對(duì)設(shè)備鐵皮外壁內(nèi)側(cè),涂刷阻尼材料,提高其隔聲性能。
d.對(duì)噪聲異常的設(shè)備,進(jìn)行重點(diǎn)整治。不但要對(duì)其隔聲防護(hù)罩進(jìn)行整改外,對(duì)其傳動(dòng)等其它部位也應(yīng)進(jìn)行深入解析,以消除和減少聲源的發(fā)聲量。
4.1.2 從噪聲傳播途徑上降低噪聲
a.對(duì)各真空管、風(fēng)送管,采取包扎隔聲或安裝消聲器,以降低空氣動(dòng)力性噪聲;
b.提高吸聲系數(shù),增加吸聲量,減少混響聲是噪聲控制重要手段。常用技術(shù)措施:安裝吸聲吊平頂;墻面貼裝吸聲材料;懸掛吸聲體等。
4.2 化工車間噪聲控制在化工行業(yè)中的實(shí)施
根據(jù)主洗車間設(shè)備布置特點(diǎn)、噪聲狀況及對(duì)車間內(nèi)外影響程度,經(jīng)反復(fù)比較后確定,對(duì)各種皮帶輸送機(jī)機(jī)頭、離心機(jī)、破碎機(jī)、振動(dòng)篩、給煤機(jī)、刮板機(jī)等機(jī)械性噪聲為主的設(shè)備設(shè)置不同型號(hào)的隔聲屏、隔聲罩,對(duì)跳汰機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等空氣動(dòng)力性噪聲為主的設(shè)備設(shè)置氣流匯總系統(tǒng)、消聲器,對(duì)以撞擊振動(dòng)噪聲為主的矸石、塊煤溜槽等采取阻尼減振處理,以有效降低聲源噪聲;在適當(dāng)?shù)膶用婕败囬g辦公室等功能房間作吸聲處理,以降低混響噪聲;在個(gè)別高噪聲作業(yè)點(diǎn)設(shè)置隔聲值班間;在車間適當(dāng)位置設(shè)置隔聲門、窗,以減少噪聲外部環(huán)境的影響。
各種隔聲罩整體結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)成組合開(kāi)啟式,以利設(shè)備檢修;有散熱要求的隔聲罩設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)口,便于通風(fēng)散熱;為滿足加油、觀察、日常維護(hù)和使用要求,在適當(dāng)位置均設(shè)有門、窗、洞等。
在振動(dòng)篩等大體積高噪設(shè)備周圍或某一側(cè)面設(shè)置的隔聲屏,隔聲屏內(nèi)壁均為吸聲結(jié)構(gòu);在輸送機(jī)、斗提機(jī)等設(shè)備通過(guò)處均留孔洞并設(shè)觀察窗和采光窗;溜槽噪聲采用復(fù)合阻尼材料敷設(shè)于矸石、塊煤等高噪聲溜槽的外表面;在聲級(jí)高、混響嚴(yán)重的層面,對(duì)其墻壁、屋頂內(nèi)表面做吸聲處理,不影響原有設(shè)備的使用和檢修。
針對(duì)車間內(nèi)設(shè)備密集、空間狹窄、布置復(fù)雜的特點(diǎn),該化工車間技術(shù)項(xiàng)目采用了多種創(chuàng)新技術(shù),其中包括日本友尼克斯公司近年推出的共振膜吸聲材料、在設(shè)備周圍安裝透光軟隔聲罩、安裝鋼溜槽可拆隔聲罩、為大功率電機(jī)安裝電機(jī)消聲器、在車間墻面安裝共振薄膜吸聲體等。透光軟隔聲罩采用塑料制品制作,可根據(jù)聲源高低和現(xiàn)場(chǎng)情況,進(jìn)行多層吊掛。鋼溜槽可拆隔聲罩采用多種吸、隔聲復(fù)合材料,用磁性材料吸附在鋼溜槽表面、貼拼方便,可適應(yīng)溜槽經(jīng)常修補(bǔ)更換的需要。在墻面上安裝的共振薄膜吸聲體可使室內(nèi)噪聲下降4-6dB。
另外,化工車間噪聲治理在辦公樓內(nèi)各層分別安裝噪聲監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)控車間內(nèi)噪聲變化情況。
五、化工車間噪聲治理技術(shù)給化工企業(yè)帶來(lái)的收益
此技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施,較好地滿足了車間生產(chǎn)工藝、安全、操作、檢修等各方面要求,對(duì)于廠區(qū)車間噪聲控制技術(shù)的發(fā)展作了積極有益的探索,經(jīng)過(guò)噪聲源調(diào)查、制定噪聲控制方案、進(jìn)行技術(shù)方案論證、現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)等幾個(gè)階段,使得廠區(qū)車間內(nèi)噪聲治理效果十分顯著,符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),順利通過(guò)環(huán)保初步驗(yàn)收。廠區(qū)外環(huán)境噪聲明顯降低、提高化工車間機(jī)械生產(chǎn)效率、切實(shí)的增值高效產(chǎn)出。治理措施在不降低原有生產(chǎn)線效率的條件下,對(duì)各主要噪聲源采取的綜合治理措施符合生產(chǎn)實(shí)際,投資少,見(jiàn)效快,綜合治理降噪顯著,車間內(nèi)職工反映良好受到工人們一致好評(píng)。該項(xiàng)技術(shù)適用于五金機(jī)械化工生產(chǎn)車間噪聲治理,對(duì)于類似生產(chǎn)條件的車間亦可適用
沖床噪聲五大產(chǎn)生源及沖床噪聲治理措施的分布實(shí)施
沖床是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的機(jī)械設(shè)備,加工方式為借助于沖頭的動(dòng)能沖栽零件,負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲多在90dBA以上。我國(guó)沖床車間噪聲一般高達(dá)90-110dBA,給設(shè)備操作者和車間其他人員造成極大的危害,對(duì)環(huán)境亦有影響。
在機(jī)械設(shè)備中,沖床噪聲很突出。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)沖床噪聲的研究,治理和控制開(kāi)展較早,我國(guó)此項(xiàng)工作的開(kāi)展是在七十年代末期。降低沖床噪聲時(shí),要考慮加工質(zhì)量,生產(chǎn)率,操作方便和降噪費(fèi)用等諸多因素?梢哉f(shuō)沖床噪聲控制顯得既迫切而又艱巨。
一、 沖床噪聲的產(chǎn)生
沖床噪聲可分為運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲和工作噪聲。運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲是沖床空載運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲,它包括電機(jī)、皮帶、齒輪、曲柄連桿滑塊及軸承間隙、離合器等形成的噪聲。其中,主要是離合器和齒輪噪聲。工作噪聲是沖床沖壓時(shí)產(chǎn)生的噪聲,在相同的沖床上采用不同的沖壓工藝(如沖裁,拉深,彎曲)加工同樣材料所產(chǎn)生的噪聲不一致。沖床負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)列的噪聲。沖頭與工件,打料桿與工件,卸料板與板料間和撞擊,以及在沖裁和剪切過(guò)程中形成的沖剪噪聲等,都是沖床噪聲的主要來(lái)源。
1.離合器的接合和脫開(kāi)噪聲
沖床常用的離合器有牙嵌式、摩擦片式、轉(zhuǎn)鍵式等。其中,轉(zhuǎn)鍵式在中小噸位沖床上應(yīng)用最廣,噪聲相對(duì)較高。沖床轉(zhuǎn)鍵離合器接合的實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)鍵與開(kāi)有三個(gè)(或四個(gè))鍵位的中套的其中某個(gè)鍵位接合。離合器接合噪聲是由一系列的撞擊所引發(fā)的,在接合過(guò)程中,存在三個(gè)主要撞擊現(xiàn)象[3]:
(1)轉(zhuǎn)鍵與中套間的撞擊,即穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)鍵與旋轉(zhuǎn)著的中套接合過(guò)程中兩者的碰撞;
(2)轉(zhuǎn)鍵與曲軸間的撞擊,即轉(zhuǎn)鍵的一側(cè)與中套間撞擊的同時(shí),另一側(cè)在前者反作用力的作用下與曲軸沖擊;
(3)曲軸與其支承的滑動(dòng)軸承間的撞擊。
沖床構(gòu)件之間的撞擊,產(chǎn)生了作用在大齒輪(大飛輪)及床身之上的作用力,這些作用力,是產(chǎn)生沖床離合器接合噪聲的根本原因之所在?傊,沖床轉(zhuǎn)鍵離合器噪聲是轉(zhuǎn)鍵與中套鍵位間撞擊、關(guān)閉器與鍵尾間撞擊等一系列撞擊所引發(fā)的,這些沖床構(gòu)件之間的撞擊,首先產(chǎn)生一次噪聲,同時(shí),產(chǎn)生了作用在大齒輪(大飛輪)及床身之上的作用力,這些作用力在床身內(nèi)部傳遞,當(dāng)傳遞到發(fā)聲表面產(chǎn)生振動(dòng)速度,使之與該表面接觸的空氣介質(zhì)受到擾動(dòng)而產(chǎn)生壓力變化P(ω),從而輻射聲波。影響離合器噪聲因素有:離合器接合時(shí)受到的沖量的大小,在質(zhì)量一定的條件下決定沖擊速度的高低;還與接觸材料本身的剛度和阻尼特性有關(guān)。
2.沖裁工藝噪聲
沖剪過(guò)程中,材料因剪切而斷裂,由此導(dǎo)致沖頭突然卸荷,所形成的聲音稱為沖剪噪聲。沖床被激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng),并引起機(jī)身和聲輻射和地面振動(dòng)。沖裁時(shí),沖頭一旦接觸金屬板料,沖裁力開(kāi)始增加。與此同時(shí),由于機(jī)身及其它受力構(gòu)件的變形而積蓄了彈性能。當(dāng)沖頭進(jìn)入板料約一半厚度時(shí),沖裁力達(dá)到最大值。板材的突然斷裂使沖頭突然失荷,機(jī)身等積蓄的彈性能在極短時(shí)間內(nèi)釋放出來(lái),將激起機(jī)身及各部件的振動(dòng),使部件間產(chǎn)生沖擊,與此同時(shí),滑塊以相當(dāng)大的速度下沖,引起滑塊周圍空氣的壓力擾動(dòng),從而輻射噪聲。前者激發(fā)的噪聲稱振鳴噪聲,后者引起的噪聲為加速度噪聲。由分析可知,振鳴噪聲與引起機(jī)身等構(gòu)件振動(dòng)的沖裁力—時(shí)間歷程有關(guān)。此外,沖裁噪聲還包括板料斷裂聲、沖頭與板料的撞擊聲及兩者接觸時(shí)的空氣擠出聲共5種噪聲。
3.電動(dòng)機(jī)噪聲
做為沖床的動(dòng)力源,電機(jī)工作時(shí)也產(chǎn)生噪聲,它包括電機(jī)繞組的電磁噪聲,空氣動(dòng)力噪聲及機(jī)械噪聲。電機(jī)噪聲的聲壓級(jí)與電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。
電機(jī)的電磁噪聲,主要是由交變電磁場(chǎng)相互作用激發(fā)轉(zhuǎn)子和定子振動(dòng)產(chǎn)生的。電磁噪聲一般為高頻噪聲。電機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲主要是冷卻風(fēng)扇噪聲,對(duì)于相當(dāng)多的電機(jī),冷卻風(fēng)扇噪聲是主要噪聲源。機(jī)械噪聲主要包括一些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件的非平衡力激發(fā)產(chǎn)生的噪聲和一些零部件振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
電機(jī)噪聲的聲功率級(jí)可用下式計(jì)算[4]
L=20lgW+15lgN+k3
式中W—電機(jī)額定功率,kW
N—電機(jī)轉(zhuǎn)速,r/min
k3—信號(hào)頻率修正值
4.工作機(jī)構(gòu)間隙產(chǎn)生的沖擊噪聲
撞擊噪聲是沖床噪聲的主要組成部分。當(dāng)沖頭沖裁板料時(shí),與板料發(fā)生撞擊,產(chǎn)生撞擊噪聲。撞擊噪聲可分為加速度噪聲和自鳴噪聲。沖頭沖擊坯料時(shí),受到阻力而突然停止所產(chǎn)生的噪聲稱為加速度噪聲。被沖擊的坯料,由于受擊而發(fā)生振動(dòng),這一振動(dòng)發(fā)出的聲音叫自鳴噪聲。
傳動(dòng)件間隙引起的噪聲是指沖床各連接件間存在有配合間隙,在沖擊力作用下,引起軸系的反沖、零件受激勵(lì)振動(dòng),引起聲輻射而形成的噪聲。沖床的連桿和曲軸,滑塊與連桿等連接零件組成的曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)中,共有三對(duì)摩擦副:曲軸軸頸與曲軸瓦;曲柄頸與連桿大頭軸瓦;連桿小頭(球頭)與滑塊球頭座。由于制造和裝配誤差以及工作本身的需要,不可避免存在間隙。這些摩擦副之間雖然都承受交變載荷,但不一定都引起強(qiáng)烈的沖擊噪聲。它們之間彼此的移動(dòng),可能是有接觸的移動(dòng),也可能是無(wú)接觸的自由移動(dòng)。但當(dāng)從自由移動(dòng)過(guò)渡到接觸移動(dòng)時(shí),必然要帶來(lái)強(qiáng)烈的撞擊,這種噪聲頻帶寬,高頻部分強(qiáng)。顯然間隙越大,噪聲越高。另外,間隙一定時(shí),滑塊行程次數(shù)越高,噪聲比例升高。
在沖床諸噪聲源中,沖裁噪聲和離合器噪聲是主要噪聲源。
5.齒輪嚙合噪聲
沖床上大小兩個(gè)齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)節(jié)線沖擊力和嚙合沖擊力,從而激起齒輪的嚙合噪聲。節(jié)線沖擊力是由兩輪齒嚙合時(shí)齒面摩擦力方向的改變而產(chǎn)生的。如圖6所示為齒輪嚙合時(shí)摩擦力的變化情況。齒輪的接觸線在嚙合過(guò)程中沿嚙合線從A向B移動(dòng)。B是節(jié)點(diǎn),在接觸點(diǎn)由A向B的移動(dòng)中,速度逐漸減小,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。而在由B向C的移動(dòng)過(guò)程中相對(duì)速度方向改變。因而,B點(diǎn)是速度方向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。由于相對(duì)滑動(dòng),因而也存在摩擦力。摩擦力的方向隨相對(duì)速度的改變而改變。所以,B點(diǎn)又是摩擦力方向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。節(jié)線沖擊力與傳遞力矩,齒面間摩擦系數(shù)及相對(duì)滑動(dòng)速度的大小有關(guān)。齒傳遞功率越大,齒面粗糙度越大,轉(zhuǎn)速越高,齒輪的節(jié)線沖擊力就越大。
嚙合沖擊力是在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所發(fā)生的齒與齒之間碰撞而產(chǎn)生的沖力。實(shí)際齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中要發(fā)生變形,再加上齒輪的制造安裝誤差等,使得齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生齒與齒之間相互撞擊而輻射噪聲。其中齒輪的轉(zhuǎn)速對(duì)其噪聲的影響最大。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高,輻射聲壓級(jí)隨之提高。
二、 沖床噪聲控制措施
(1)從沖床聲源處降低噪聲
a.沖床本身降噪
沖床降噪的根本措施在于聲源控制。英國(guó)的理查茲(Richards)把撞擊噪聲方面的理論研究應(yīng)用到?jīng)_床上,可使噪聲下降30dBA。其基本理論是,加速度噪聲等于錘子運(yùn)動(dòng)時(shí)所帶動(dòng)的等體積的空氣所具有的動(dòng)能的一半。cto/vo從1增加到10,噪聲級(jí)約可降低30dBA,c是聲速,to是錘子運(yùn)動(dòng)停止的時(shí)間。Vo是錘子沖擊坯料時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。用其它方法,這樣大幅度降噪是很難實(shí)現(xiàn)的。
七十年代末期,國(guó)際上出現(xiàn)了新型液壓伺服沖床,沖頭能按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律工作,使沖床噪聲大降低。
沖床各傳動(dòng)件間存在必不可少的配合間隙,減少間隙和防止軸系反沖的結(jié)構(gòu)形式已有應(yīng)用,如曲軸連桿減緩反沖裝置等。改革現(xiàn)有傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì),對(duì)于出廠沖床并非易事,根本途徑在于改革沖床的沖擊過(guò)程。沖床降噪的技術(shù)措施有許多尚在試驗(yàn)研究階段,完全成熟及全面推廣還需很長(zhǎng)時(shí)期,因而現(xiàn)階段還應(yīng)考慮其它技術(shù)措施。
b.降低模具噪聲
沖模設(shè)計(jì)者往往忽略對(duì)噪聲的考慮。合理地選擇凹凸模的配合間隙,能實(shí)現(xiàn)降噪5dBA,改變凸的幾何形狀,用階梯模、斜刃模代替平口模,亦能降噪5-10dBA左右。但由于工件的幾何開(kāi)頭有時(shí)很復(fù)雜,給模具加工帶來(lái)一定的困難。此外還有在模具中增加緩沖器及降低卸件噪聲等措施。
(2)從傳播途徑對(duì)沖床實(shí)施噪聲控制
控制沖床噪聲對(duì)人體的危害,在傳播途徑上采取控制措施,技術(shù)革新上比較成熟,并可取得一定效果。
a. 吸聲降噪
吸聲的目的是減弱車間內(nèi)反射聲,一般可降噪6dBA左右的降噪效果。
b. 局部隔聲
采用加吸聲的隔聲屏、模具區(qū)域隔聲罩,能有8dBA左右的降噪效果。
c. 全封閉隔聲罩
全封閉隔聲罩能有20dBA左右的降噪效果。罩體可作成拼裝式,一般占地面積較大。
傳播途徑中控制沖床噪聲雖是消極的治理方法,但由于簡(jiǎn)便易行,并能收到較好的降噪效果,因而較多被采用。應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意操作、維修等問(wèn)題。
企業(yè)廠房車間噪聲防護(hù)措施
1. 做好前期預(yù)防
對(duì)廠區(qū)進(jìn)行合理布局,保證配套的職業(yè)病防護(hù)設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行。從多方面做好針對(duì)噪聲危害的前期預(yù)防工作。
1.1 高噪聲車間與低噪聲車間、高噪聲設(shè)備與低噪聲設(shè)備隔開(kāi);
1.2 噪聲源于早作人員之間設(shè)置隔音、隔振防護(hù)措施
2. 控制和消除噪聲源
降低和消除生源是最根本、最徹底的降噪措施。生產(chǎn)噪聲主要分機(jī)械噪聲和氣流噪聲2 大類。
2.1 降低機(jī)械噪聲:
2.1.1 改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì),選用高分子材料或高祖你和金代替普通鋼制造機(jī)件;
2.1.2 改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu),如將化纖廠拉捻機(jī)的齒輪改稱有彈性軸套的鋼齒輪,巨脲鑄造齒輪。旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備盡量選用噪聲小的傳動(dòng)方式;
2.1.3 改進(jìn)工藝與操作方法;
2.1.4 及其運(yùn)行中,由于機(jī)件撞擊、摩擦或由于動(dòng)平衡不好而產(chǎn)生的噪聲,可以通過(guò)改進(jìn)機(jī)加工精度和機(jī)器裝配質(zhì)量的方法有效降低。
2.2 控制、減弱氣流噪聲
氣流噪聲指各種風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)排氣口、高壓高速管道、風(fēng)動(dòng)工具等產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲。鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等于生產(chǎn)無(wú)直接關(guān)系的聲源可隔離或移出室外;一般風(fēng)機(jī)應(yīng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式,選擇最佳葉型、轉(zhuǎn)速,提高裝配精度和質(zhì)量以降低噪聲;高壓高速管道發(fā)生的噪聲應(yīng)采取降低壓差流速、減少速度縫制的措施減輕,進(jìn)氣口通道盡量保持最大面積和最短長(zhǎng)度,清除管道中的障礙物,減少?gòu)濐^和面積突變,改變高壓高速氣流噴嘴的形狀等。
3. 阻斷噪聲傳播途徑
廠區(qū)應(yīng)合理規(guī)劃布局,產(chǎn)生噪聲的工廠與居民區(qū)之間應(yīng)有一定距離,最好設(shè)置防護(hù)帶,防護(hù)帶內(nèi)種植樹(shù)木火舌歌聲墻壁。噪聲車間與非噪聲車間、強(qiáng)噪聲設(shè)備與一般設(shè)備應(yīng)隔開(kāi)。也可以利用地形地物組閣降低噪聲。如果以上方法仍不能達(dá)到要求,就需要在噪聲傳播途徑上采取犧牲、消聲、隔聲、隔振 、阻尼等聲學(xué)處理措施。
3.1 吸聲。利用吸聲材料如玻璃棉、泡沫塑料、礦渣棉、毛氈、石棉絨、加氣混凝土、木板絲、甘蔗板等裝飾墻面或天花板,這些多空材料能夠吸收聲波,達(dá)到降低噪聲強(qiáng)度的目的。吸聲材料主要吸收反射聲,對(duì)從聲源直接發(fā)出的直達(dá)聲作用甚微,對(duì)高頻噪聲比對(duì)低頻噪聲有效。低頻噪聲可采用共振吸聲的辦法,用多孔板作吸聲墻壁。這些措施能取得較好的吸聲效果。
3.2 消聲。使用消聲器是控制空氣動(dòng)力性噪聲的主要措施。消聲器是一種組織聲音傳播而允許氣流通過(guò)的裝置,主要用于風(fēng)道和排氣管道。常用消聲器分阻性消聲器和抗性消聲器兩種,二者聯(lián)合使用消聲效果更好。好的消聲器應(yīng)當(dāng)是消聲量大,空氣動(dòng)力性能好,結(jié)構(gòu)性能好,三者缺一不可。
3.3 隔聲。把發(fā)聲設(shè)備或需要安靜的場(chǎng)所封閉在一個(gè)小的空間中,使之與周圍環(huán)境隔絕起來(lái),以達(dá)到控制噪聲傳播的目的。如空壓站的隔聲室,窗戶用雙層玻璃,門窗用吸聲材料飾面,周圍用橡膠條密封。小型聲源可用隔聲罩。
3.4 隔振。為了防止通過(guò)固體傳播的振動(dòng)性噪聲,可在機(jī)器或振動(dòng)體的基座與地板、墻壁聯(lián)結(jié)處安裝隔振或減振裝置,也可以起到降低噪聲的效果。
3.5 阻尼。阻尼材料就是內(nèi)損耗較大的材料,如瀝青、軟橡膠以及其他高分子材料。屠宰金屬板上的阻尼材料,其厚度應(yīng)當(dāng)為金屬板的3倍以上,并使其緊緊的黏附在金屬板上,這樣才能起到良好的阻尼效果。
4. 加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)及健康監(jiān)護(hù)
在較強(qiáng)噪聲環(huán)境工作的人員,都必須配戴舒適方便的耳塞、耳罩等個(gè)人防護(hù)用品。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工人使用勞動(dòng)防護(hù)用品的監(jiān)管,并進(jìn)行培訓(xùn)教育,讓工人養(yǎng)成自覺(jué)防護(hù)的習(xí)慣。
生產(chǎn)車間減振動(dòng)減噪聲措施
① 采用振動(dòng)小、噪聲較低的工藝與設(shè)備。例如用造型機(jī)、刨砂機(jī)代替風(fēng)錘;用射壓、高壓造型設(shè)備代替震擊和微震壓實(shí)造型機(jī);用液壓傳動(dòng)代替氣動(dòng);用水力清砂、拋丸清理等代替風(fēng)鏟清理鑄件表面,以降低車間振動(dòng)與噪聲。
② 消除或減弱機(jī)器的噪聲及切斷傳聲途徑。如射芯機(jī)和射壓造型機(jī)在射砂后排氣時(shí),由于空氣以沖擊波形式?jīng)_出排氣孔,產(chǎn)生很大噪聲;高壓氣力輸送裝置在卸料時(shí),也會(huì)因沖擊波而產(chǎn)生噪聲。要消除這種噪聲可在排氣通道上加消音器。震擊造型機(jī)震擊時(shí),震動(dòng)波可以沿地基傳到遠(yuǎn)處,特別是大的震擊造型機(jī)會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)與噪聲。這時(shí)可將震擊造型機(jī)的地基與附近車間地面隔開(kāi),中間填以木屑填充物等,使震動(dòng)波被地面的傳遞介質(zhì)切斷,防止震動(dòng)波向四面?zhèn)鞑,以減少振動(dòng)與噪聲。
③ 設(shè)置隔音層或者隔離室以隔離聲源。清理滾筒時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲?蓪⑶謇頋L筒布置在車間外的小屋中(工作時(shí)工人離開(kāi));或在清理滾筒外面加隔音層,便可顯著降低工作時(shí)的噪聲。也可在滾筒裝好料后,罩上隔音罩,待滾筒卸料時(shí),再將隔音罩吊開(kāi)。這樣,不僅能降低噪聲還能起到防塵作用。
沖天爐用鼓風(fēng)機(jī)的噪聲很大,一般可設(shè)置獨(dú)立的鼓風(fēng)機(jī)房,周圍用隔音墻與車間隔開(kāi);也可用隔音物質(zhì)(如軟木等)做成隔音罩,以減少噪聲對(duì)周圍的影響。還可用消音器或改進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)等措施,以降低和消除噪聲。
有時(shí)由于工藝上的需要或因經(jīng)濟(jì)原因,車間內(nèi)噪聲不能大幅度降低,這時(shí)可在造型機(jī)或落砂機(jī)旁用隔音物質(zhì)做成獨(dú)立的隔音室,工人在隔音室中操縱各種手柄,控制設(shè)備的工作過(guò)程,以免除噪聲的干擾。
④ 采用隔振裝置以減輕與消除振動(dòng)。如在落砂機(jī)上設(shè)置彈簧減振器及橡皮減振器。
⑤ 加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。如工作時(shí)用耳塞、耳罩,以降低噪聲的干擾,但這使人的聽(tīng)覺(jué)不靈,容易出事故。
企業(yè)廠房車間噪聲防護(hù)措施
存在噪聲危害的行業(yè)和工種分布非常廣泛,衛(wèi)生部2002年頒布的《職業(yè)病危害因素分類目錄》中,列舉了61個(gè)可能導(dǎo)致噪聲聾的行業(yè)工種。而實(shí)際工作中噪聲主要來(lái)自于:機(jī)械加工業(yè)的下料、剪切、鍛造、沖壓、輥壓、鉚接、落砂、造型,金屬表面處理的拋光、噴砂、清理,熱電廠的碎煤、球磨、汽機(jī)發(fā)電、司爐,水泥制造廠的破碎、研磨,紡織業(yè)的紡紗、織造、制條以及采礦業(yè)的鑿巖、爆破、掘進(jìn)等工種。
噪聲性聽(tīng)力損傷治療效果不明顯,所以,防治噪聲關(guān)鍵在于采取綜合性的措施。
1、做好前期預(yù)防
上面病例中提到的患者在修鍛車間做鍛工,該企業(yè)投建已有30多年歷史,在設(shè)計(jì)、建造方面存在諸多問(wèn)題。廠區(qū)布局很不合理,高噪聲車間與低噪聲車間、高噪聲設(shè)備與低(無(wú))噪聲設(shè)備沒(méi)有隔開(kāi);修鍛車間內(nèi)有150 kg、400 kg空氣錘,1 t、2 t、3 t蒸汽錘,加熱爐,退火爐等生產(chǎn)設(shè)備,但這些噪聲源與操作人員之間沒(méi)有任何隔音、隔振防護(hù)設(shè)施;加熱、備坯、檢驗(yàn)、模鍛成形、熱處理、清理、矯正等多個(gè)工序被安排在同一車間內(nèi)進(jìn)行,使噪聲危害加劇。因此,在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)階段,應(yīng)該對(duì)廠區(qū)進(jìn)行合理布局,保證配套的職業(yè)病防護(hù)設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行。對(duì)可能產(chǎn)生職業(yè)病危害的建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行可行性論證階段職業(yè)病危害預(yù)評(píng)價(jià)的衛(wèi)生審核、竣工驗(yàn)收時(shí)的職業(yè)病危害控制效果評(píng)價(jià)及職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的衛(wèi)生驗(yàn)收,對(duì)存在的職業(yè)病危害項(xiàng)目應(yīng)如實(shí)申報(bào)并接受監(jiān)督,從多方面做好針對(duì)噪聲危害的前期預(yù)防工作。
2、控制和消除噪聲源
降低和消除聲源是最根本、最徹底的降噪措施。生產(chǎn)噪聲主要分為機(jī)械噪聲和氣流噪聲2大類。
(1) 降低機(jī)械噪聲
①改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì),選用高分子材料或高阻尼合金代替普通鋼制造機(jī)件。
②改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu),如將化纖廠拉捻機(jī)的齒輪改成有彈性軸套的鋼齒輪、聚脲鑄造齒輪。旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備應(yīng)盡量選用噪聲小的傳動(dòng)方式,如將正齒輪傳動(dòng)裝置改成斜齒輪或螺旋齒輪傳動(dòng)裝置,或改用皮帶傳動(dòng)。
③改進(jìn)工藝與操作方法,如將鉚接改成焊接,將鍛打改成摩擦擠壓或液壓加工,建筑施工中用壓力打樁機(jī)代替柴油打樁機(jī)等。
④機(jī)器運(yùn)行中,由于機(jī)件撞擊、摩擦或由于動(dòng)平衡不好而產(chǎn)生的噪聲,可以通過(guò)改進(jìn)機(jī)加工精度和機(jī)器裝配質(zhì)量的方法有效降低。
(2) 控制、減弱氣流噪聲
氣流噪聲指各種風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)排氣口、高壓高速管道、風(fēng)動(dòng)工具等產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲。鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等與生產(chǎn)無(wú)直接關(guān)系的聲源可隔離或移出室外;一般風(fēng)機(jī)應(yīng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式,選擇最佳葉型、轉(zhuǎn)速,提高裝配精度和質(zhì)量以降低噪聲;高壓高速管道發(fā)生的噪聲應(yīng)采取降低壓差流速、減少速度峰值的措施減輕,進(jìn)氣口通道盡量保持最大面積和最短長(zhǎng)度,清除管道中的障礙物,減少?gòu)濐^和面積突變,改變高壓高速氣流噴嘴的形狀等。
3、阻斷噪聲傳播途徑
廠區(qū)應(yīng)合理規(guī)劃布局,產(chǎn)生噪聲的工廠與居民區(qū)之間應(yīng)有一定距離,最好設(shè)置防護(hù)帶,防護(hù)帶內(nèi)種樹(shù)木或設(shè)隔聲墻壁。噪聲車間與非噪聲車間、強(qiáng)噪聲設(shè)備與一般設(shè)備應(yīng)隔開(kāi)。也可以利用地形地物阻隔降低噪聲,如山丘、土坡、建筑物、樹(shù)木(森林)等都是良好的屏障,能阻隔或吸收一部分噪聲。如果以上方法仍不能達(dá)到要求,就需要在噪聲傳播途徑上采取吸聲、消聲、隔聲、隔振、阻尼等聲學(xué)處理措施。
(1) 吸聲。利用吸聲材料如玻璃棉、泡沫塑料、礦渣棉、毛氈、石棉絨、加氣混凝土、木絲板、甘蔗板等裝飾墻面或天花板,這些多孔材料能夠吸收聲波,達(dá)到降低噪聲強(qiáng)度的目的。吸聲材料主要吸收反射聲,對(duì)從聲源直接發(fā)出的直達(dá)聲作用甚微,對(duì)高頻噪聲比對(duì)低頻噪聲有效。低頻噪聲可采用共振吸聲的辦法,用多孔板作吸聲墻壁。這些措施均能取得較好的吸聲效果。
(2) 消聲。使用消聲器是控制空氣動(dòng)力性噪聲的主要措施。消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的裝置,主要用于風(fēng)道和排氣管道。常用消聲器分阻性消聲器和抗性消聲器兩種,二者聯(lián)合使用消聲效果更好。好的消聲器應(yīng)當(dāng)是消聲量大,空氣動(dòng)力性能好,結(jié)構(gòu)性能好,三者缺一不可。
(3) 隔聲。把發(fā)聲設(shè)備或需要安靜的場(chǎng)所封閉在一個(gè)小的空間中,使之與周圍環(huán)境隔絕起來(lái),以達(dá)到控制噪聲傳播的目的。如空壓站的隔聲室,窗戶用雙層玻璃,門窗用吸聲材料飾面,周圍用橡膠條密封。小型聲源可用隔聲罩。
(4) 隔振。為了防止通過(guò)固體傳播的振動(dòng)性噪聲,可在機(jī)器或振動(dòng)體的基座與地板、墻壁聯(lián)結(jié)處安裝隔振或減振裝置,也可起到降低噪聲的效果。
(5) 阻尼。阻尼材料就是內(nèi)損耗較大的材料,如瀝青、軟橡膠以及其他高分子材料。涂在金屬板上的阻尼材料,其厚度應(yīng)當(dāng)為金屬板的3倍以上,并使其緊緊地粘附在金屬板上,這樣才能起到良好的阻尼效果。
4、加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)及健康監(jiān)護(hù)
在較強(qiáng)噪聲環(huán)境工作的人員,都必須配戴舒適方便的耳塞、耳罩等個(gè)人防護(hù)用品。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工人使用勞動(dòng)防護(hù)用品的監(jiān)管,并進(jìn)行培訓(xùn)教育,讓工人養(yǎng)成自覺(jué)防護(hù)的習(xí)慣。上面病例中患者所在的企業(yè),盡管為工人配備了耳塞等個(gè)人防護(hù)用品,但由于監(jiān)督管理和教育培訓(xùn)工作不到位,僅有部分作業(yè)工人佩戴,沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的防護(hù)作用。
用人單位應(yīng)建立健全職業(yè)健康監(jiān)護(hù)制度,做好上崗前、在崗期問(wèn)、離崗時(shí)和應(yīng)急的健康檢查。接噪人員上崗前體檢應(yīng)進(jìn)行純音測(cè)聽(tīng)并存檔,若出現(xiàn)永久性感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失大于25 dB,或患有各種能引起內(nèi)耳聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙疾病的人,均不宜從事強(qiáng)噪聲作業(yè)。在崗人員體檢周期為1年,發(fā)現(xiàn)高頻聽(tīng)力下降者,應(yīng)注意觀察并采取適當(dāng)措施。
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