华盛泰抛丸机械有限公司
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路面抛丸机的噪声与控制
抛丸机的工作原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一定的抛射角度向工件高速抛出,来完成对工件的抛丸目的。因此这一工作机理就决定了抛丸设备是一种高噪音设备,当噪音超过85dB时,工作人员及其在周边的人要佩戴耳罩。这样较高的噪声设备是难以较好的满足噪声环保要求的,因此有必要对产生噪音的因素进行分析研究并找到降低噪音的措施。
抛丸机的主要部件包括抛丸器、抛丸机室体、回丸管、分离室、进丸管、电机座、行走部分,控制部分以及与其配套的除尘设备。其中,抛丸器、抛丸机室体、电机座以及除尘设备产生的噪音比较高,其它部件产生的噪音都相对较低。其中抛丸器又是产生噪音的主要因素。
1.路面抛丸机噪音主要来自以下几个方面
1)抛丸轮(由叶轮盘以及叶片组成)运转时,由于自身的不平衡引起振动产生的噪声。叶轮转速较高(一般在2000r / min一3000r / min,有的甚至在 5000r / min以上),并且自身就存在着因质量不匀引起的不平衡力矩。另外,装在叶轮盘上的八个叶片,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。
措施:
a提高叶轮体本身的加工精度
b对叶轮体作静平衡校正;
c对叶轮体作动平衡校正;
d对叶轮上的八个叶片要有严格的质量要求。
现有国产抛丸器的叶轮上大都由八个叶片组成一组,每个叶片应作精确称量,在分选时,应保证每组叶片的质量差小5g,径向成对两个叶片之间的质量差小于3g,更换时应当成对更换或者成组更换。
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入叶片根部时,便沿叶片径向加速飞出。这一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,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选用的弹丸应该耐冲击,破碎率低;
b选用的叶片硬度应该均匀一致,内部不应有火渣、火层、脐孔松缩现象,表面应光滑,粗糙度应该在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,定向套是固定的。当弹丸在分丸轮的离心力作用下拥挤到分丸轮与定向套之间的间隙时,两者之间的间隙如果过小,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出裂纹。
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。一般分丸轮与定向套之间的“单面间隙”应为所选弹丸最大直径的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,单面间隙应偏大为肩。
4)叶轮与空气产生的气流噪声。叶轮旋转时,可以近似看作一个“风扇”,空气流由进丸管进入,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传统的敞开式供丸管路中最为明显,为减少进入抛丸器内的空气流量,供丸管路应做成封闭式结构,这样会在供丸管路内形成一定的负压,既加大供丸量,又降低了噪音。路面抛丸机因为弹丸要循环利用,供丸管路都是封闭式的。
5)弹丸与抛丸器衬板产生的噪声。
弹丸沿叶片径向加速离开叶片外缘时,由于初速度差异和散射角的存在,少部分弹丸会与侧衬板、顶衬板和端衬板产生冲击和摩擦发出噪声,并且弹丸对顶衬板和侧衬板的冲击和摩擦要比端衬板强烈得多,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、定向套被列为一类易损件,顶衬板、侧衬板被列为二类易损件,端衬板被列为二类易损件。
措施:弹丸进入叶片底部的初速度差异和散射角的存在是不可避免的,定向套开口角的位置是可以调整的,当开口角位置正确时,绝大部分弹丸被抛向工件,既提高了生产效率和抛丸效果,又减少了对抛丸器衬板的冲击和摩擦。
2.抛丸器安装在路面抛丸机室体上方,由于抛丸器本身的振动而引起抛丸机室体的振动,从而产生噪声。另外,弹丸与被清理表面以及抛丸机室体室体衬板会产生连续冲击引起噪声。当对被清理表面抛丸时,来自抛丸器的高速弹丸流不断冲击被清理表面,小部分弹丸流还冲击室体衬板,并目经第一次冲击后的弹丸在室体内继续做杂乱无章的无规则碰撞,因此在抛丸机室体不远处经常可以听到连续的冲击噪声。当被清理工件为薄壁箱式焊接构件时,产生的噪声尤为明显。并目当被清理的工件壁薄轻巧时,在受到冲击后还会产生振颤发出自鸣噪声。
路面抛丸机降低抛丸室噪声可采用如下措施:
a在抛丸器与抛丸机室体的两个连接的框板之间加一个承压减振橡胶垫,以吸收振动能量来降低振动能量的传递,要求该橡胶垫弹性变形大;
b提高抛丸机室体外壳的结构强度和刚度;
c调整好定向套开口角位置,尽量避免弹丸流对射;
d抛丸机室体的衬板,{采用耐磨材料制成,若在金属板内侧再铺设一层耐磨橡胶板,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。