在機(jī)械制造工廠,噪聲污染大多發(fā)生在車間部分工位,影響的人數(shù)相對(duì)較少,不象空氣和水污染那樣對(duì)更大范圍的公眾利益造成侵害,因此容易被忽視。但關(guān)心這部分特殊人群的身心健康和工作條件是各級(jí)政府和每一個(gè)企業(yè)應(yīng)盡的職責(zé)。如果說與人相宜的和諧的工作環(huán)境是制造精良產(chǎn)品的必要條件,那么,“粗糙”的工作環(huán)境則是制造不良品的充分條件。因此,改善包括噪聲環(huán)境在內(nèi)的工廠環(huán)境是希望制造精良產(chǎn)品的富有遠(yuǎn)見的投資決策者的理性選擇。

1 機(jī)械制造工廠的噪聲來源

機(jī)械制造工廠因車間工段的作業(yè)特點(diǎn)不同噪聲來源也不同:

在下料工段,噪聲來源于鋸床的鋸片與材料的摩擦、剪板機(jī)剪切板料的碰撞聲;沖壓機(jī)沖裁時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊。

鍛造工段鍛錘擊打工件時(shí)的振動(dòng)和沖擊;空氣錘上下運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮空氣高速排出的氣流;鑄造車間振動(dòng)清砂;焊接車間點(diǎn)焊后矯正時(shí)重錘敲擊;搬運(yùn)工件特別是搬運(yùn)毛坯件時(shí)的碰撞;天車不平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。

機(jī)加工車間機(jī)床粗切表面不規(guī)則毛坯時(shí)產(chǎn)生的沖擊;車削時(shí)后刀面與工件表面強(qiáng)摩擦引起的刺耳嘯叫聲;離合器和齒輪傳動(dòng)時(shí)的沖擊;裝配過程中用氣扳手在擰緊螺母螺栓和用壓縮空氣清理零件表面時(shí)氣體媒質(zhì)從開孔及縫隙高速排出產(chǎn)生空氣動(dòng)力性噪聲等;氣扳手工作時(shí)的振動(dòng)。

機(jī)械制造工廠除了制造過程產(chǎn)生噪聲外,還有電磁噪聲(如繼電器觸點(diǎn)觸離噪聲、變壓器工作噪聲)的影響。

2 機(jī)械制造工廠噪聲污染的控制對(duì)策

2.1 工廠設(shè)計(jì)階段的環(huán)境預(yù)評(píng)價(jià)應(yīng)包括噪聲環(huán)境評(píng)價(jià)

在工廠設(shè)計(jì)階段就對(duì)環(huán)境影響水平進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià),這樣做首先可以喚起相關(guān)人員特別是企業(yè)決策者的環(huán)境意識(shí)[2]。而在環(huán)境預(yù)評(píng)價(jià)中,水、空氣、固體廢棄物和噪聲污染都需要考慮,以便為后續(xù)各階段的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在工廠設(shè)計(jì)階段就根據(jù)工廠規(guī)模、生產(chǎn)工藝與設(shè)備的聲源等級(jí)及其所在的位置對(duì)工廠噪聲水平及對(duì)環(huán)境的污染程度和范圍進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià),考慮噪聲控制設(shè)計(jì),可以減少約束數(shù)量和約束程度,降低噪聲控制的成本,并能有效地改善噪聲控制效果。

預(yù)評(píng)價(jià)還為了有針對(duì)性地采取對(duì)策,避免盲目投入。因?yàn)槊つ康赝度胍馕吨肼暱刂菩Ч牟淮_定。噪聲的控制有時(shí)并不需要很多投資,關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地確定噪聲源和聲級(jí),找到控制噪聲的有效途徑。

為使工廠環(huán)境預(yù)評(píng)價(jià)更符合實(shí)際,評(píng)價(jià)組應(yīng)有噪聲控制專家,以便能在工廠設(shè)計(jì)的中前期聽取專家意見。在工廠設(shè)計(jì)流程中還應(yīng)規(guī)定在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)專家可行建議的控制步驟。

2.2 振動(dòng)控制

振動(dòng)控制是低噪聲運(yùn)行所必需的,因?yàn)檎駝?dòng)會(huì)使機(jī)器表面、保護(hù)板和建筑物構(gòu)件等產(chǎn)生輻射噪聲。

機(jī)械制造工廠中主要有三類機(jī)械設(shè)備引起振動(dòng):

(1)由于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)不平衡引起振動(dòng),如水泵,風(fēng)機(jī)等;

(2)象空壓機(jī)等往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械因本身不平衡引起振動(dòng);

(3)因沖擊力引起振動(dòng),如沖床、剪板機(jī)、鍛造設(shè)備等。

振動(dòng)控制成本是與振動(dòng)控制目標(biāo)和方案設(shè)計(jì)的合理性相聯(lián)系的。振源少,振幅大,受體多,宜選擇振源控制;振源多,受體少,宜選擇控制接受體。象鍛錘、沖床一類設(shè)備工作時(shí),振動(dòng)頻率不高,但振幅大,噪聲分貝值高,不僅影響人的聽力,而且影響周邊環(huán)境中較大范圍的儀器儀表的正常工作(某重型機(jī)器廠的鍛錘工作時(shí),振動(dòng)使600m內(nèi)的指針式儀表的指針明顯擺動(dòng),影響讀數(shù)),適宜采用振源控制的方法。

一汽車制造廠有一臺(tái)用于生產(chǎn)汽車底盤的800噸沖壓機(jī),在沖壓機(jī)前面約1.2m處操作人員位置測得噪聲級(jí)為94.5dB,脈沖和準(zhǔn)峰值分別為120dB和105dB(均為A聲級(jí),以下同)。要控制噪聲就需要對(duì)沖壓機(jī)減振。根據(jù)每分鐘沖壓次數(shù)和沖壓重量,選擇BMF隔振器。加隔振器后,支座的水平加速度級(jí)降低了12dB,垂直加速度級(jí)降低了9.5dB。操作人員位置處的噪聲從94.5dB降到88dB。

振動(dòng)控制的步驟是:

(1)振動(dòng)預(yù)測

(2)分析振動(dòng)特性

(3)確定振動(dòng)控制對(duì)象

(4)選擇振動(dòng)控制方法

(5)振動(dòng)控制方案設(shè)計(jì)

(6)制造、安裝、檢驗(yàn)

2.3 吸聲降噪

吸聲降噪是利用分布在內(nèi)墻壁面,隔聲罩內(nèi)壁的吸聲材料吸收聲能以減弱混響聲,降低混響半徑以外空間的噪聲。

在實(shí)際工程中,一未經(jīng)吸聲處理的車間在采用吸聲措施后,降噪量一般可達(dá)5~7dB。經(jīng)吸聲處理后,直達(dá)聲更為突出。人可辯噪聲方位,聲環(huán)境質(zhì)量明顯改善。

某廠一沖裁車間為鋼筋混凝土磚石混合結(jié)構(gòu),采取降噪措施前,等效A聲級(jí)超過95dB。在分析沖床產(chǎn)生的噪聲特性之后,采用如下吸聲措施:平頂滿鋪穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)硬質(zhì)纖維板,內(nèi)側(cè)用一層棉花紙緊粘在板面上,然后再鋪一層超細(xì)玻璃棉,車間四周墻面粘貼半穿孔軟質(zhì)纖維板。經(jīng)處理后,得A聲級(jí)降噪量約為5dB,噪聲環(huán)境明顯改善。

2.4 設(shè)置隔聲罩

為了降低輻射噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響,對(duì)某些強(qiáng)噪聲機(jī)器可采用隔聲罩以阻斷噪聲傳播途徑,將噪聲封閉在特定的小空間中。

設(shè)計(jì)隔聲罩時(shí)需要注意:

(1)應(yīng)選用輕質(zhì)復(fù)合材料制作構(gòu)件,外壁用薄金屬板或非金屬板硬板,內(nèi)側(cè)涂刷阻尼層,貼敷高效吸聲材料層。

(2)隔聲罩內(nèi)壁面與設(shè)備空間距離不小于100mm。

(3)吸聲材料層各頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.5,并兼顧防火、防腐、防潮的需要。

(4)避免噪聲源和罩壁之間的剛性聯(lián)接,防止與地面結(jié)合縫處的聲泄漏。

(5)需經(jīng)常維修的設(shè)備,罩壁應(yīng)設(shè)計(jì)成組裝單元,并特別注意結(jié)合處的密封。

(6)機(jī)器設(shè)備需要通風(fēng)散熱裝置時(shí),應(yīng)附加通風(fēng)消聲裝置,消聲量應(yīng)與罩的隔聲效果相當(dāng)。

加工中心的隔聲罩有較好的降噪效果,對(duì)于那些手頭缺乏足夠設(shè)計(jì)資料的設(shè)計(jì)者是一個(gè)可以借鑒的設(shè)計(jì)實(shí)例。

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2.5 阻尼及阻尼材料的運(yùn)用

阻尼就是在每個(gè)振動(dòng)表面加上一層或數(shù)層減振材料,來達(dá)到減小振動(dòng)和振動(dòng)引起的噪聲的目的。例如金屬零件撞擊一塊金屬片引起的噪聲,可以通過使用油氈、阻尼物、聲擋板及其它合適的材料進(jìn)行阻尼。

一拖拉機(jī)廠機(jī)加工車間有一輸送小工件的斜槽,當(dāng)工件撞擊斜槽的薄金屬片時(shí),會(huì)反射出很大的噪聲。其控制方法是:在斜槽的正面或背面采用阻尼層減振。在斜槽與工件接觸面鋪一層紙板,紙板上覆蓋20號(hào)鍍鋅鋼板,在斜槽中心漏斗處放一塊橡膠擋板,以防止噪聲反射到斜槽邊上未經(jīng)阻尼處理的區(qū)域內(nèi)。做這樣的處理后,在距斜槽邊1m處測出,A聲級(jí)從88dB降低到79dB,減少了9dB。

2.6 設(shè)備采購

噪聲降低可從聲源和聲傳播途徑控制兩方面著手。噪聲源降低主要是按照機(jī)械運(yùn)行的低噪聲機(jī)理和采用低噪聲機(jī)械零件,設(shè)計(jì)低噪聲機(jī)械設(shè)備及裝置,以降低在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲。在一個(gè)工廠車間,往往要布置多臺(tái)設(shè)備,為降低車間的噪聲,必須盡可能控制每一臺(tái)設(shè)備的噪聲。只有這樣才能有效地降低噪聲。

采購設(shè)備前,一般要針對(duì)采購對(duì)象制定相應(yīng)的技術(shù)文件,除確定設(shè)備的規(guī)格,性能等要求外,還應(yīng)對(duì)機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲提出明確要求,并在合同中約定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

為了控制工作噪聲,有時(shí)要根據(jù)工廠的具體要求對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行必要的技術(shù)改造,例如降低沖床噪聲最有效而且較簡便的方法是采用隔聲罩。由此可降噪約20~25dB。也有對(duì)沖床的強(qiáng)聲源部分如傳動(dòng)系統(tǒng)、曲柄連桿機(jī)構(gòu),分別采用局部隔聲罩。因此需要為降噪改造留下接口,也可由制造商一并供應(yīng)。用戶的這種要求需要在采購合同中約定。

2.7 設(shè)備布置中的降噪措施

一輸送機(jī)制造廠將輸送機(jī)頭專用銑床安裝在裝配車間內(nèi),用于銑削機(jī)頭兩側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置安裝面,斷續(xù)切削產(chǎn)生很大噪聲,數(shù)十名裝配工每天在強(qiáng)噪聲環(huán)境中作業(yè),距離該機(jī)床30m范圍內(nèi)都要大聲交談。在該廠機(jī)加工車間,磨刀砂輪機(jī)與近30臺(tái)機(jī)床置于同一空間,除了車間的機(jī)床工作噪聲,工人還要接受刺耳的磨刀噪聲。象磨刀砂輪機(jī)和前述的專用銑床一類強(qiáng)噪聲設(shè)備,應(yīng)與其它低噪設(shè)備和眾多工人的工作空間隔離開。

2.8 機(jī)械工作噪聲及其控制

車削工件時(shí),因切削用量和后角選擇不當(dāng),車刀的后刀面會(huì)與工件表面產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦,引起刺耳的嘯叫聲,這可以通過調(diào)整切削用量并適當(dāng)增大車刀后角降低噪聲。粗車時(shí)車刀后角可在4°~6°范圍內(nèi)選擇,精車時(shí)一般取8°~12°。

為了降低沖裁噪聲,可以改變模具形狀延長沖裁時(shí)間。具體可以采取下列措施:

(1)采用斜刃模、階梯模,進(jìn)而改善力時(shí)特性,降低噪聲;

(2)采用小間隙模具,因?yàn)楫?dāng)沖頭與模具間的間隙較小時(shí),工件在沖裁時(shí)會(huì)部分?jǐn)D壓在模具內(nèi),這種擠壓力形成阻力起緩沖作用,降低噪聲;

(3)采用減振緩沖器,其作用是在材料斷裂瞬間給沖頭和滑塊加上阻力,使其受力時(shí)不致由于材料的突然斷裂而迅速下降;

(4)降低打棒聲,為了將沖床工作時(shí)嵌在沖模內(nèi)的沖壓件推出,可采用推料系統(tǒng)的直打棒、推料器及頂桿等將其推出。

2.9 行政管理控制與個(gè)人防護(hù)

在車間里,有些噪聲是不自覺中人為產(chǎn)生的,可以避免,如重錘敲擊、工藝方法的使用不當(dāng)、搬運(yùn)中的撞擊等,行政管理者應(yīng)當(dāng)對(duì)制造噪聲的行為作出限制性規(guī)定,培養(yǎng)工藝技術(shù)人員和工人的噪聲控制意識(shí)。還可以把工作人員的工作時(shí)間進(jìn)行劃分,錯(cuò)開在高噪聲區(qū)域和低噪聲區(qū)域的作業(yè)時(shí)間。通過班次的調(diào)整降低噪聲暴露,以減少受噪聲影響的工人數(shù)和減少要求使用防護(hù)設(shè)施的人數(shù),使得每天的噪聲暴露滿足下列關(guān)系[4]:

CT=∑i=1nTsiTyi≤1.0

其中Tsi——每天的實(shí)際噪聲暴露時(shí)間。

Tyi——允許的噪聲暴露時(shí)間。

個(gè)人防護(hù)設(shè)施的使用,是一種在完成噪聲控制工程和管理控制前的臨時(shí)過渡性措施,在極少數(shù)情況下,不得已才采用這種設(shè)施來作為一種解決噪聲問題的長久方法。

配戴護(hù)耳器是對(duì)不得不在那種強(qiáng)噪聲環(huán)境中工作的人員聽力的一種保護(hù)措施。首先要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)、測試合格的護(hù)耳器;其次要培訓(xùn)工人正確地使用和維護(hù);為了工人聽力的長久健康,還要對(duì)那些必要的崗位作出規(guī)定并督促檢查工人配戴護(hù)耳器。

2.10 噪聲監(jiān)測與技術(shù)改造

象配置溫度計(jì)一樣,在強(qiáng)噪聲車間裝置噪聲計(jì)是必要的,這可以讓工人經(jīng)常了解并關(guān)注自己所處的噪聲環(huán)境,從而自覺地運(yùn)用科學(xué)方法改善噪聲水平,并在專業(yè)人員的指導(dǎo)下采取措施降低噪聲對(duì)自己的不利影響,同時(shí)也為降噪技術(shù)改造提供依據(jù)。

一個(gè)車間,引起噪聲超標(biāo)的主要噪聲源一般有一二個(gè),降噪的有效途徑就是針對(duì)主要噪聲源進(jìn)行技術(shù)改造,可以選擇控制噪聲源、阻斷噪聲的傳播途徑或采用個(gè)人防護(hù)設(shè)備,也可以綜合運(yùn)用技術(shù)和管理措施。

有時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行并不復(fù)雜的技術(shù)改造就可以獲得較好的降噪效果。如對(duì)一種沖床的齒輪、卡盤、飛輪撞擊等產(chǎn)生噪聲的噪聲源采用聲障板衰減,就使操作者處測得的沖床空載時(shí)A聲級(jí)從88dB降低到78dB,沖壓時(shí)從102dB降低到88dB,整個(gè)操作過程的噪聲暴露符合要求。

工廠車間降噪需要根據(jù)現(xiàn)場車間生產(chǎn)環(huán)境、車間設(shè)備類型、工業(yè)設(shè)備噪音值、各區(qū)域設(shè)備分布等因素進(jìn)行專業(yè)的工廠噪音治理設(shè)計(jì)與專業(yè)車間噪聲治理定制產(chǎn)品，工廠噪聲治理中廣通環(huán)保提供專業(yè)設(shè)計(jì)方案和降噪效果保障，精準(zhǔn)解決各類工廠隔音降噪領(lǐng)域和廠界噪聲超標(biāo)遇到的關(guān)鍵問題，中廣通環(huán)保專業(yè)噪音治理廠家一站式提供工廠車間噪聲處理精細(xì)化方案，深耕工廠廠界噪聲治理領(lǐng)域與振動(dòng)控制，噪音治理公司中廣通環(huán)保全方位服務(wù)。