劉堯青

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)朔州朔煤王坪煤電公司，山西 朔州 038300）

引言

噪聲污染目前已經(jīng)成為困擾人們生活及工礦企業(yè)員工的主要環(huán)境問題，關(guān)于降噪的研究也成為很多研究人員的主要研究課題。對(duì)于煤礦企業(yè)，大型采礦設(shè)備的應(yīng)用是必然，但同時(shí)也會(huì)帶來很大的噪聲污染，如何降低噪聲是急需解決的問題。帶式輸送機(jī)作為煤礦開采重要的運(yùn)輸機(jī)械，嚴(yán)重的噪聲問題直接影響著企業(yè)員工的身心健康[1]。由于帶式輸送機(jī)主要傳動(dòng)部件為減速器，減速器屬于密封的齒輪傳動(dòng)構(gòu)件，在大扭矩的工作狀態(tài)下，會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲；皮帶作為煤炭的主要載體，由于其長距離運(yùn)輸?shù)脑?，?huì)存在振動(dòng)問題，也會(huì)產(chǎn)生噪聲污染；尤其當(dāng)運(yùn)輸線路過長時(shí)，帶式輸送機(jī)需要被建在土基上，土基沉降就會(huì)導(dǎo)致帶式輸送機(jī)的機(jī)架不平衡，進(jìn)而引起振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。此外，運(yùn)輸過程有時(shí)需要穿過村莊，噪聲直接影響著村民的生活居住環(huán)境[2]，這就需要從帶式輸送機(jī)的各個(gè)部件去研究來降低噪聲帶來的污染。

1 帶式輸送機(jī)噪聲源分析

帶式輸送機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)部、中間段和結(jié)尾三部分組成，由于各部分產(chǎn)生噪聲的大小不同，可對(duì)各部分噪聲進(jìn)行識(shí)別，不難發(fā)現(xiàn)主要產(chǎn)生噪聲的位置為減速機(jī)部分、皮帶和進(jìn)卸料部分[3]。

帶式輸送機(jī)的減速機(jī)處于連接電機(jī)與傳動(dòng)滾筒之間，用來降低電機(jī)轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，給帶式輸送機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力。減速器的內(nèi)部由齒輪傳動(dòng)完成減速動(dòng)作，齒輪傳動(dòng)是減速機(jī)產(chǎn)生噪聲激勵(lì)的主要振源，齒輪之間在工作時(shí)會(huì)有摩擦、振動(dòng)、碰撞等動(dòng)作，就會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲污染。其主要的噪聲可以分為嘯叫噪聲和拍擊噪聲。

輸送帶既作為牽引機(jī)構(gòu)又作為承載機(jī)構(gòu)，一般為橡膠材質(zhì)，具有一定的撓度和彈性，在以一定的帶速承載物料運(yùn)行時(shí)容易引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲。托輥用于支撐輸送帶，以保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行，在工作過程中輸送帶與托輥、清掃刷與輸送帶的摩擦?xí)a(chǎn)生噪聲，其噪聲隨著帶速的提高而增大。帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵部件是皮帶，皮帶工作依托于托輥的支撐與轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶與托輥、清潔刷之間是通過摩擦進(jìn)行接觸動(dòng)作的，這也是產(chǎn)生噪聲的源頭之一，并且噪聲會(huì)隨帶速的提高而加大。此外，在帶式輸送機(jī)的機(jī)頭與機(jī)尾都會(huì)設(shè)置有進(jìn)料斗和卸料槽，當(dāng)物料以高速狀態(tài)碰撞到料斗時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲[4]。

2 帶式輸送機(jī)的降噪措施

2.1 制定減速機(jī)降噪措施

關(guān)于減速機(jī)的降噪措施主要從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、托輥外殼材料及減震等方面予以考慮。

1）減少減速機(jī)齒輪之間的振動(dòng)可以從改變齒輪的重合度和增加齒輪齒頂圓兩個(gè)角度去考慮。增大齒頂圓以及增大齒輪之間的重合度能夠降低傳動(dòng)誤差，從而使單對(duì)齒的負(fù)載及嚙入嚙出沖擊降低，且能夠有效地降低齒輪之間的動(dòng)態(tài)激勵(lì)。將減速器齒輪改用斜齒、錐齒，能夠增大齒面的接觸面積，增加齒面嚙合接觸線長度，從而保證齒輪的連續(xù)接觸，降低齒輪之間的沖擊振動(dòng)。

2）將減速器外殼材料改用灰口鑄鐵材料，灰口鑄鐵材料能夠很好地吸收振動(dòng)釋放的能量，起到阻尼減振、吸振的效果。

3）在減速器等部件與底盤或地面之間，要用橡膠減振墊進(jìn)行柔性連接，使振動(dòng)源與地基之間或設(shè)備之間的近剛性連接成為彈性連接，以隔離或減少振動(dòng)能量的傳遞，具有減振降噪效果。對(duì)于減速機(jī)底座與地面的固定可以采用柔性連接，相比剛性連接能夠隔離相當(dāng)一部分振動(dòng)。

2.2 更換托輥材質(zhì)

皮帶輸送機(jī)的托輥一般是鋼制托輥，鋼制托輥在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，相比而言高分子橡膠和尼龍托輥既能夠滿足帶式輸送機(jī)對(duì)托輥強(qiáng)度的要求，又具有很大的彈性模量，能夠很好地減少皮帶與托輥之間產(chǎn)生的噪音，同時(shí)還能夠降低皮帶之間的金屬連接扣與托輥之間的摩擦系數(shù)，從而降低噪音。當(dāng)對(duì)托輥外圓進(jìn)行加工時(shí)，要充分保證托輥筒體的圓周度，以減少托輥在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的徑向跳動(dòng)。

2.3 改變物料與料斗接觸形式

帶式輸送機(jī)的兩端一端進(jìn)料，一端出料，進(jìn)出料口都有料斗。通過將耐磨橡膠面固定在物料撞擊料斗的一側(cè)，改變物料與料斗的接觸形式，將剛性接觸變?yōu)槿嵝越佑|，以降低金屬內(nèi)側(cè)面振動(dòng)，從而降低撞擊噪聲。

3 降噪措施應(yīng)用效果

王坪煤電公司采用以上降噪措施對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行改造后，降噪效果顯著。對(duì)減速機(jī)噪聲進(jìn)行測(cè)定比對(duì)發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后的噪聲值比未改進(jìn)前大約降低了15 dB（A），說明將剛性連接改為柔性連接對(duì)減速機(jī)的減振隔振有一定的效果。在進(jìn)出口料斗處測(cè)定噪聲值，發(fā)現(xiàn)附加橡膠面的比未附加的噪聲值要低17 dB（A）。