使用陶瓷抛光机产生的噪声结构控制

　　1 前言
抛光机的种类繁多，按照抛光机磨头所用磨料的粗细，抛光机可大致分为:粗磨、中磨和精磨，但其结构及工作原理基本相同。其加工系统主要由输送带、工件、磨头等组成。抛光机床身上的输送带把瓷砖砖坯以一定的速度进行输送喂料，磨头高速旋转，并对砖坯的表面施以一定的压力，实现对砖坯表面的磨削和抛光.
众所周知，除了空气污染和水污染之外，噪声污染是工业危害环境的第三大污染源。噪声的危害是多方面的，其中最直接、最明显的表现在于对人体健康的影响。抛光机空运转时发出的噪声主要是传动系统噪声，比较均匀.噪声在85分贝以下，符合国家的建筑施工场界噪声限值标准阁。而在磨头磨削加工砖坯时发出的噪声十分刺耳，可达到90分贝以上，超过了国家规定的噪声标准。因此，本文将主要研究如何降低抛光机工作时所产生的噪声及其声场并提出降低噪声的有效手段。

　　 2 噪声控制方案
声波控制方式分为两类:一类是噪声被动控制，主要为吸声、隔声、振动的隔离、阻尼减振等，包括以下途径:(1)利用吸声材料和吸声结构来吸收声能降低噪声;(2)用隔声墙和隔声罩等隔声装置降低噪声;(3)主要对系统进行阻尼处理，以提高结构的阻尼达到降噪目的，这种方法实现方便，性能较为稳定，一般成本也较低。另一类是噪声主动控制，它是根据两个声波满足相干条件(在叠加点处振动的方向一致、频率相同及相位差恒定，它们会发生干涉现象，引起声波能量在空间的重新分配)时，利用人为的声源(次级声源)，使其产生的声场与原噪声源(初级声源)产生的声场发生相干性叠加，产生静区，从而达到降低噪声的目的.
基于上述的噪声控制理论，针对抛光机工作时是由于磨块磨削砖坯时受到不均衡的磨削力而产生振动的，然后通过转盘传递给主轴等零部件，从而引起部分零部件发生共振而产生噪声，因此，提出了可行的降噪方案:加水降噪，即改变声波的传播途径。一般情况下，抛光机工作时的噪声是通过空气和钢铁两种介质传递到耳朵里.而本文就针对改变声波的传播途径，使噪声通过空气和水这两种介质进行传播并利用ANSYS分析其声场的有限元模型。

3 抛光机不同工作情况下的声场分布
以某陶瓷厂投入使用的抛光机为研究对象，其型号为JP650-1200系列中的1000型JP1000/20二十头抛光机，总装机功率为234.66KW，以其单磨头模型来进行建模分析，砖坯是该厂生产的大小为800x800x11的渗花砖(型号参考某公司产品)。
实际应用中切削厚度以加工前后的平均切削厚度来计算;磨块质量即磨块使用的时间(一新磨块可使用2个小时);砖质量是指砖坯经抛光后，根据表面质量进行打分(满分为10分)。

抛光机在加水工作时声场分布情况(加水高度，是指从砖坯上表面为基准来量取的高度)。

比较实际数据有:
(1)当抛光机在空气中加工时，其工作噪声相当大，达到106.392dB，但当加水高度达到15mm后，抛光机的工作噪声降低了9.289 dB.
(2)当再次加入水，使之高度到达55 mm时，抛光机的工作噪声为90.667 dB,基本达到了工厂允许的噪声标准90 dB,
(3)再次加入水高度至95mm时，抛光机的工作噪声只有86.157 dB，在工厂允许的噪声标准范围之内。
因此通过加水来降低抛光机工作时的噪声是一种有效的措施。

　　 4降噪试验
测试的主要设备是HS5033B型通用声级计。通用声级计，设有A,C频率计权网络、高低量程、过载与欠量程指示、保持测量、数显指示及交直流信号输出功能。由于试验的条件有限，本文只对加水降噪方案进行了试验。在正交试验的基础上(即在保证生产能力和产品的质量的前提下，找出抛光机工作的最优运行参数匹配)，让单磨头抛光机在加水的情况下来进行磨削加工，以降低其噪声.

　　 4.1 环境噪声的测量
4.1.1在距离某抛光线车问20米处进行环境噪声的测量。
4.1.2距离抛光机2-3米测最其空转时的噪声。
4.2抛光线车间噪声的测量
通过对水下抛光机工作时噪声的测量，对上而的试验数据分析可知，当水加到95mm高度时，可以把抛光机加工时发出的噪声降低13dB左右，这就与抛光机空转由电机产生的噪声差不多，达到了工厂的噪声标准。因此，用这种加水方案来降低抛光机工作时的噪声是非常有效的，同时也是可以实施的，既经济又实用。

　　 4.3降低噪声理论数据与试验数据分析
在理论分析时，因选取砖坯的质量密度、弹性模量及泊松比这些参数都一样，比较加水方案降低噪声的理论数据与试验数据的差别.
理论噪声数据与试验噪声数据相差不多，都可以到达降低抛光机工作时产生的噪声。但理论噪声数据比i噪声数据要大1dB左右，这也是正常情况，因为在使用ANSYS软件进行理论分析时，对模型进行了简化，把实际的一些降低噪声措施的小部件给忽略了，所以才出现这种情况，属于正常范围之内。

　　 在保证工厂的生产能力和质量的条件下，对抛光机工作时产生的噪声提出了降噪措施。通过上述的理论分析可知，加水降噪方案可以有效地降低抛光机工作时产生的噪声。并且对加水降噪方案进行了试验测量，由试验结果可以知道，当水加到95mm时，可以把抛光机加工时的噪声降低13dB左右，达到了工厂的噪声标准。