元小強+黃志亮+單歡樂

摘要： 工程機械操作舒適性日漸成為評價一個產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo)，而噪聲指標(biāo)又是舒適性指標(biāo)的重要組成部分。本文通過對某中型銑刨機進行噪聲試驗，研究了銑刨機的噪聲源分布、頻譜特性及噪聲傳遞路徑。試驗結(jié)果表明：操作者位置上的噪聲主要是由散熱風(fēng)扇和發(fā)動機排氣噪聲貢獻，其能量主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻，且主要是從地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來。

Abstract： The comfort of operators who drive construction machines gradually becomes an important index， meantime as for comfort noise is a key index. The thesis analyzed the transfer path of noise， the characteristics of spectrum and the locations of noise sources based on the noise test on mid-sized cold milling machine. The test results indicated that the noise around the top of operators seat is from the air outlet under the floor， and its frequency band is low and medium below the center frequency 630Hz， and the main noise sources are cooling fan and engine exhaust.

關(guān)鍵詞： 銑刨機；噪聲；頻率

Key words： milling machine；noise；frequency

中圖分類號：TB533 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）22-0032-02

0 引言

空氣、水和噪聲污染被稱為工業(yè)文明危害環(huán)境的三大污染源[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會前進步伐的加快，工程機械的高速發(fā)展給社會帶來便利和高效益的同時，輻射出來的噪聲也帶來了嚴重的危害和損失。中型銑刨機作為一種常用的路面翻新維修工程機械，控制其輻射噪聲顯得尤為重要。一直以來銑刨機的研究主要集中在工作效率[2]、可靠性及銑刨鼓結(jié)構(gòu)[3]等方面，而對銑刨機噪聲[4]的研究很少。因而，研究銑刨機的噪聲特性（聲壓級和頻譜）、傳遞途徑及噪聲源分布具有重要的工程應(yīng)用背景。

1 試驗部分

1.1 試驗對象 本試驗對象為某中型銑刨機，發(fā)動機標(biāo)定工況147kW@2300rpm，發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速2350rpm；風(fēng)扇葉片數(shù)8片，速比1，吸風(fēng)式。

1.2 試驗設(shè)備 噪聲信號采集及分析采用LMS SCR05數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，噪聲信號的測量采用GRAS傳聲器。

1.3 測試工況及步驟 ①發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并關(guān)閉發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、機身頂部、儀表盤上下、機身左右兩側(cè)后下方以及操作者位置地板的噪聲聲壓級和頻譜。②發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并打開發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、排氣口、進氣口、散熱器左右兩側(cè)以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲聲壓級和頻譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 總的噪聲聲壓級分析 該銑刨機在空載全速工況下，操作者位置等關(guān)鍵點以及主要噪聲源近場的噪聲聲壓級如表1所示。聲壓級采用A計權(quán)，背景噪聲最大為62.2dB，滿足現(xiàn)場測試要求。①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②當(dāng)機罩打開時，前方1m處噪聲變化不大；左右兩側(cè)1m處噪聲平均升高9dB以上；操作者位置上升高4.5dB以上。③散熱器>發(fā)動機>排氣口>進氣口；由此推斷散熱器、發(fā)動機是整機的主要噪聲源。④機身左右后下方>操作位置地板>儀表盤下方>儀表盤上方>操作者位置上，由此推斷操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。⑤散熱器右側(cè)要比左側(cè)高將近2.5dB。

2.2 噪聲頻譜分析及噪聲源識別

2.2.1 系統(tǒng)理論工作頻率計算 該銑刨機發(fā)動機為六缸四沖程發(fā)動機，冷卻風(fēng)扇葉片數(shù)為8個，行走柱塞泵柱塞數(shù)為7個，輸料定量泵齒數(shù)為13個，輔助泵齒數(shù)為13個。各噪聲源理論工作頻率計算值如表2所示。

2.2.2 關(guān)鍵點頻譜分析 發(fā)動機空載全速工況下，對操作者位置上、散熱器、發(fā)動機和排氣的噪聲進行了頻譜分析，獲取了關(guān)鍵點和關(guān)鍵噪聲源的頻譜特性。

由圖1操作者位置上的噪聲頻譜可知：

①操作者位置上的噪聲能量主要集中在中心頻率125Hz、中心頻率250～630Hz頻帶范圍內(nèi)，屬于中低頻噪聲。②中心頻率125Hz的噪聲能量主要是由發(fā)動機點火頻率118.5Hz貢獻的，中心頻率250Hz主要是由點火頻率2倍頻237Hz貢獻的，中心頻率315Hz主要是由散熱器冷卻風(fēng)扇314Hz貢獻的，中心頻率400～630Hz頻帶范圍內(nèi)主要是由齒輪泵脈動以及風(fēng)扇2倍頻貢獻的。③風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪聲對操作者位置上的噪聲能量貢獻偏大一些，說明風(fēng)扇是主要噪聲源。

由圖2排氣口以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①排氣口位置以及發(fā)動機左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)發(fā)動機點火頻率1、2倍頻的能量，排氣口要明顯高些；說明發(fā)動機點火頻率1、2倍頻對應(yīng)的能量是由發(fā)動機排氣噪聲引起的。②發(fā)動機右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率的能量要略高于左側(cè)的，說明散熱冷卻風(fēng)扇對發(fā)動機右側(cè)的噪聲貢獻大些。

由圖3散熱器左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①散熱器左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量較高，說明散熱器風(fēng)扇是整機主要噪聲源。②散熱器右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量要明顯高于左側(cè)的。

3 結(jié)論

通過本次試驗，得到了該銑刨機操作者位置上以及其它關(guān)鍵點噪聲水平和頻譜特性，并通過分析初步掌握了1m銑刨機的主要噪聲源和傳遞路徑。

①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②操作者位置上的噪聲主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻段。③操作者位置上的噪聲主要是由風(fēng)扇噪聲和發(fā)動機排氣噪聲貢獻的，其中風(fēng)扇噪聲占主要的。④操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。

參考文獻：

[1]周燕.摩擦噪聲與降噪技術(shù)研究[D].機械科學(xué)研究院，2006.

[2]徐文山.銑刨機工作效率和作業(yè)質(zhì)量影響因素探討[J].筑路機械與施工機械化，2013：7.

[3]張華，黃敏.路面銑刨機銑刨輪結(jié)構(gòu)及銑刀設(shè)置要點[J].工程機械與維修，2012：4.

[4]費良富，劉川，鄒曉強等.銑刨機噪聲測試與分析[J].工程機械，2010：9.endprint

摘要： 工程機械操作舒適性日漸成為評價一個產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo)，而噪聲指標(biāo)又是舒適性指標(biāo)的重要組成部分。本文通過對某中型銑刨機進行噪聲試驗，研究了銑刨機的噪聲源分布、頻譜特性及噪聲傳遞路徑。試驗結(jié)果表明：操作者位置上的噪聲主要是由散熱風(fēng)扇和發(fā)動機排氣噪聲貢獻，其能量主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻，且主要是從地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來。

Abstract： The comfort of operators who drive construction machines gradually becomes an important index， meantime as for comfort noise is a key index. The thesis analyzed the transfer path of noise， the characteristics of spectrum and the locations of noise sources based on the noise test on mid-sized cold milling machine. The test results indicated that the noise around the top of operators seat is from the air outlet under the floor， and its frequency band is low and medium below the center frequency 630Hz， and the main noise sources are cooling fan and engine exhaust.

關(guān)鍵詞： 銑刨機；噪聲；頻率

Key words： milling machine；noise；frequency

中圖分類號：TB533 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）22-0032-02

0 引言

空氣、水和噪聲污染被稱為工業(yè)文明危害環(huán)境的三大污染源[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會前進步伐的加快，工程機械的高速發(fā)展給社會帶來便利和高效益的同時，輻射出來的噪聲也帶來了嚴重的危害和損失。中型銑刨機作為一種常用的路面翻新維修工程機械，控制其輻射噪聲顯得尤為重要。一直以來銑刨機的研究主要集中在工作效率[2]、可靠性及銑刨鼓結(jié)構(gòu)[3]等方面，而對銑刨機噪聲[4]的研究很少。因而，研究銑刨機的噪聲特性（聲壓級和頻譜）、傳遞途徑及噪聲源分布具有重要的工程應(yīng)用背景。

1 試驗部分

1.1 試驗對象 本試驗對象為某中型銑刨機，發(fā)動機標(biāo)定工況147kW@2300rpm，發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速2350rpm；風(fēng)扇葉片數(shù)8片，速比1，吸風(fēng)式。

1.2 試驗設(shè)備 噪聲信號采集及分析采用LMS SCR05數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，噪聲信號的測量采用GRAS傳聲器。

1.3 測試工況及步驟 ①發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并關(guān)閉發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、機身頂部、儀表盤上下、機身左右兩側(cè)后下方以及操作者位置地板的噪聲聲壓級和頻譜。②發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并打開發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、排氣口、進氣口、散熱器左右兩側(cè)以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲聲壓級和頻譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 總的噪聲聲壓級分析 該銑刨機在空載全速工況下，操作者位置等關(guān)鍵點以及主要噪聲源近場的噪聲聲壓級如表1所示。聲壓級采用A計權(quán)，背景噪聲最大為62.2dB，滿足現(xiàn)場測試要求。①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②當(dāng)機罩打開時，前方1m處噪聲變化不大；左右兩側(cè)1m處噪聲平均升高9dB以上；操作者位置上升高4.5dB以上。③散熱器>發(fā)動機>排氣口>進氣口；由此推斷散熱器、發(fā)動機是整機的主要噪聲源。④機身左右后下方>操作位置地板>儀表盤下方>儀表盤上方>操作者位置上，由此推斷操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。⑤散熱器右側(cè)要比左側(cè)高將近2.5dB。

2.2 噪聲頻譜分析及噪聲源識別

2.2.1 系統(tǒng)理論工作頻率計算 該銑刨機發(fā)動機為六缸四沖程發(fā)動機，冷卻風(fēng)扇葉片數(shù)為8個，行走柱塞泵柱塞數(shù)為7個，輸料定量泵齒數(shù)為13個，輔助泵齒數(shù)為13個。各噪聲源理論工作頻率計算值如表2所示。

2.2.2 關(guān)鍵點頻譜分析 發(fā)動機空載全速工況下，對操作者位置上、散熱器、發(fā)動機和排氣的噪聲進行了頻譜分析，獲取了關(guān)鍵點和關(guān)鍵噪聲源的頻譜特性。

由圖1操作者位置上的噪聲頻譜可知：

①操作者位置上的噪聲能量主要集中在中心頻率125Hz、中心頻率250～630Hz頻帶范圍內(nèi)，屬于中低頻噪聲。②中心頻率125Hz的噪聲能量主要是由發(fā)動機點火頻率118.5Hz貢獻的，中心頻率250Hz主要是由點火頻率2倍頻237Hz貢獻的，中心頻率315Hz主要是由散熱器冷卻風(fēng)扇314Hz貢獻的，中心頻率400～630Hz頻帶范圍內(nèi)主要是由齒輪泵脈動以及風(fēng)扇2倍頻貢獻的。③風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪聲對操作者位置上的噪聲能量貢獻偏大一些，說明風(fēng)扇是主要噪聲源。

由圖2排氣口以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①排氣口位置以及發(fā)動機左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)發(fā)動機點火頻率1、2倍頻的能量，排氣口要明顯高些；說明發(fā)動機點火頻率1、2倍頻對應(yīng)的能量是由發(fā)動機排氣噪聲引起的。②發(fā)動機右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率的能量要略高于左側(cè)的，說明散熱冷卻風(fēng)扇對發(fā)動機右側(cè)的噪聲貢獻大些。

由圖3散熱器左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①散熱器左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量較高，說明散熱器風(fēng)扇是整機主要噪聲源。②散熱器右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量要明顯高于左側(cè)的。

3 結(jié)論

通過本次試驗，得到了該銑刨機操作者位置上以及其它關(guān)鍵點噪聲水平和頻譜特性，并通過分析初步掌握了1m銑刨機的主要噪聲源和傳遞路徑。

①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②操作者位置上的噪聲主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻段。③操作者位置上的噪聲主要是由風(fēng)扇噪聲和發(fā)動機排氣噪聲貢獻的，其中風(fēng)扇噪聲占主要的。④操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。

參考文獻：

[1]周燕.摩擦噪聲與降噪技術(shù)研究[D].機械科學(xué)研究院，2006.

[2]徐文山.銑刨機工作效率和作業(yè)質(zhì)量影響因素探討[J].筑路機械與施工機械化，2013：7.

[3]張華，黃敏.路面銑刨機銑刨輪結(jié)構(gòu)及銑刀設(shè)置要點[J].工程機械與維修，2012：4.

[4]費良富，劉川，鄒曉強等.銑刨機噪聲測試與分析[J].工程機械，2010：9.endprint

摘要： 工程機械操作舒適性日漸成為評價一個產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo)，而噪聲指標(biāo)又是舒適性指標(biāo)的重要組成部分。本文通過對某中型銑刨機進行噪聲試驗，研究了銑刨機的噪聲源分布、頻譜特性及噪聲傳遞路徑。試驗結(jié)果表明：操作者位置上的噪聲主要是由散熱風(fēng)扇和發(fā)動機排氣噪聲貢獻，其能量主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻，且主要是從地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來。

Abstract： The comfort of operators who drive construction machines gradually becomes an important index， meantime as for comfort noise is a key index. The thesis analyzed the transfer path of noise， the characteristics of spectrum and the locations of noise sources based on the noise test on mid-sized cold milling machine. The test results indicated that the noise around the top of operators seat is from the air outlet under the floor， and its frequency band is low and medium below the center frequency 630Hz， and the main noise sources are cooling fan and engine exhaust.

關(guān)鍵詞： 銑刨機；噪聲；頻率

Key words： milling machine；noise；frequency

中圖分類號：TB533 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）22-0032-02

0 引言

空氣、水和噪聲污染被稱為工業(yè)文明危害環(huán)境的三大污染源[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會前進步伐的加快，工程機械的高速發(fā)展給社會帶來便利和高效益的同時，輻射出來的噪聲也帶來了嚴重的危害和損失。中型銑刨機作為一種常用的路面翻新維修工程機械，控制其輻射噪聲顯得尤為重要。一直以來銑刨機的研究主要集中在工作效率[2]、可靠性及銑刨鼓結(jié)構(gòu)[3]等方面，而對銑刨機噪聲[4]的研究很少。因而，研究銑刨機的噪聲特性（聲壓級和頻譜）、傳遞途徑及噪聲源分布具有重要的工程應(yīng)用背景。

1 試驗部分

1.1 試驗對象 本試驗對象為某中型銑刨機，發(fā)動機標(biāo)定工況147kW@2300rpm，發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速2350rpm；風(fēng)扇葉片數(shù)8片，速比1，吸風(fēng)式。

1.2 試驗設(shè)備 噪聲信號采集及分析采用LMS SCR05數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，噪聲信號的測量采用GRAS傳聲器。

1.3 測試工況及步驟 ①發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并關(guān)閉發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、機身頂部、儀表盤上下、機身左右兩側(cè)后下方以及操作者位置地板的噪聲聲壓級和頻譜。②發(fā)動機空載全速運轉(zhuǎn)并打開發(fā)動機機罩，測量操作者位置上、四周外場1m處、排氣口、進氣口、散熱器左右兩側(cè)以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲聲壓級和頻譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 總的噪聲聲壓級分析 該銑刨機在空載全速工況下，操作者位置等關(guān)鍵點以及主要噪聲源近場的噪聲聲壓級如表1所示。聲壓級采用A計權(quán)，背景噪聲最大為62.2dB，滿足現(xiàn)場測試要求。①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②當(dāng)機罩打開時，前方1m處噪聲變化不大；左右兩側(cè)1m處噪聲平均升高9dB以上；操作者位置上升高4.5dB以上。③散熱器>發(fā)動機>排氣口>進氣口；由此推斷散熱器、發(fā)動機是整機的主要噪聲源。④機身左右后下方>操作位置地板>儀表盤下方>儀表盤上方>操作者位置上，由此推斷操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。⑤散熱器右側(cè)要比左側(cè)高將近2.5dB。

2.2 噪聲頻譜分析及噪聲源識別

2.2.1 系統(tǒng)理論工作頻率計算 該銑刨機發(fā)動機為六缸四沖程發(fā)動機，冷卻風(fēng)扇葉片數(shù)為8個，行走柱塞泵柱塞數(shù)為7個，輸料定量泵齒數(shù)為13個，輔助泵齒數(shù)為13個。各噪聲源理論工作頻率計算值如表2所示。

2.2.2 關(guān)鍵點頻譜分析 發(fā)動機空載全速工況下，對操作者位置上、散熱器、發(fā)動機和排氣的噪聲進行了頻譜分析，獲取了關(guān)鍵點和關(guān)鍵噪聲源的頻譜特性。

由圖1操作者位置上的噪聲頻譜可知：

①操作者位置上的噪聲能量主要集中在中心頻率125Hz、中心頻率250～630Hz頻帶范圍內(nèi)，屬于中低頻噪聲。②中心頻率125Hz的噪聲能量主要是由發(fā)動機點火頻率118.5Hz貢獻的，中心頻率250Hz主要是由點火頻率2倍頻237Hz貢獻的，中心頻率315Hz主要是由散熱器冷卻風(fēng)扇314Hz貢獻的，中心頻率400～630Hz頻帶范圍內(nèi)主要是由齒輪泵脈動以及風(fēng)扇2倍頻貢獻的。③風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪聲對操作者位置上的噪聲能量貢獻偏大一些，說明風(fēng)扇是主要噪聲源。

由圖2排氣口以及發(fā)動機左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①排氣口位置以及發(fā)動機左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)發(fā)動機點火頻率1、2倍頻的能量，排氣口要明顯高些；說明發(fā)動機點火頻率1、2倍頻對應(yīng)的能量是由發(fā)動機排氣噪聲引起的。②發(fā)動機右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率的能量要略高于左側(cè)的，說明散熱冷卻風(fēng)扇對發(fā)動機右側(cè)的噪聲貢獻大些。

由圖3散熱器左右兩側(cè)的噪聲頻譜可知：

①散熱器左右兩側(cè)噪聲對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量較高，說明散熱器風(fēng)扇是整機主要噪聲源。②散熱器右側(cè)對應(yīng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)頻率1、2倍頻的能量要明顯高于左側(cè)的。

3 結(jié)論

通過本次試驗，得到了該銑刨機操作者位置上以及其它關(guān)鍵點噪聲水平和頻譜特性，并通過分析初步掌握了1m銑刨機的主要噪聲源和傳遞路徑。

①空載全速工況下，操作者位置上的噪聲聲壓級達到88.5dB。②操作者位置上的噪聲主要集中在中心頻率630Hz以下的中低頻段。③操作者位置上的噪聲主要是由風(fēng)扇噪聲和發(fā)動機排氣噪聲貢獻的，其中風(fēng)扇噪聲占主要的。④操作者位置上的噪聲主要是由操作者位置地板下方散熱出風(fēng)口傳遞過來的。

參考文獻：

[1]周燕.摩擦噪聲與降噪技術(shù)研究[D].機械科學(xué)研究院，2006.

[2]徐文山.銑刨機工作效率和作業(yè)質(zhì)量影響因素探討[J].筑路機械與施工機械化，2013：7.

[3]張華，黃敏.路面銑刨機銑刨輪結(jié)構(gòu)及銑刀設(shè)置要點[J].工程機械與維修，2012：4.

[4]費良富，劉川，鄒曉強等.銑刨機噪聲測試與分析[J].工程機械，2010：9.endprint