劉鐵祥

（長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境監(jiān)測系，湖南 長沙410004）

劉楚彤

（環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃研究院，北京100012）

隨著采煤作業(yè)高度機(jī)械化，掘取的原煤中矸石、灰分等雜質(zhì)比重同時提升，需要對原煤進(jìn)行洗選，除去雜質(zhì)，提升煤質(zhì)，并進(jìn)行篩選分級，以適應(yīng)不同市場需求。振動篩利用振動電機(jī)的水平、垂直和傾斜的振動，將能量直接傳遞給篩網(wǎng)，對水煤漿進(jìn)行篩分，是煤礦篩選生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。某選煤廠選用直線振動篩作為篩分設(shè)備，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示［2］。由于篩機(jī)的振動，篩板作上下來回往復(fù)運(yùn)動以及煤塊在篩板上碰撞和摩擦，對周圍環(huán)境造成了很大的噪聲污染。在本底噪聲為58d B（A）的條件下，對直線振動篩進(jìn)行振動頻譜測試，發(fā)現(xiàn)設(shè)備噪聲主要為中低頻噪聲，總聲級為107d B（A），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值（85d B（A）），因而必須對直線振動篩噪聲進(jìn)行治理。為此，筆者對直線振動篩噪聲控制問題進(jìn)行了研究。

圖1 直線振動篩結(jié)構(gòu)示意圖

1 直線振動篩噪聲源分析

1）篩板噪聲 空載和荷載條件下都會產(chǎn)生篩板噪聲，空載時主要表現(xiàn)為振動噪聲，噪聲特性取決于自身質(zhì)量及安裝方式。荷載時由于物料的阻尼作用，噪聲特性會有所變化。同時，載荷的多少會改變參振的質(zhì)量，從而使噪聲輻射更為復(fù)雜。此外，原煤在篩面上滾動彈跳，摩擦與撞擊會進(jìn)一步產(chǎn)生噪聲。

2）側(cè)板噪聲 側(cè)板由一定厚度的鋼板制成，其在振動篩激振頻率下大幅振動，同時在應(yīng)力作用下做高頻振動，如果側(cè)板的固有頻率與偏心軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)頻及諧頻接近時會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的噪聲［2］。

3）激振器噪聲 對激振器軸承與基座進(jìn)行振動頻譜測試，結(jié)果顯示，在440.27 Hz處凸現(xiàn)峰值，而近場噪聲與遠(yuǎn)場噪聲在該處也有類似峰值，且軸承與基座振動信號與遠(yuǎn)、近場噪聲信號相干系數(shù)分別為0.967和0.956，說明軸承與基座振動導(dǎo)致激振器噪聲的產(chǎn)生。此外，當(dāng)激振器偏心塊旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性離心力，激勵軸承自身振動，同時以激勵形式傳遞至篩板、側(cè)板和隔振彈簧，當(dāng)激勵頻率與上述部件的某階固有頻率一致或接近時會產(chǎn)生共振，從而加劇噪聲輻射。

4）隔振彈簧噪聲 隔振彈簧是聯(lián)結(jié)激振器與篩體的重要構(gòu)件，又稱主振彈簧。目前，隔振彈簧一般采用采用金屬螺旋彈簧。隔振彈簧產(chǎn)生噪聲輻射分為以下2種情況，一種是彈簧局部振動產(chǎn)生噪聲，尤其是周圍部件（如激振器）存在不規(guī)則的策動，當(dāng)策動頻率與彈簧固有頻率接近時會形成峰值噪聲，此時輻射噪聲特別顯著；另一種是隔振彈簧安裝不當(dāng)，或彈簧強(qiáng)度與載荷不相適應(yīng)，會出現(xiàn)跳躍與碰撞，從而產(chǎn)生噪聲。此外，隔振彈簧一般分為前后2個支撐組，每組由2個單個彈簧支撐，當(dāng)直線振動篩工作時，這樣也容易產(chǎn)生噪聲［4］。

2 直線振動篩噪聲治理措施

1）改變篩板材質(zhì) 目前選煤廠一般采用鋼質(zhì)篩板，其噪聲大，耐磨性弱。由于聚氨酯或橡膠彈性模量小、沖擊噪聲低，可用聚氨酯篩板或橡膠篩板代替鋼質(zhì)篩板，從而有效抑制篩板高頻振動，減少板件輻射噪聲，最終起到緩沖降噪的作用。此外，應(yīng)經(jīng)常對篩板進(jìn)行常規(guī)檢查，及時緊固振動篩的所有部件（尤其是需要經(jīng)常更換的篩板），避免由于個別部件松動而產(chǎn)生額外振動。

2）改進(jìn)側(cè)板結(jié)構(gòu) 為了減少側(cè)板噪聲，可以采用柔性輻板齒輪代替鋼齒輪。由于柔性齒輪的齒圈和輪轂合為一體，可利用橡膠彈性體傳遞扭矩，進(jìn)而吸收齒輪嚙入、嚙出造成的振動，最終達(dá)到減少噪聲的目的［5］。

3）改進(jìn)激振器結(jié)構(gòu) 為減少激振器噪聲，在激振器軸承與基座之間安裝隔振環(huán)，將原來的鋼性聯(lián)接轉(zhuǎn)化為彈性聯(lián)接，可以降低軸承及機(jī)體的振動，隔斷高頻激振力的傳輸，從而具有自身減振作用，這樣可在根本上抑制激振器噪聲的產(chǎn)生。

4）改進(jìn)隔振彈簧 首先，可以用橡膠彈簧代替振動篩上的金屬螺旋彈簧，因為橡膠是一種高分子彈性材料，其彈性模量低，可有效減少沖擊，降低振動能量，從而減少噪聲輻射。此外，添加一個水平板，使其與2個隔振彈簧相連，即將單彈簧支撐改為雙彈簧支撐，通過增加接觸面積，達(dá)到隔振和緩沖的目的，從而獲得降噪的效果。

5）改變振動篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu) 將振動篩單層篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)改為上、下層篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時改變振動篩的開孔率，即增加上層篩板開孔率，減小下層篩網(wǎng)開孔率，使物料流動加快，這樣可以減小振動篩的振動，從而降低噪聲。

6）調(diào)整振動篩的振幅和頻率 振動篩的振幅和頻率是否合適，決定物料能否有效篩分。當(dāng)?shù)貌坏阶銐虻募铀俣葧r，細(xì)粒徑煤漿容易黏結(jié)在篩網(wǎng)上，這樣會降低篩分效率，且提升噪聲輻射。現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，當(dāng)適當(dāng)增加振動篩振幅（6 mm左右）時，篩分效率提高且噪聲輻射降低。同時，對振動篩進(jìn)行振動頻譜測試，當(dāng)工作頻率為16.16 Hz時，結(jié)構(gòu)體各階頻率均不與之重合，且平穩(wěn)工作時不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象，這樣也能夠有效降低噪聲輻射。

3 結(jié)語

針對選煤廠直線振動篩工作時產(chǎn)生噪聲污染的問題，在具體分析噪聲源的基礎(chǔ)上，對直線振動篩的相應(yīng)結(jié)構(gòu)和材質(zhì)提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，取得了十分顯著的效果?，F(xiàn)場測試表明，該選煤廠噪聲級由107d B（A）降為84d B（A），達(dá)到了工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

［1］王治國 .選煤廠典型噪聲源分析 ［J］.預(yù)防醫(yī)學(xué)論壇，2010（10）：970－972.

［2］王正浩 .振動篩噪聲的產(chǎn)生機(jī)理與抑制對策 ［J］.沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報，1997（1）：1－4.

［3］彭晨宇 .振動篩結(jié)構(gòu)隨機(jī)動力學(xué)研究 ［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2011（12）：15－17.

［4］傅金施 .樊舜堯 .選煤廠噪聲及綜合治理 ［J］.礦業(yè)快報，2001（10）：22－23.

［5］潘瓊 .選煤廠振動篩的改進(jìn)對噪聲控制的作用 ［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2010（4）：4－5.