寧振祥

(天津城市職業(yè)學院，天津 300250)

降低剪切機噪聲的方法

寧振祥

(天津城市職業(yè)學院，天津 300250)

噪聲是當今社會的四大公害之一。人們把噪聲叫做“隱形殺手”。許多國家都在大力開展，噪聲控制的研究工作，現(xiàn)在已經(jīng)形成一門新的學科，叫做“噪聲控制學”。噪聲充斥在人們生產(chǎn)和生活的環(huán)境中，文章重點就廣泛在輪胎制造廠使用的鋼絲簾布剪切機的噪聲問題，進行分析及探討。此類沖剪設(shè)備通常噪聲較大，噪聲一直是困擾研發(fā)人員的難題，如何防治、控制和降低噪聲，減輕對操作工人的身心傷害，成為我們?yōu)橹粩嘌芯考案倪M的目標和方向。

剪切機噪音；主要因素分析；防治和控制方法

一、問題的提出

伴隨著社會的科技經(jīng)濟飛速發(fā)展，各種機械被廣泛應(yīng)用在日常生活與實際生產(chǎn)當中，隨之而來的充斥在生活和生產(chǎn)環(huán)境中的機械振動與噪聲，影響著人們的正常生活和身體的生理活動。噪聲是當今社會四大公害之一，噪聲滲透到人們生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，且人們能夠直接感受到它的干擾，當其超過人耳聽力的耐受程度，或使人產(chǎn)生厭煩的聲音，稱之為噪聲污染，因此，噪聲是受到抱怨和控告最多的環(huán)境污染。近年來，噪聲已列為國際公害，它嚴重污染著環(huán)境，危害人的身心健康，我們必須采取有效的防治措施加以控制。噪聲不僅影響聽力，而且還對人的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，所以有人稱噪聲為“致人死命的慢性毒藥”噪聲給人帶來生理上和心理上的危害主要有以下幾個方面：干擾休息和睡眠，影響工作效率；損傷聽覺、視覺器官；噪聲是一種惡性刺激物對人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)等生理造成嚴重影響；噪聲危害已成為繼空氣污染之后的人類公共健康的第二殺手。通常噪聲40～60 dB相當于人們室內(nèi)談話，感覺舒適；噪聲60～80 dB有損神經(jīng)；噪聲80～90 dB很吵，長期在這種環(huán)境下學習、工作生活，會使人的神經(jīng)細胞逐漸受到破壞；90～100dB聽力受損。本文重點就廣泛在輪胎制造廠使用的鋼絲簾布剪切機的噪聲問題，進行分析及探討。

進入21世紀以來，伴隨著汽車需求量日新月異的飛速發(fā)展，汽車輪胎需求量猛增，子午線輪胎已成為汽車工業(yè)輪胎的發(fā)展趨勢，子午線輪胎胎體簾布層是由覆膠簾子布組成的胎體層，胎體簾布是輪胎在行駛過程中，作為主要的受力部件，承受著周期性的拉伸、彎曲、剪切等極為復雜的作用力，是輪胎受力的骨架層，胎體簾布及帶束層的品質(zhì)將直接影響輪胎的性能和品質(zhì)，主要用于保證輪胎具有必要的強度及尺寸的穩(wěn)定性，支撐輪胎各部件，具有耐負荷，耐沖擊，耐內(nèi)壓的作用。其所具有的強度和彈性，使輪胎使用時可復雜承受應(yīng)力和多次變形，并緩和外來路面的振動和沖擊，其性能決定了輪胎的品質(zhì)和使用性能。更重要的是直接影響汽車行駛的安全，乃至人的生命的安全！為此，輪胎制造廠生產(chǎn)覆膠胎體、帶束層鋼絲簾布裁斷的設(shè)備，即鋼絲簾布剪切機過去一直靠進口，大部分從德國及荷蘭進口，進入21世紀，隨著汽車的飛速發(fā)展，輪胎需求日益增長，國內(nèi)輪胎產(chǎn)量幾乎占到世界四分之一，隨之橡機行業(yè)井噴式發(fā)展，為了降低輪胎制造成本，節(jié)約外匯資金，短短十年該設(shè)備已基本上國產(chǎn)化，鋼絲簾布剪切機是用來剪切，鋼絲簾線斷裂強度3000～4000 N/mm2 ，最大鋼絲直徑3mm，覆膠厚度最大5mm的簾布，裁切時，減速箱中的液壓離合器結(jié)合，由電機減速機驅(qū)動偏心軸運轉(zhuǎn)，偏心軸通過兩側(cè)的連桿，帶動5噸重的上刀架，沿直線導軌上下移動一個循環(huán)，完成一次裁切，剪切力約160KN，此類沖剪設(shè)備通常噪聲較大，噪聲一直是困擾研發(fā)人員的難題，如何防治、控制和降低噪聲，減輕對操作工人的身心傷害，成為我們?yōu)橹粩嘌芯考案倪M的目標和方向。

圖1為常見的鋼絲簾布裁斷機噪音測量示意圖，涂綠色部分是裁斷機。

用分貝儀分別測量A、B、C、D、E五處，參見表1，進口設(shè)備噪聲控制符合EN ISO 11201 中的相關(guān)規(guī)定，A、B、C、D、E各點，噪聲等級不大于80dB，而國產(chǎn)設(shè)備超出相關(guān)規(guī)定。其中，A距裁刀3米；E距裁刀3.5米；B、D距裁刀均為2米；C距裁刀1米

表1 進口與國產(chǎn)同類剪切設(shè)備噪聲對比

圖1 常見的鋼絲簾布裁斷機噪聲測量示意圖

二、剪切機噪聲產(chǎn)生的源

根據(jù)剪切機的結(jié)構(gòu)及工作原理，剪切機噪聲產(chǎn)生的源，主要有以下幾個方面：

上刀架的重量，結(jié)構(gòu)的合理性；

上刀與下刀之間的間隙；

剪切速度；

液壓系統(tǒng)；

床身的加工精度。

對上刀架的重量，結(jié)構(gòu)的合理性及床身的加工精度，因為剪切機一般由國家專業(yè)廠家設(shè)計，專用的精密機床加工制造，所以，由此產(chǎn)生的噪音可以忽略不計。

三、問題分析

(一)上刀與下刀之間的間隙對噪聲的影響

為了獲得完好的裁切效果，避免剪切機受力過大或損壞裁刀：首先裁刀刃口必須磨得很鋒利，其次裁刀間隙必須在0.02mm以下。如果上下刀之間隙過大，重疊過多，噪音會非常大，且大大縮短刀的壽命。所以，調(diào)整上下刀之間隙的正確方法，及刀片的修磨是關(guān)鍵了。

下面以廣泛應(yīng)用的QC11Z系列剪切機為例，介紹調(diào)整上下刀之間隙的正確方法，及刀片的修磨方法，此剪切機上刀固定，下刀可以調(diào)整。

如圖2所示，本設(shè)備補償板設(shè)在機架工作臺上，補償板兩側(cè)設(shè)有調(diào)節(jié)軸，順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)軸，補償板前移；逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)軸，補償板后移。調(diào)節(jié)軸旁裝配有調(diào)刀百分表，顯示刀片的進退量。調(diào)節(jié)軸下端設(shè)有反頂?shù)桑冀K將補償板反頂在調(diào)節(jié)螺桿上，并通過調(diào)節(jié)螺桿作用在機架上。

圖2 刀片間隙調(diào)整示意圖

1.刀片間隙調(diào)整的正確方法

檢查補償板上方的鎖緊螺釘，松緊以剛好能調(diào)動補償板的移動為準。點動刀架下行，初步檢查刀片間隙，抬起刀架至上死點，前移補償板，調(diào)整刀片間隙至0.05mm，再檢查刀片間隙均勻度，調(diào)整可調(diào)支座后的調(diào)整螺釘(注意拉絲頂絲同時鎖緊)。將刀片間隙均勻度調(diào)至0.02mm以內(nèi)。用同樣的辦法精調(diào)刀片間隙至0.02mm以內(nèi)。鎖死補償板上方鎖緊螺釘。點動檢查刀片間隙及刀片間隙均勻度。刀片間隙小于0.02mm，中間部位間隙可以小于0.01mm，但絕對不可以重合。

刀片用一段時間后剪切效果達不到要求，又不需要重新刃磨刀片時，可以用此法微調(diào)刀片間隙和均勻度。

注意：調(diào)整上下刀之間隙，不可一歩到位的調(diào)整刀片，而是循序漸進的調(diào)整。

調(diào)整刀片間隙使兩邊相同的值！

推薦方法：先擰緊裁刀中間的螺釘，然后從中間向兩端頭依次擰緊其余螺釘，擰緊力矩大約為200Nm。否則，可能會引起裁刀扭曲或變形，甚至產(chǎn)生斷裂。

2.刀片的修磨

圖3 刀片修磨示意圖

如圖3所示，刀片使用一段時間后，如果裁切口不整齊或有毛刺，噪聲異常，說明刀刃已鈍，需重新修磨，刀片有4個刃，可互換使用，每邊均可修磨4mm。

請注意：只有垂直面“a”可以磨修。

裁刀的上表面和下表面涂有特氟龍，請不要磨修這些表面。

經(jīng)過幾次磨修，刀片的垂直部分和裁切邊之間的不同就少于圖中標注的值，所以垂直部分“b”也應(yīng)該重修磨。

磨修刀片垂直部分時，必須考慮：

——保留30。角

——保證“a”mm的值

裁刀磨修時，必須加入充分的干凈的冷卻液，避免砂輪表面的浮砂拉毛。否則刀片發(fā)熱，會引起刀表面變軟膨脹，導致裁刀邊緣出現(xiàn)所謂的磨削裂紋和缺口。磨修過程中最大允許溫度為40。C。

推薦使用中心尺寸為(30-36)微硬度(G-H)砂輪

(二)剪切速度、液壓系統(tǒng)壓力對噪聲的影響

為了探討速度及液壓系統(tǒng)壓力對噪聲的影響，我們按四步做了以下試驗：

第一步：在正常使用壓力5.5～6.5MPa條件下，頻率從50HZ開始帶料裁剪試驗，然后分別檢測45HZ、40HZ、35HZ條件下噪音和剪切的效果；

第二步：在正常使用壓力5.5～6.5MPa條件下，轉(zhuǎn)速950轉(zhuǎn)/分，計算出頻率33HZ，帶料裁剪試驗，檢測噪音和剪切的效果；

第三步：使用壓力降至4.5～5.5MPa和頻率33HZ條件下，帶料裁剪試驗，檢測噪音和剪切的效果；

第四部：視第一至三步的檢測效果，裁切的料在15°，且調(diào)整上刀架的上死點到正確位置，使用壓力調(diào)至5.0～6.0MPa和頻率33HZ及35HZ條件下，帶料裁剪試驗，檢測噪音和剪切的效果；

按照試驗先后順序，匯總檢測數(shù)據(jù)參見表2：

表2 速度、液壓系統(tǒng)壓力對剪切機噪音的試驗數(shù)據(jù)匯總

從上述試驗可以看到，隨著速度的降低，噪音會隨之降低，但電機輸出轉(zhuǎn)速需大于等于950轉(zhuǎn)/分鐘；液壓系統(tǒng)的壓力在4.5～5.5MPa較為合理，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低噪音。

四、結(jié)束語

綜上所述，對于鋼絲簾布剪切機的使用及設(shè)計者而言，及時正確調(diào)整上刀與下刀間隙，適當降低電機速度，液壓系統(tǒng)壓力保持在4.5～5.5MPa，剪切機的噪音可以大大降低，甚至優(yōu)于進口的同類設(shè)備。除此之外，上刀架、床身的結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，加工精度更加精密，日常維護等方面還需探討和提高，我們大家共同努力，為控制和降低剪切機的噪聲，不斷地研究、改進、努力，為了人類綠色大環(huán)境，也為了作業(yè)者的身心健康，做出自己的貢獻！

The Method of Reducing the Noise of a Shearer

NING Zhen-xiang
(TianjinCityVocationalCollege,Tianjin300250)

Noise is one of the four major hazards in today’s society. People call noise “invisible killer”. In many countries, the research of noise control is vigorously developing and has now formed a new discipline called “noise contrology ”.Noise exists in people’s production and living environment, the article mainly talked about the noise of steel wire cord fabric shear machine which is widely used in tyre manufacturing factory. Such kind of punching and shearing equipment generally have high noise and this has been a problem for people doing research and development. So how to prevent, control and reduce the noise, how to reduce its harm on operator’s physical and mental health become our goal and direction that needs continuously research and improvement.

the noise of shear machine; analysis of main factors; prevention and control methods

2015-04-26

寧振祥(1957-)，男，碩士研究生，天津城市職業(yè)學院副教授，主要從事高等職業(yè)專業(yè)機械原理數(shù)控技術(shù)等課程的教學與研究工作。

TQ330.4

A

1673-582X(2015)09-0073-05