建筑噪声建筑卷扬机存在的噪声问题及3大噪声源的控制措施

国家交通基础设施、城市建设的规模越来越大,建筑工程中使用的卷扬机规模、功率随之越来越大,牵引速度也越来越快,相应地卷扬机的关键传动件卷筒开式齿轮副结构的尺寸越做越大,在大功率、高速度运转情况下卷扬机的噪声也越来越高,然而这是国家标准所不允许的。
建筑卷扬机国家标准GB1955-2002规定合格的卷扬机噪声限值为机外不得大于85dB(A)、操作者耳边不得大于88dB(A)。当卷扬机牵引力较小、速度较低时其噪声都远低于标准限值,控制也容易;但当牵引速度较高、牵引力较大时要确保噪声不超标,需从设计、工艺、材料、质检等各个环节采取有效措施。
一、存在问题
卷扬机噪声来源有多种途径,但本质上是撞击和振动的结果,一般是由于齿轮啮合质量差、运动不平稳在运动中产生了瞬时加速度而造成的。
我公司一台80kN快速可溜放液力控制卷扬机,钢丝绳牵引速度为30m/min、电机功率55kW,机器噪声一般在标准范围以内,但偶而出现噪声超标现象,少数机器不能通过出厂检验。在排除噪声时感到无从下手,因机器制造所依据的图样、工艺流程相同,既然绝大多数产品合格,就应排除设计和工艺不合理因素。
二、噪声来源分析及控制
1、底盘
我们认为底盘的设计制造存在造成噪声的可能:①底盘采用箱形结构,不是所有焊缝都进行连续焊接,各个底盘焊缝的长短、高低位置不同,底盘刚性存在较大个体差异,有的则产生共鸣效应,机器如有一点震动噪声就被放大;②底盘由钢板焊成,不具备吸震消声功能,如果其固有频率与齿轮啮合频率接近就可能造成个别机器因齿轮弱小震动引发较大共震,引起噪声值上升。
我们针对上述可能性分别进行试验,但通过三次实验发现噪声高低与底盘结构、刚度、频率等因素呈弱相关,噪声大小与运动件强相关,因此底盘设计构造、制造质量并不是噪声超标的原因。
2、轴承间隙
有人认为,既然噪声是伴随卷筒总成和传动件,那么就可能由于卷筒滑动轴承间隙大而引起。我们对卷筒零件配合间隙进行选择,保证轴承孔与主轴间隙符合图纸要求,装配后进行试验。试验时采用变频电机调速,观察速度对噪声的影响。
大量试验结果表明,速度对噪声影响是第一位的,卷筒转速越高则噪声值越大、机器震动越激烈;间隙在其次,主轴与轴套间隙越大则噪声也越大;而底盘对噪声影响最小。如果机器本来噪声就很低,则速度高低、主轴间隙大小的变化都不会产生过大噪声,由此表明噪声超标也不是由轴承间隙大而引起的。
3、齿轮质量
经检查齿轮的公法线长度公差、公法线长度变动量公差、齿圈径向跳动量、滚筒各相关孔的同轴度和主轴各轴颈的跳动等指标都控制在标准规范的范围内,但对齿轮进一步全面检查发现齿轮齿形误差超标,其原因出在滚刀的刃磨上。因为是大模数刀具,被切材料又经过处理,滚切时切削阻力大,刀刃很容易钝,同一批零件加工中途可能需要磨一、二次刀,刃磨时如滚刀前角控制不好,齿廓很容易变形,则加工齿廓就不再是标准渐开线,运动中就产生瞬时加速度,运动不平稳则必然产生震动和噪声。
卷扬机作为一般精度要求的产品,在贯彻新齿轮精度标准时确实不太重视齿形误差的检验,不少单位也没有检测这项指标的设备,所以即使图纸上提出这方面要求而在实际检验操作中却得不到很好执行,尽管公法线长度、变动量公差和齿圈径跳等指标都符合要求,但齿轮仍然是不合格品。
针对上述情况,我厂加强滚刀刃磨工序、工艺管理,工检部门制作齿形样板加强零件检验,严格控制齿形误差,卷扬机噪声明显下降。采取上述措施后机器噪声不再超标,包括我厂生产的电机功率达170kW、牵引速度20m/min的300kN大型绞车,其噪声也控制在标准范围内。