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化工車間噪聲治理

一、 化工 企業車間噪聲狀況簡述 
 
1.1   概述 
 
  近年來通過不繼技術改造,化工企業噪聲來源非常廣。引進國外先進生產裝備和流水線,建成了現代化的化工企業,環境面貌發生翻天覆地變化。在噪聲治理方面:有由于氣體壓力突變產生的氣流噪聲,如壓縮空氣、高壓蒸汽放空等;有由于機械的摩擦、振動、撞擊或高速旋轉產生的機械性噪聲,如:粉碎機、機械性傳送帶等;有由于磁場交變,脈動引起電器件振動而產生的電磁噪聲,如:變壓器等;建立了集中空壓站、風機房。化工企業噪聲污染具有廣泛性和持久性。一方面,化工企業生產工藝的復雜性使得噪聲源廣泛,影響面大;另一方面,只要聲源不停止運轉,噪聲就不會停止,工人就會受到持久的噪聲干擾。
  根據調查測試,選煤廠等大型化工企業主要噪聲源是振動篩、破碎機、跳汰機、鼓風機、溜槽、離心脫水機、輸送機等設備。設備附近的噪聲呈寬頻帶,以中、低頻為主的特性,各層混響嚴重,普遍超標,不僅對操作人員產生很大危害,而且高噪聲透過門、窗、墻體向外輻射,各層噪聲均嚴重超標,使附近的礦井行政辦公樓、采區辦公樓等辦公區域受到嚴重影響。為了使車間平均噪聲明顯下降。制絲車間平均噪聲在85~115dB(A)以上,作業環境噪聲雖得到改善,但卷煙車間作業環境平均噪聲還末達到國家噪聲衛生標準要求,是目前較為突出的噪聲問題。
 
1.2  化工企業車間噪聲對人體產生的危害
  通過對生產現場調查和臨床觀察證明:無防護措施的生產性強噪聲對人體能產生多種不良影響。噪聲會造成聽覺位移、噪聲聾;頭痛,頭暈,記憶力減退,睡眠障礙等神經衰弱綜合征;改變心率和血壓;引起食欲不振、腹脹等胃腸功能紊亂;對視力、血糖也有影響。
  在我國目前的經濟條件下,要達到預防和控制ⅱ級以上噪聲性耳聾的目標,應采取兩級預防措施。
  一級預防主要是改進工藝,改造機械結構,提高精密度。對室內噪聲,可采用多孔吸聲材料(玻璃纖維、礦渣棉、毛氈等),使用得當可降低噪聲5分貝~10分貝。裝置中心控制室采用雙層玻璃隔聲,加大壓縮機機座重量,對機泵、電機等設備設計消聲罩。另外,用橡膠等軟質材料制成墊片或利用彈簧部件墊在設備下面以減振,也能收到降低噪聲效果。同時,也要研制、推廣實用舒適的新型個人防護用品,如:耳塞、耳罩、防噪聲頭盔,實行噪聲作業與非噪聲作業輪換制度。
 
  二級預防就是對接觸噪聲的作業工人定期進行聽力檢查,《職工安全衛生管理制度》規定:接觸90分貝~100分貝噪聲的工人每2年進行一次聽力檢查,接觸大于100分貝噪聲的工人1年檢查一次。
  此外,職工還應加強自我保護意識,如:不在噪聲環境中吸煙等。   
二、化工企業噪聲控制標準及車間職業噪聲衛生標準
 
2.1  噪聲標準要求
  根據《工業企業設計衛生標準》(GBZ1—2002)規定:作業地點噪聲聲級衛生限值根據日接觸噪聲時間不同,衛生限值標準也不同。卷煙車間機臺操作工屬日接觸噪聲時間8小時范疇,衛生標準限值為85dB(A)。
 
2.2  噪聲作業分級
2.2.1 噪聲作業指數
 
  經現場噪聲實測,設備等效連續平均噪聲約88dB(A)。利用公式(1)計算,平均噪聲危害指數I=0.5,最高噪聲指數I=1.28。
  I=(Lv-Ls)/6(1)
  I——噪聲危害指數;
  Lv——噪聲作業實測工作日等效連續A聲級,dB
  Ls——接噪時間對應的衛生標準,dB(A);
  6——分數常數。
  
2.2.2噪聲級別
 
  依據《噪聲作業分級》(LD80-1995)規定,卷煙車間平均噪聲作業指數I<1級別為I級,屬輕度危害。個別機臺噪聲作業指數I>1,級別為Ⅱ級,屬中度危害。
三、化工車間原則及其車間噪聲治理思路分析
 
3.1  化工車間噪聲控制目標、原則及重點
    3.1.1  噪聲治理目標是有效降低室內噪聲強度,達到國家有關標準,減少車間噪聲對廠區環境的影響,改善礦區辦公環境;
    3.1.2  噪聲控制措施以不妨礙生產設備操作、觀察、檢修、并滿足通風散熱為原則,既要開啟靈活、施工方便,又要有明顯的降噪效果;
    3.1.3  由于主洗車間二、三、四層設備多,作業人員多,噪聲級高,污染嚴重,因此,治理重點為二至四層。
 
3.2  化式車間噪聲治理思路
    3.2.1  對于噪聲分布面廣、層高又不太高的車間,采用設計方案(一)滿鋪吸聲平頂是最佳治理方案。既能做到吸聲降噪較佳治理效果,又能達到車間裝飾美觀作用;
    3.2.2  從化工車間作業區噪聲頻譜分析可知,噪聲從低頻到高頻輻射較為均勻,頻譜特性為寬頻帶曲線,噪聲最高峰值在500HZ左右;
    3.2.3  現狀噪聲頻譜特性曲線與NR80噪聲評價曲線相比,需降噪范圍在中、高頻處。選用無需填充吸聲材料雙層微穿孔板,是對中、高頻降噪的較佳吸聲結構。既可達到降噪效果又不會因作業區粉塵而影響吸聲結構性能;
    3.2.4  對于原吸聲性能較差的車間,采用吸聲降噪技術措施,能取得明顯的效果。吸聲是控制噪聲在傳播途徑中有效技術措施。但降低機臺本機的噪聲,是根本控制聲源最佳的方法。因此,直達聲控制是化工車間目前面臨最為棘手的聲源問題。針對該問題,談幾點建議,供參考、探討:
   (1)應恢復設備中原防護裝置中的吸聲材料;
   (2)建立安全防護裝置的維護保養考核制度及設施性能定期監測制度。保持、完善其設施安全防護性能;
   (3)對設備中原無吸聲設施的防護罩、外殼等,盡可能考慮涂刷或粘貼吸聲材料,以減少設備外壁輻射噪聲;
   (4)眾所周知,由于空氣振動而產生聲音。振幅越大,聲音越大,同種機型設備噪聲分貝相差4dB以上。
    顯而易知,由于設備零部件裝配精度差異而引起振幅不同,而產生聲響不同。由此引出三個問題供探討:
    ①如何對設備中零部件的裝配精度進行驗證;
    ②采用何種潤滑劑,使零部件摩擦而產生的噪聲降至最低點;
    ③選用何種最佳減振墊,減少設備振動而引起的噪聲聲輻射。
一、 化工 企業車間噪聲狀況簡述 
 
1.1   概述 
  近年來通過不繼技術改造,化工企業噪聲來源非常廣。引進國外先進生產裝備和流水線,建成了現代化的化工企業,環境面貌發生翻天覆地變化。在噪聲治理方面:有由于氣體壓力突變產生的氣流噪聲,如壓縮空氣、高壓蒸汽放空等;有由于機械的摩擦、振動、撞擊或高速旋轉產生的機械性噪聲,如:粉碎機、機械性傳送帶等;有由于磁場交變,脈動引起電器件振動而產生的電磁噪聲,如:變壓器等;建立了集中空壓站、風機房。化工企業噪聲污染具有廣泛性和持久性。一方面,化工企業生產工藝的復雜性使得噪聲源廣泛,影響面大;另一方面,只要聲源不停止運轉,噪聲就不會停止,工人就會受到持久的噪聲干擾。
  根據調查測試,選煤廠等大型化工企業主要噪聲源是振動篩、破碎機、跳汰機、鼓風機、溜槽、離心脫水機、輸送機等設備。設備附近的噪聲呈寬頻帶,以中、低頻為主的特性,各層混響嚴重,普遍超標,不僅對操作人員產生很大危害,而且高噪聲透過門、窗、墻體向外輻射,各層噪聲均嚴重超標,使附近的礦井行政辦公樓、采區辦公樓等辦公區域受到嚴重影響。為了使車間平均噪聲明顯下降。制絲車間平均噪聲在85~115dB(A)以上,作業環境噪聲雖得到改善,但卷煙車間作業環境平均噪聲還末達到國家噪聲衛生標準要求,是目前較為突出的噪聲問題。
1.2  化工企業車間噪聲對人體產生的危害
  通過對生產現場調查和臨床觀察證明:無防護措施的生產性強噪聲對人體能產生多種不良影響。噪聲會造成聽覺位移、噪聲聾;頭痛,頭暈,記憶力減退,睡眠障礙等神經衰弱綜合征;改變心率和血壓;引起食欲不振、腹脹等胃腸功能紊亂;對視力、血糖也有影響。
  在我國目前的經濟條件下,要達到預防和控制ⅱ級以上噪聲性耳聾的目標,應采取兩級預防措施。
  一級預防主要是改進工藝,改造機械結構,提高精密度。對室內噪聲,可采用多孔吸聲材料(玻璃纖維、礦渣棉、毛氈等),使用得當可降低噪聲5分貝~10分貝。裝置中心控制室采用雙層玻璃隔聲,加大壓縮機機座重量,對機泵、電機等設備設計消聲罩。另外,用橡膠等軟質材料制成墊片或利用彈簧部件墊在設備下面以減振,也能收到降低噪聲效果。同時,也要研制、推廣實用舒適的新型個人防護用品,如:耳塞、耳罩、防噪聲頭盔,實行噪聲作業與非噪聲作業輪換制度。
  二級預防就是對接觸噪聲的作業工人定期進行聽力檢查,《職工安全衛生管理制度》規定:接觸90分貝~100分貝噪聲的工人每2年進行一次聽力檢查,接觸大于100分貝噪聲的工人1年檢查一次。
  此外,職工還應加強自我保護意識,如:不在噪聲環境中吸煙等。   
二、化工企業噪聲控制標準及車間職業噪聲衛生標準
 
2.1  噪聲標準要求
  根據《工業企業設計衛生標準》(GBZ1—2002)規定:作業地點噪聲聲級衛生限值根據日接觸噪聲時間不同,衛生限值標準也不同。卷煙車間機臺操作工屬日接觸噪聲時間8小時范疇,衛生標準限值為85dB(A)。
2.2  噪聲作業分級
2.2.1 噪聲作業指數
  經現場噪聲實測,設備等效連續平均噪聲約88dB(A)。利用公式(1)計算,平均噪聲危害指數I=0.5,最高噪聲指數I=1.28。
  I=(Lv-Ls)/6(1)
  I——噪聲危害指數;
  Lv——噪聲作業實測工作日等效連續A聲級,dB
  Ls——接噪時間對應的衛生標準,dB(A);
  6——分數常數。
  
2.2.2噪聲級別
  依據《噪聲作業分級》(LD80-1995)規定,卷煙車間平均噪聲作業指數I<1級別為I級,屬輕度危害。個別機臺噪聲作業指數I>1,級別為Ⅱ級,屬中度危害。
三、化工車間原則及其車間噪聲治理思路分析
3.1  化工車間噪聲控制目標、原則及重點
    3.1.1  噪聲治理目標是有效降低室內噪聲強度,達到國家有關標準,減少車間噪聲對廠區環境的影響,改善礦區辦公環境;
    3.1.2  噪聲控制措施以不妨礙生產設備操作、觀察、檢修、并滿足通風散熱為原則,既要開啟靈活、施工方便,又要有明顯的降噪效果;
    3.1.3  由于主洗車間二、三、四層設備多,作業人員多,噪聲級高,污染嚴重,因此,治理重點為二至四層。
3.2  化式車間噪聲治理思路
    3.2.1  對于噪聲分布面廣、層高又不太高的車間,采用設計方案(一)滿鋪吸聲平頂是最佳治理方案。既能做到吸聲降噪較佳治理效果,又能達到車間裝飾美觀作用;
    3.2.2  從化工車間作業區噪聲頻譜分析可知,噪聲從低頻到高頻輻射較為均勻,頻譜特性為寬頻帶曲線,噪聲最高峰值在500HZ左右;
    3.2.3  現狀噪聲頻譜特性曲線與NR80噪聲評價曲線相比,需降噪范圍在中、高頻處。選用無需填充吸聲材料雙層微穿孔板,是對中、高頻降噪的較佳吸聲結構。既可達到降噪效果又不會因作業區粉塵而影響吸聲結構性能;
    3.2.4  對于原吸聲性能較差的車間,采用吸聲降噪技術措施,能取得明顯的效果。吸聲是控制噪聲在傳播途徑中有效技術措施。但降低機臺本機的噪聲,是根本控制聲源最佳的方法。因此,直達聲控制是化工車間目前面臨最為棘手的聲源問題。針對該問題,談幾點建議,供參考、探討:
   (1)應恢復設備中原防護裝置中的吸聲材料;
   (2)建立安全防護裝置的維護保養考核制度及設施性能定期監測制度。保持、完善其設施安全防護性能;
   (3)對設備中原無吸聲設施的防護罩、外殼等,盡可能考慮涂刷或粘貼吸聲材料,以減少設備外壁輻射噪聲;
   (4)眾所周知,由于空氣振動而產生聲音。振幅越大,聲音越大,同種機型設備噪聲分貝相差4dB以上。
    顯而易知,由于設備零部件裝配精度差異而引起振幅不同,而產生聲響不同。由此引出三個問題供探討:
    ①如何對設備中零部件的裝配精度進行驗證;
    ②采用何種潤滑劑,使零部件摩擦而產生的噪聲降至最低點;
    ③選用何種最佳減振墊,減少設備振動而引起的噪聲聲輻射。四、噪聲控制措施分步實施步驟述 
 
4.1   化工車間噪聲控制可供選擇手段對比 
 
4.1.1   從聲源上控制噪聲 
 
  從聲源上控制噪聲是降低噪聲最有效方法。通過聲源控制,可直接降低設備本體直達聲,從而可簡化傳播途徑上的控制措施。主要采取以下幾點控制措施:
  a.對安全防護罩,尤其是對有隔聲要求的防護設施,必須保持密閉,盡可能減少縫隙孔洞,以致影響隔聲性能;
  b.對原有防護罩內脫落的吸聲材料,重新粘貼新的吸聲材料,恢復其吸、隔聲性能;
  c.對設備鐵皮外壁內側,涂刷阻尼材料,提高其隔聲性能。
  d.對噪聲異常的設備,進行重點整治。不但要對其隔聲防護罩進行整改外,對其傳動等其它部位也應進行深入解析,以消除和減少聲源的發聲量。
 
4.1.2  從噪聲傳播途徑上降低噪聲
 
  a.對各真空管、風送管,采取包扎隔聲或安裝消聲器,以降低空氣動力性噪聲;
  b.提高吸聲系數,增加吸聲量,減少混響聲是噪聲控制重要手段。常用技術措施:安裝吸聲吊平頂;墻面貼裝吸聲材料;懸掛吸聲體等。
 
4.2  化工車間噪聲控制在化工行業中的實施
 
  根據主洗車間設備布置特點、噪聲狀況及對車間內外影響程度,經反復比較后確定,對各種皮帶輸送機機頭、離心機、破碎機、振動篩、給煤機、刮板機等機械性噪聲為主的設備設置不同型號的隔聲屏、隔聲罩,對跳汰機、鼓風機等空氣動力性噪聲為主的設備設置氣流匯總系統、消聲器,對以撞擊振動噪聲為主的矸石、塊煤溜槽等采取阻尼減振處理,以有效降低聲源噪聲;在適當的層面及車間辦公室等功能房間作吸聲處理,以降低混響噪聲;在個別高噪聲作業點設置隔聲值班間;在車間適當位置設置隔聲門、窗,以減少噪聲外部環境的影響。
  各種隔聲罩整體結構均設計成組合開啟式,以利設備檢修;有散熱要求的隔聲罩設有進、出風口,便于通風散熱;為滿足加油、觀察、日常維護和使用要求,在適當位置均設有門、窗、洞等。
  在振動篩等大體積高噪設備周圍或某一側面設置的隔聲屏,隔聲屏內壁均為吸聲結構;在輸送機、斗提機等設備通過處均留孔洞并設觀察窗和采光窗;溜槽噪聲采用復合阻尼材料敷設于矸石、塊煤等高噪聲溜槽的外表面;在聲級高、混響嚴重的層面,對其墻壁、屋頂內表面做吸聲處理,不影響原有設備的使用和檢修。
  針對車間內設備密集、空間狹窄、布置復雜的特點,該化工車間技術項目采用了多種創新技術,其中包括日本友尼克斯公司近年推出的共振膜吸聲材料、在設備周圍安裝透光軟隔聲罩、安裝鋼溜槽可拆隔聲罩、為大功率電機安裝電機消聲器、在車間墻面安裝共振薄膜吸聲體等。透光軟隔聲罩采用塑料制品制作,可根據聲源高低和現場情況,進行多層吊掛。鋼溜槽可拆隔聲罩采用多種吸、隔聲復合材料,用磁性材料吸附在鋼溜槽表面、貼拼方便,可適應溜槽經常修補更換的需要。在墻面上安裝的共振薄膜吸聲體可使室內噪聲下降4-6dB。
  另外,化工車間噪聲治理在辦公樓內各層分別安裝噪聲監控系統,可實時監控車間內噪聲變化情況。
 
五、化工車間噪聲治理技術給化工企業帶來的收益
 
    此技術項目的實施,較好地滿足了車間生產工藝、安全、操作、檢修等各方面要求,對于廠區車間噪聲控制技術的發展作了積極有益的探索,經過噪聲源調查、制定噪聲控制方案、進行技術方案論證、現場安裝試驗等幾個階段,使得廠區車間內噪聲治理效果十分顯著,符合國家有關標準,順利通過環保初步驗收。廠區外環境噪聲明顯降低、提高化工車間機械生產效率、切實的增值高效產出。治理措施在不降低原有生產線效率的條件下,對各主要噪聲源采取的綜合治理措施符合生產實際,投資少,見效快,綜合治理降噪顯著,車間內職工反映良好受到工人們一致好評。該項技術適用于五金機械化工生產車間噪聲治理,對于類似生產條件的車間亦可適用
沖床噪聲五大產生源及沖床噪聲治理措施的分布實施
沖床是工業生產中常見的機械設備,加工方式為借助于沖頭的動能沖栽零件,負荷運轉噪聲多在90dBA以上。我國沖床車間噪聲一般高達90-110dBA,給設備操作者和車間其他人員造成極大的危害,對環境亦有影響。
    在機械設備中,沖床噪聲很突出。工業發達國家對沖床噪聲的研究,治理和控制開展較早,我國此項工作的開展是在七十年代末期。降低沖床噪聲時,要考慮加工質量,生產率,操作方便和降噪費用等諸多因素。可以說沖床噪聲控制顯得既迫切而又艱巨。
 
一、 沖床噪聲的產生
  
   沖床噪聲可分為運轉噪聲和工作噪聲。運轉噪聲是沖床空載運轉噪聲,它包括電機、皮帶、齒輪、曲柄連桿滑塊及軸承間隙、離合器等形成的噪聲。其中,主要是離合器和齒輪噪聲。工作噪聲是沖床沖壓時產生的噪聲,在相同的沖床上采用不同的沖壓工藝(如沖裁,拉深,彎曲)加工同樣材料所產生的噪聲不一致。沖床負荷運轉時產生強列的噪聲。沖頭與工件,打料桿與工件,卸料板與板料間和撞擊,以及在沖裁和剪切過程中形成的沖剪噪聲等,都是沖床噪聲的主要來源。
1.離合器的接合和脫開噪聲
    沖床常用的離合器有牙嵌式、摩擦片式、轉鍵式等。其中,轉鍵式在中小噸位沖床上應用最廣,噪聲相對較高。沖床轉鍵離合器接合的實質是轉鍵與開有三個(或四個)鍵位的中套的其中某個鍵位接合。離合器接合噪聲是由一系列的撞擊所引發的,在接合過程中,存在三個主要撞擊現象[3]:
  (1)轉鍵與中套間的撞擊,即穩態轉鍵與旋轉著的中套接合過程中兩者的碰撞;
  (2)轉鍵與曲軸間的撞擊,即轉鍵的一側與中套間撞擊的同時,另一側在前者反作用力的作用下與曲軸沖擊;
  (3)曲軸與其支承的滑動軸承間的撞擊。
 
    沖床構件之間的撞擊,產生了作用在大齒輪(大飛輪)及床身之上的作用力,這些作用力,是產生沖床離合器接合噪聲的根本原因之所在。總之,沖床轉鍵離合器噪聲是轉鍵與中套鍵位間撞擊、關閉器與鍵尾間撞擊等一系列撞擊所引發的,這些沖床構件之間的撞擊,首先產生一次噪聲,同時,產生了作用在大齒輪(大飛輪)及床身之上的作用力,這些作用力在床身內部傳遞,當傳遞到發聲表面產生振動速度,使之與該表面接觸的空氣介質受到擾動而產生壓力變化P(ω),從而輻射聲波。影響離合器噪聲因素有:離合器接合時受到的沖量的大小,在質量一定的條件下決定沖擊速度的高低;還與接觸材料本身的剛度和阻尼特性有關。
2. 沖裁工藝噪聲 
    沖剪過程中,材料因剪切而斷裂,由此導致沖頭突然卸荷,所形成的聲音稱為沖剪噪聲。沖床被激勵產生振動,并引起機身和聲輻射和地面振動。沖裁時,沖頭一旦接觸金屬板料,沖裁力開始增加。與此同時,由于機身及其它受力構件的變形而積蓄了彈性能。當沖頭進入板料約一半厚度時,沖裁力達到最大值。板材的突然斷裂使沖頭突然失荷,機身等積蓄的彈性能在極短時間內釋放出來,將激起機身及各部件的振動,使部件間產生沖擊,與此同時,滑塊以相當大的速度下沖,引起滑塊周圍空氣的壓力擾動,從而輻射噪聲。前者激發的噪聲稱振鳴噪聲,后者引起的噪聲為加速度噪聲。由分析可知,振鳴噪聲與引起機身等構件振動的沖裁力—時間歷程有關。此外,沖裁噪聲還包括板料斷裂聲、沖頭與板料的撞擊聲及兩者接觸時的空氣擠出聲共5種噪聲。
 
3.電動機噪聲
    做為沖床的動力源,電機工作時也產生噪聲,它包括電機繞組的電磁噪聲,空氣動力噪聲及機械噪聲。電機噪聲的聲壓級與電機的功率、轉速等有關。
    電機的電磁噪聲,主要是由交變電磁場相互作用激發轉子和定子振動產生的。電磁噪聲一般為高頻噪聲。電機的空氣動力噪聲主要是冷卻風扇噪聲,對于相當多的電機,冷卻風扇噪聲是主要噪聲源。機械噪聲主要包括一些旋轉運動部件的非平衡力激發產生的噪聲和一些零部件振動時產生的噪聲。
  電機噪聲的聲功率級可用下式計算[4]
  L=20lgW+15lgN+k3
  式中W—電機額定功率,kW
  N—電機轉速,r/min
  k3—信號頻率修正值
 
4.工作機構間隙產生的沖擊噪聲
    撞擊噪聲是沖床噪聲的主要組成部分。當沖頭沖裁板料時,與板料發生撞擊,產生撞擊噪聲。撞擊噪聲可分為加速度噪聲和自鳴噪聲。沖頭沖擊坯料時,受到阻力而突然停止所產生的噪聲稱為加速度噪聲。被沖擊的坯料,由于受擊而發生振動,這一振動發出的聲音叫自鳴噪聲。
    傳動件間隙引起的噪聲是指沖床各連接件間存在有配合間隙,在沖擊力作用下,引起軸系的反沖、零件受激勵振動,引起聲輻射而形成的噪聲。沖床的連桿和曲軸,滑塊與連桿等連接零件組成的曲柄連桿滑塊機構中,共有三對摩擦副:曲軸軸頸與曲軸瓦;曲柄頸與連桿大頭軸瓦;連桿小頭(球頭)與滑塊球頭座。由于制造和裝配誤差以及工作本身的需要,不可避免存在間隙。這些摩擦副之間雖然都承受交變載荷,但不一定都引起強烈的沖擊噪聲。它們之間彼此的移動,可能是有接觸的移動,也可能是無接觸的自由移動。但當從自由移動過渡到接觸移動時,必然要帶來強烈的撞擊,這種噪聲頻帶寬,高頻部分強。顯然間隙越大,噪聲越高。另外,間隙一定時,滑塊行程次數越高,噪聲比例升高。
  在沖床諸噪聲源中,沖裁噪聲和離合器噪聲是主要噪聲源。
  
5.齒輪嚙合噪聲
    沖床上大小兩個齒輪在運轉過程中出現節線沖擊力和嚙合沖擊力,從而激起齒輪的嚙合噪聲。節線沖擊力是由兩輪齒嚙合時齒面摩擦力方向的改變而產生的。如圖6所示為齒輪嚙合時摩擦力的變化情況。齒輪的接觸線在嚙合過程中沿嚙合線從A向B移動。B是節點,在接觸點由A向B的移動中,速度逐漸減小,到達B點時速度為零。而在由B向C的移動過程中相對速度方向改變。因而,B點是速度方向的轉折點。由于相對滑動,因而也存在摩擦力。摩擦力的方向隨相對速度的改變而改變。所以,B點又是摩擦力方向的轉折點。節線沖擊力與傳遞力矩,齒面間摩擦系數及相對滑動速度的大小有關。齒傳遞功率越大,齒面粗糙度越大,轉速越高,齒輪的節線沖擊力就越大。
    嚙合沖擊力是在齒輪運轉過程中所發生的齒與齒之間碰撞而產生的沖力。實際齒輪在運轉過程中要發生變形,再加上齒輪的制造安裝誤差等,使得齒輪在運轉過程中發生齒與齒之間相互撞擊而輻射噪聲。其中齒輪的轉速對其噪聲的影響最大。當轉速升高,輻射聲壓級隨之提高。
 
二、 沖床噪聲控制措施
(1)從沖床聲源處降低噪聲
a.沖床本身降噪
    沖床降噪的根本措施在于聲源控制。英國的理查茲(Richards)把撞擊噪聲方面的理論研究應用到沖床上,可使噪聲下降30dBA。其基本理論是,加速度噪聲等于錘子運動時所帶動的等體積的空氣所具有的動能的一半。cto/vo從1增加到10,噪聲級約可降低30dBA,c是聲速,to是錘子運動停止的時間。Vo是錘子沖擊坯料時的運動速度。用其它方法,這樣大幅度降噪是很難實現的。
    七十年代末期,國際上出現了新型液壓伺服沖床,沖頭能按預定的運動規律工作,使沖床噪聲大降低。
    沖床各傳動件間存在必不可少的配合間隙,減少間隙和防止軸系反沖的結構形式已有應用,如曲軸連桿減緩反沖裝置等。改革現有傳統的工藝設計,對于出廠沖床并非易事,根本途徑在于改革沖床的沖擊過程。沖床降噪的技術措施有許多尚在試驗研究階段,完全成熟及全面推廣還需很長時期,因而現階段還應考慮其它技術措施。
b.降低模具噪聲
    沖模設計者往往忽略對噪聲的考慮。合理地選擇凹凸模的配合間隙,能實現降噪5dBA,改變凸的幾何形狀,用階梯模、斜刃模代替平口模,亦能降噪5-10dBA左右。但由于工件的幾何開頭有時很復雜,給模具加工帶來一定的困難。此外還有在模具中增加緩沖器及降低卸件噪聲等措施。
(2)從傳播途徑對沖床實施噪聲控制
    控制沖床噪聲對人體的危害,在傳播途徑上采取控制措施,技術革新上比較成熟,并可取得一定效果。
a. 吸聲降噪
  吸聲的目的是減弱車間內反射聲,一般可降噪6dBA左右的降噪效果。
b. 局部隔聲
  采用加吸聲的隔聲屏、模具區域隔聲罩,能有8dBA左右的降噪效果。
c. 全封閉隔聲罩
  全封閉隔聲罩能有20dBA左右的降噪效果。罩體可作成拼裝式,一般占地面積較大。
    傳播途徑中控制沖床噪聲雖是消極的治理方法,但由于簡便易行,并能收到較好的降噪效果,因而較多被采用。應用時應注意操作、維修等問題。
 
企業廠房車間噪聲防護措施
1.       做好前期預防
對廠區進行合理布局,保證配套的職業病防護設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投入運行。從多方面做好針對噪聲危害的前期預防工作。
1.1    高噪聲車間與低噪聲車間、高噪聲設備與低噪聲設備隔開;
1.2    噪聲源于早作人員之間設置隔音、隔振防護措施
2.       控制和消除噪聲源
降低和消除生源是最根本、最徹底的降噪措施。生產噪聲主要分機械噪聲和氣流噪聲2 大類。
2.1    降低機械噪聲:
2.1.1          改進機械設計,選用高分子材料或高祖你和金代替普通鋼制造機件;
2.1.2          改進設備結構,如將化纖廠拉捻機的齒輪改稱有彈性軸套的鋼齒輪,巨脲鑄造齒輪。旋轉機械設備盡量選用噪聲小的傳動方式;
2.1.3          改進工藝與操作方法;
2.1.4          及其運行中,由于機件撞擊、摩擦或由于動平衡不好而產生的噪聲,可以通過改進機加工精度和機器裝配質量的方法有效降低。
2.2    控制、減弱氣流噪聲
氣流噪聲指各種風機、空壓機排氣口、高壓高速管道、風動工具等產生的空氣動力性噪聲。鼓風機、電動機等于生產無直接關系的聲源可隔離或移出室外;一般風機應改進結構形式,選擇最佳葉型、轉速,提高裝配精度和質量以降低噪聲;高壓高速管道發生的噪聲應采取降低壓差流速、減少速度縫制的措施減輕,進氣口通道盡量保持最大面積和最短長度,清除管道中的障礙物,減少彎頭和面積突變,改變高壓高速氣流噴嘴的形狀等。
3.       阻斷噪聲傳播途徑
廠區應合理規劃布局,產生噪聲的工廠與居民區之間應有一定距離,最好設置防護帶,防護帶內種植樹木火舌歌聲墻壁。噪聲車間與非噪聲車間、強噪聲設備與一般設備應隔開。也可以利用地形地物組閣降低噪聲。如果以上方法仍不能達到要求,就需要在噪聲傳播途徑上采取犧牲、消聲、隔聲、隔振 、阻尼等聲學處理措施。
3.1    吸聲。利用吸聲材料如玻璃棉、泡沫塑料、礦渣棉、毛氈、石棉絨、加氣混凝土、木板絲、甘蔗板等裝飾墻面或天花板,這些多空材料能夠吸收聲波,達到降低噪聲強度的目的。吸聲材料主要吸收反射聲,對從聲源直接發出的直達聲作用甚微,對高頻噪聲比對低頻噪聲有效。低頻噪聲可采用共振吸聲的辦法,用多孔板作吸聲墻壁。這些措施能取得較好的吸聲效果。
3.2    消聲。使用消聲器是控制空氣動力性噪聲的主要措施。消聲器是一種組織聲音傳播而允許氣流通過的裝置,主要用于風道和排氣管道。常用消聲器分阻性消聲器和抗性消聲器兩種,二者聯合使用消聲效果更好。好的消聲器應當是消聲量大,空氣動力性能好,結構性能好,三者缺一不可。
3.3    隔聲。把發聲設備或需要安靜的場所封閉在一個小的空間中,使之與周圍環境隔絕起來,以達到控制噪聲傳播的目的。如空壓站的隔聲室,窗戶用雙層玻璃,門窗用吸聲材料飾面,周圍用橡膠條密封。小型聲源可用隔聲罩。
3.4    隔振。為了防止通過固體傳播的振動性噪聲,可在機器或振動體的基座與地板、墻壁聯結處安裝隔振或減振裝置,也可以起到降低噪聲的效果。
3.5    阻尼。阻尼材料就是內損耗較大的材料,如瀝青、軟橡膠以及其他高分子材料。屠宰金屬板上的阻尼材料,其厚度應當為金屬板的3倍以上,并使其緊緊的黏附在金屬板上,這樣才能起到良好的阻尼效果。
4.       加強個人防護及健康監護
在較強噪聲環境工作的人員,都必須配戴舒適方便的耳塞、耳罩等個人防護用品。企業應加強對工人使用勞動防護用品的監管,并進行培訓教育,讓工人養成自覺防護的習慣。
生產車間減振動減噪聲措施
 
① 采用振動小、噪聲較低的工藝與設備。例如用造型機、刨砂機代替風錘;用射壓、高壓造型設備代替震擊和微震壓實造型機;用液壓傳動代替氣動;用水力清砂、拋丸清理等代替風鏟清理鑄件表面,以降低車間振動與噪聲。
② 消除或減弱機器的噪聲及切斷傳聲途徑。如射芯機和射壓造型機在射砂后排氣時,由于空氣以沖擊波形式沖出排氣孔,產生很大噪聲;高壓氣力輸送裝置在卸料時,也會因沖擊波而產生噪聲。要消除這種噪聲可在排氣通道上加消音器。震擊造型機震擊時,震動波可以沿地基傳到遠處,特別是大的震擊造型機會產生很大的振動與噪聲。這時可將震擊造型機的地基與附近車間地面隔開,中間填以木屑填充物等,使震動波被地面的傳遞介質切斷,防止震動波向四面傳播,以減少振動與噪聲。
③ 設置隔音層或者隔離室以隔離聲源。清理滾筒時,會產生很大的噪聲。可將清理滾筒布置在車間外的小屋中(工作時工人離開);或在清理滾筒外面加隔音層,便可顯著降低工作時的噪聲。也可在滾筒裝好料后,罩上隔音罩,待滾筒卸料時,再將隔音罩吊開。這樣,不僅能降低噪聲還能起到防塵作用。
沖天爐用鼓風機的噪聲很大,一般可設置獨立的鼓風機房,周圍用隔音墻與車間隔開;也可用隔音物質(如軟木等)做成隔音罩,以減少噪聲對周圍的影響。還可用消音器或改進鼓風機的結構等措施,以降低和消除噪聲。
有時由于工藝上的需要或因經濟原因,車間內噪聲不能大幅度降低,這時可在造型機或落砂機旁用隔音物質做成獨立的隔音室,工人在隔音室中操縱各種手柄,控制設備的工作過程,以免除噪聲的干擾。
④ 采用隔振裝置以減輕與消除振動。如在落砂機上設置彈簧減振器及橡皮減振器。
⑤ 加強個人防護。如工作時用耳塞、耳罩,以降低噪聲的干擾,但這使人的聽覺不靈,容易出事故。
 
企業廠房車間噪聲防護措施
      存在噪聲危害的行業和工種分布非常廣泛,衛生部2002年頒布的《職業病危害因素分類目錄》中,列舉了61個可能導致噪聲聾的行業工種。而實際工作中噪聲主要來自于:機械加工業的下料、剪切、鍛造、沖壓、輥壓、鉚接、落砂、造型,金屬表面處理的拋光、噴砂、清理,熱電廠的碎煤、球磨、汽機發電、司爐,水泥制造廠的破碎、研磨,紡織業的紡紗、織造、制條以及采礦業的鑿巖、爆破、掘進等工種。
      噪聲性聽力損傷治療效果不明顯,所以,防治噪聲關鍵在于采取綜合性的措施。
      1、做好前期預防
      上面病例中提到的患者在修鍛車間做鍛工,該企業投建已有30多年歷史,在設計、建造方面存在諸多問題。廠區布局很不合理,高噪聲車間與低噪聲車間、高噪聲設備與低(無)噪聲設備沒有隔開;修鍛車間內有150 kg、400 kg空氣錘,1 t、2 t、3 t蒸汽錘,加熱爐,退火爐等生產設備,但這些噪聲源與操作人員之間沒有任何隔音、隔振防護設施;加熱、備坯、檢驗、模鍛成形、熱處理、清理、矯正等多個工序被安排在同一車間內進行,使噪聲危害加劇。因此,在項目的設計和建設階段,應該對廠區進行合理布局,保證配套的職業病防護設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投入運行。對可能產生職業病危害的建設項目,應當進行可行性論證階段職業病危害預評價的衛生審核、竣工驗收時的職業病危害控制效果評價及職業病防護設施的衛生驗收,對存在的職業病危害項目應如實申報并接受監督,從多方面做好針對噪聲危害的前期預防工作。
      2、控制和消除噪聲源
      降低和消除聲源是最根本、最徹底的降噪措施。生產噪聲主要分為機械噪聲和氣流噪聲2大類。
      (1) 降低機械噪聲
      ①改進機械設計,選用高分子材料或高阻尼合金代替普通鋼制造機件。
      ②改進設備結構,如將化纖廠拉捻機的齒輪改成有彈性軸套的鋼齒輪、聚脲鑄造齒輪。旋轉機械設備應盡量選用噪聲小的傳動方式,如將正齒輪傳動裝置改成斜齒輪或螺旋齒輪傳動裝置,或改用皮帶傳動。
      ③改進工藝與操作方法,如將鉚接改成焊接,將鍛打改成摩擦擠壓或液壓加工,建筑施工中用壓力打樁機代替柴油打樁機等。
      ④機器運行中,由于機件撞擊、摩擦或由于動平衡不好而產生的噪聲,可以通過改進機加工精度和機器裝配質量的方法有效降低。
      (2) 控制、減弱氣流噪聲
      氣流噪聲指各種風機、空壓機排氣口、高壓高速管道、風動工具等產生的空氣動力性噪聲。鼓風機、電動機等與生產無直接關系的聲源可隔離或移出室外;一般風機應改進結構形式,選擇最佳葉型、轉速,提高裝配精度和質量以降低噪聲;高壓高速管道發生的噪聲應采取降低壓差流速、減少速度峰值的措施減輕,進氣口通道盡量保持最大面積和最短長度,清除管道中的障礙物,減少彎頭和面積突變,改變高壓高速氣流噴嘴的形狀等。
      3、阻斷噪聲傳播途徑
      廠區應合理規劃布局,產生噪聲的工廠與居民區之間應有一定距離,最好設置防護帶,防護帶內種樹木或設隔聲墻壁。噪聲車間與非噪聲車間、強噪聲設備與一般設備應隔開。也可以利用地形地物阻隔降低噪聲,如山丘、土坡、建筑物、樹木(森林)等都是良好的屏障,能阻隔或吸收一部分噪聲。如果以上方法仍不能達到要求,就需要在噪聲傳播途徑上采取吸聲、消聲、隔聲、隔振、阻尼等聲學處理措施。
      (1) 吸聲。利用吸聲材料如玻璃棉、泡沫塑料、礦渣棉、毛氈、石棉絨、加氣混凝土、木絲板、甘蔗板等裝飾墻面或天花板,這些多孔材料能夠吸收聲波,達到降低噪聲強度的目的。吸聲材料主要吸收反射聲,對從聲源直接發出的直達聲作用甚微,對高頻噪聲比對低頻噪聲有效。低頻噪聲可采用共振吸聲的辦法,用多孔板作吸聲墻壁。這些措施均能取得較好的吸聲效果。
     (2) 消聲。使用消聲器是控制空氣動力性噪聲的主要措施。消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置,主要用于風道和排氣管道。常用消聲器分阻性消聲器和抗性消聲器兩種,二者聯合使用消聲效果更好。好的消聲器應當是消聲量大,空氣動力性能好,結構性能好,三者缺一不可。
      (3) 隔聲。把發聲設備或需要安靜的場所封閉在一個小的空間中,使之與周圍環境隔絕起來,以達到控制噪聲傳播的目的。如空壓站的隔聲室,窗戶用雙層玻璃,門窗用吸聲材料飾面,周圍用橡膠條密封。小型聲源可用隔聲罩。
      (4) 隔振。為了防止通過固體傳播的振動性噪聲,可在機器或振動體的基座與地板、墻壁聯結處安裝隔振或減振裝置,也可起到降低噪聲的效果。
      (5) 阻尼。阻尼材料就是內損耗較大的材料,如瀝青、軟橡膠以及其他高分子材料。涂在金屬板上的阻尼材料,其厚度應當為金屬板的3倍以上,并使其緊緊地粘附在金屬板上,這樣才能起到良好的阻尼效果。
      4、加強個人防護及健康監護
      在較強噪聲環境工作的人員,都必須配戴舒適方便的耳塞、耳罩等個人防護用品。企業應加強對工人使用勞動防護用品的監管,并進行培訓教育,讓工人養成自覺防護的習慣。上面病例中患者所在的企業,盡管為工人配備了耳塞等個人防護用品,但由于監督管理和教育培訓工作不到位,僅有部分作業工人佩戴,沒有發揮應有的防護作用。
      用人單位應建立健全職業健康監護制度,做好上崗前、在崗期問、離崗時和應急的健康檢查。接噪人員上崗前體檢應進行純音測聽并存檔,若出現永久性感音神經性聽力損失大于25 dB,或患有各種能引起內耳聽覺神經系統功能障礙疾病的人,均不宜從事強噪聲作業。在崗人員體檢周期為1年,發現高頻聽力下降者,應注意觀察并采取適當措施。


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