摘 要：文章通过对金属加工车间的噪声产生来源进行分类探讨，综述了“多管齐下”的综合噪声控制方法，即声源控噪，隔声、吸声等被动降噪方法，以及有源消声技术，希望能够为金属加工车间的噪声控制提供指导。
关键词：金属；车间；噪声；控制
随着现代工业日益朝着高精和高效的方向发展，金属零件的使用量越来越大，已广泛应用于钢铁、汽车、机械、石油和航空航天等产业，几乎遍及国民生产的各个领域。因此，大量的金属零件加工车间如雨后春笋般出现，己成为工业生产过程中重要的组成环节，在不影响生产工艺、安全和生产进度的前提下，降低车间生产噪声从而改善工人工作环境，对于绿色环保具有重要意义。但是金属加工车间普遍具有噪声情况复杂，生产设备噪声表现为声级高、频带宽、持续时间长且噪声源点多等特性，因此在治理上有一定的难度。对此，人们通过大量的试验和研究，探索出了“多管齐下”的综合噪声控制方法。
1 声源控制
1.1 车间噪声源分类。金属加工车间的噪声源很多，几乎遍及车间生产的每一个工序，车间噪声的来源主要有三大类：一类为空气动力噪声，如通风除尘系统使用的风机运行时进风口和排风口产生的宽频噪声，锯片机体及高速旋转的锯片与周围空气相互摩擦产生的高频噪声，以及熔炼配用的鼓风机等设备进排气时产生的噪声。空气动力型噪声的强度一般介于80～90dB（A）之间。第二类为机械噪声，如风机或电机轴承摩擦和结构共振所引起的噪声，锯床、锯机等切割设备与工件之间的冲击、摩擦和振动产生的噪声，另外，机体运转不平衡也会导致较大的机械噪声，机械噪声强度一般介于90～100dB（A）之间，部分设备可达到100dB（A）以上。第三类为电磁噪声，如由电机定子与转子之间交变电磁作用力所引起的噪声，该类噪声的强度较低。
1.2 空气动力噪声控制。一般空气动力学噪声如空气在管道流动产生的噪声，可通过安装消声器来控制。消声器是减弱声音扩散传播而允许气流通过的一种装置，如在风机的进排风口安装消声器，对降低风机的空气动力噪声效果明显。消声器的种类应根据噪声的频谱特性选择，如对于以中高频或低频噪声为主的噪声源应分别选用抗性或阻性消声器。安装消声器时应注意消声器与管首之间连接的消声通道的具体尺寸需要根据车间现场的空间位置确定，在保证足够的进风面积前提下需要控制消声器内的流速，避免二次噪声的产生。另外，对于风机产生的噪声，风机叶片的形式不同，其噪声的强度差别较大，选择最佳叶片形式可以降低风机的噪声。例如：把风机叶片由直片形式改成后弯形，可降低噪声10dB（A）左右。
1.3 机械噪声控制。锯床、锯机等切割设备在锯切过程中与工件作用产生的机械噪声是其主要噪声来源。目前，国内对金属锯切的降噪研究还在探索阶段，主要降噪措施有以下几种：一是在锯片外缘开消声槽，锯片开了消声槽后，各独立组件的弹性加大，锯片在弯曲时产生的振动应力会分散，因而可以降低锯片振动产生的噪声。二是在不破坏锯片传动平衡条件下，在锯片上钻适量同尺寸的小孔，然后在钻孔中加入韧性金属制作的螺塞，这样可以减弱锯片与工件高速冲击时产生的弹性振动，有助于高频噪声的消除。另外，在锯切过程中使用适合的切削润滑液，可以有效地减少切削时产生的摩擦，对于控制切削噪声是一种经济实用的方法，而且，合适的润滑液还可以有效减少刀具磨损和机床受损。
2 隔声、吸声等被动降噪方法
2.1 隔声结构设计。用构件将噪声源与接受者分开，隔离空气声波的传播，能够有效地降低噪声，这种构件就是隔声结构。隔声结构一般具有隔声、隔振和吸声的功能，而且需要根据使用部位的不同进行特殊设计。
如对于金属加工车间内常见的风机噪声，根据风机的结构特点，可采用钢板来做隔声结构的外壳，在钢板内层采用玻璃纤维等材料来实现减振吸声。如果生产车间需要使用多台风机，可把风机集中布置，建立隔声机房来控制噪声，机房可采用土建围护结构来帮助吸声，采用隔声门和双层玻璃窗加强密封，阻断声音传播，根据测定：采用3mm厚的玻璃平均隔声值为26dB，8mm厚的为31dB，因此要提高玻璃窗的隔声效果一般需采取两层或三层玻璃窗中间夹以空气层的办法。另外，还可以在车间内设置地下通气管道，用连接管将风机或柴油机排气管内的噪声连同排出气体一起排入地下通气管道。
2.2 吸声设计。由于金属加工车间的内壁一般主要由混凝土等刚性材料构成，这些材料的声反射性能较高，车间内的噪声源辐射产生的噪声会在车间内进行多次反射，使得车间内的声场接近于扩散声场，造成室内混响程度严重，同时这也说明加强车间内的吸声设计是降低车间内噪声的有效途径之一。
要想对车间内的各频段噪声进行综合控制，空间吸声体的设计可采用宽频带组合式的吸声材料，一般使用轻质金属制成框架，两面覆盖玻璃纤维，中间层加入对低频噪声吸声较高的材料。另外，空间吸声体的空间布置设计也非常重要，在布置之前需要先应用噪声源点识别技术对车间噪声源点进行测试分析，在保证足够吸声效果的同时尽量加大吸声体之间的距离，实现有效降噪的同时尽量减少项目预算。但吸声设计因其技术原理的局限，其降噪效果一般3～8dB左右，特别对于空间较大且噪声特性复杂的金属加工车间，其实际的降噪效果一般不会太高。
3 利用有源消声技术实现噪声控制
有源消声技术是根据两个声波的相消性干涉或声波辐射抑制的原理，利用抵消声源产生与被抵消声源的声波大小相等、相位相反的声波辐射，继而实现声波相互抵消的结果，达到降低噪声的目的。
随着现代电子控制芯片技术的发展，近二十几年来，有源消声技术的研究和应用也取得了重大进展，成为噪声控制领域的一个研究热点。目前，有源消声技术已经广泛应用于有源消声耳机与耳罩等局部空间的噪声消除，只是目前还不能完全实现车间等复杂声场的全空间的有源消声。有源消声技术相对被动消声方法而言，具有系统小、重量轻、易控制等突破性优点，但由于有源消声技术在复杂声场分析、次级声源的控制及其稳定性等方面尚存在一系列的问题，目前其应用多限于局部空间的噪声控制，对于空间较大或开放式的金属加工车间，由于其空间及声场特性较复杂，其适应性尚处于摸索阶段。
4 结语
噪声控制是金属加工车间生产安全环保的重要举措之一，通过传统的声源控噪，隔声、吸声等被动降噪方法的使用，可以有效地控制车间内的噪声，另外，有源消声技术的研究和发展也将对噪声控制带来技术性突破。进行降噪处理后的车间工作环境得到改善，有效降低了噪声对车间工作人员造成的身心伤害，还能减少生产过程中的磨损，提高生产设备的使用寿命。
需要重视的是，车间系统降噪是一个系统性的工程，要从整个生产车间的角度来全面考虑，除了对车间设备、环境等采取相应的噪声控制措施外，还必须充分考虑到车间的正常生产，实现控噪设施与生产设备的合理组合，降低车间各岗位的噪声强度，避免作业工人出现噪声聋，控制噪声的同时保证车间的经济效益。
参考文献
[1] 中华人民共和国卫生部.GBZ1-2010工业企业设计卫生标准[S].北京：人民卫生出版社，2010.
[2] 吴大德，陈长征，勾轶.车间噪声分析与治理[J].噪声与振动控制， 2007（3）.
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