淺談球磨機(jī)噪聲治理技術(shù)

陳保國(guó)

摘要：文章通過(guò)對(duì)球磨機(jī)噪聲處理的主流技術(shù)介紹，在對(duì)球磨機(jī)噪聲產(chǎn)生方式和噪聲形式分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)采用筒體隔聲套，筒內(nèi)增加GT-I型減振降噪材料對(duì)Ф5.5×8.5溢流型球磨機(jī)進(jìn)行噪聲治理，能夠得到較好的效果。同時(shí)，對(duì)于球磨機(jī)噪聲治理技術(shù)推廣有一定的積極意義。

關(guān)鍵詞：噪聲治理；隔聲套；減振材料

中圖分類號(hào)：TB535 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）09-0117-02

噪聲作為環(huán)境四大公害之一，越來(lái)越引起人們的重視。球磨機(jī)是礦山、化工、建材等領(lǐng)域廣泛使用的設(shè)備，它由電機(jī)、減速機(jī)和回轉(zhuǎn)筒體組成。球磨機(jī)在工作時(shí)筒內(nèi)物料下落沖擊襯板導(dǎo)致筒體振動(dòng)，引起噪聲且球磨機(jī)噪聲可達(dá)到115dB以上，嚴(yán)重超過(guò)國(guó)家允許的90dB要求。同時(shí)，振動(dòng)還會(huì)影響球磨機(jī)壽命和工作狀態(tài)，所以對(duì)球磨機(jī)噪聲治理至關(guān)重要。

1 國(guó)內(nèi)外球磨機(jī)噪聲治理技術(shù)

1.1 加隔聲罩

該技術(shù)是將球磨機(jī)輥筒罩起來(lái)，罩的殼體采用金屬材料。為了達(dá)到降噪效果里面襯有吸聲材料，降噪效果可以達(dá)到15～20dB。但是該方法使用時(shí)占地面積大，而且在設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)會(huì)相對(duì)比較麻煩，需要拆裝隔聲罩，增加了設(shè)備維護(hù)檢修的工作量。

1.2 簡(jiǎn)單包扎

該方法就是利用毛氈等吸聲材料（軟質(zhì)）做成弧形隔板，用螺栓緊固，但是螺栓并不包扎，有助于檢修方便。由于毛氈等材料對(duì)于低中頻噪聲吸收能力不強(qiáng)，所以該方法降噪量只能達(dá)到10dB左右，隔噪效果不是很理想而且費(fèi)用高于隔聲罩法。不過(guò)這種方法能夠方便設(shè)備維護(hù)檢修，也不影響對(duì)于鋼球裝卸等的工作。

1.3 襯板底部設(shè)置彈性層

該方法就是為了消除襯板和輥筒間的剛性連接，安裝成功以后降噪效果可達(dá)到15dB以上。但是該方法不容易操作，因?yàn)閺椥詫颖旧硎且粋€(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，砸在襯板的鋼球沖擊力會(huì)隨著襯板固有頻率變化，導(dǎo)致振幅更大，只有振動(dòng)噪聲頻率大于襯板固有頻率才會(huì)有較好的效果。所以如果安裝不好會(huì)適得其反，而且造價(jià)非常高。

1.4 錳鋼襯板換成橡膠襯板

橡膠襯板安裝方便又有較好的減振作用，在鋼球撞擊襯板時(shí)可增加沖擊的持續(xù)時(shí)間，降噪效果可以達(dá)到20dB。但是橡膠襯板價(jià)格較高，而且壽命較短。

2 球磨機(jī)降噪探究

2.1 降噪方法選擇

球磨機(jī)噪聲主要是鋼球沖擊造成的，屬于沖擊噪聲。輥筒外部聲場(chǎng)的場(chǎng)能是大量鋼球撞擊襯板引起殼體振動(dòng)向外輻射聲能和殼體內(nèi)部激勵(lì)殼體引起殼體振動(dòng)向外透射的聲能之和。而輥筒內(nèi)部聲能是大量鋼球撞擊襯板導(dǎo)致殼體振動(dòng)向內(nèi)輻射聲能和大量鋼球相互撞擊聲能以及為了排礦產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲等聲能的總和。球磨機(jī)聲壓最大值在鋼球激勵(lì)點(diǎn)處發(fā)生，球磨機(jī)筒體聲場(chǎng)是寬頻，而且頻率不同，聲場(chǎng)分布不一樣。在頻率增加時(shí)噪聲聲源壓級(jí)分布沒(méi)有規(guī)律可循。只是在近場(chǎng)聲壓值較高，不同方向聲壓變化大，隨著聲源距離增加，趨勢(shì)減弱，隨著頻率增加，聲壓表現(xiàn)無(wú)規(guī)律。球磨機(jī)筒體噪聲是鋼球、襯板和物料相互撞擊在筒內(nèi)連續(xù)反射形成。所以在目前利用傳統(tǒng)隔聲罩等降噪技術(shù)效果不是很好，必須通過(guò)吸聲和隔聲等手段綜合對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行噪聲治理。一種新的筒體隔聲套降噪效果很好，保證里面的吸聲材料對(duì)球磨機(jī)噪聲頻率特性有較好的吸聲效果，而且隔聲套法安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行比較平穩(wěn)。

2.2 減振墊層材料以及設(shè)計(jì)安裝

2.2.1 減振材料性能和研制。筒內(nèi)減振緩沖墊層材料要求能夠耐受高溫，而且在承受了一定壓力和較大的沖擊力以后能夠繼續(xù)保持較好的彈性，依然能夠保證足夠的使用壽命。不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境和工作強(qiáng)度過(guò)早的老化，失去彈性。為了滿足較惡劣環(huán)境下減振墊層的工作狀態(tài)，可以選用GT-I型材料。該材料是由甲基乙烯基硅橡膠作為復(fù)合材料，加入一定比例耐熱劑、硫化劑、填充劑以及其他成分，然后經(jīng)過(guò)混煉、硫化，在高溫高壓下壓膜成型。

2.2.2 減振墊層設(shè)計(jì)安裝。一般球磨機(jī)襯板都是彼此嵌合連接，在輥筒圓周形成襯板環(huán)，每圈環(huán)對(duì)稱分布楔鐵，通過(guò)對(duì)楔鐵的緊固而固定襯板。如圖1所示，為了與減振墊層8緩沖適配，在螺母2與筒壁6加彈性墊圈1，從而降低聯(lián)接螺栓剛度；同時(shí)為防止減振墊層8被壓壞，在楔塊9處墊限位塊11；所用到的墊圈和限位塊由一定彈性的材料制成。考慮到提高降噪減振的效果，在螺栓和筒壁之間安裝隔振套4，在彈性墊圈和螺母之間設(shè)置保護(hù)層。減振墊層8在襯板7外層凸出條上，采用粘貼固定，墊層的厚度要與襯板凸出條尺寸相適應(yīng)。

圖1

在球磨機(jī)襯板內(nèi)腔可以填充沙粒，在填充時(shí)可以和襯板下鋪設(shè)墊層時(shí)一并完成。沙粒選擇時(shí)要選擇直徑在1～2mm之間的沙粒，填充時(shí)應(yīng)該填充到85%左右。對(duì)球磨機(jī)襯板內(nèi)部填充沙粒可以有效地提高降噪效果，而且可以幫助墊層和筒壁以及襯板連接，更好地防止墊層的移位。

2.3 隔聲套

為了能夠?qū)⒍鄬痈魺岬奈暫透袈暡牧弦约敖Y(jié)構(gòu)組成一套整體結(jié)構(gòu)，使得它們能夠緊固在球磨機(jī)筒體上，采用球磨機(jī)隔聲套來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求，保證球磨機(jī)工作時(shí)可以將產(chǎn)生的噪聲在隔聲材料和吸聲材料作用下有效地降低。

圖2

如圖2所示，隔聲套主體結(jié)構(gòu)按照塊狀形式直接安裝完成。連接方式采用焊接工藝，然后密封，讓隔聲套成為整體。考慮到球磨機(jī)筒體的尺寸比較大，為了能夠縮減安裝各個(gè)模塊的重量，將沿筒體軸向?qū)Ω袈曁追譃榱鶄€(gè)段。然后每個(gè)環(huán)沿著筒體又分成了四塊，所以整個(gè)隔聲套就被分成了24個(gè)單元。即在筒體頂罐處各分一段，頂罐到各筒體段各又被分為一段，頂罐處之間分為兩段，一共是六段。在安裝過(guò)程中，把各隔聲單元彈性安裝在支撐環(huán)上。為了保證頂罐處有較好的受力環(huán)境，在頂罐筒體焊接兩個(gè)或者以上的支撐環(huán)，并在環(huán)側(cè)面采用較厚的鋼板，同時(shí)為能夠使筒體頂罐滿足足夠的承重能力，在環(huán)頂要用鋼板封住。同時(shí)，在支撐連接頂罐間的隔聲裝置時(shí)可以在筒體中間安裝支撐環(huán)。因?yàn)樵谇蚰C(jī)筒體軸向有裸露在外層的用來(lái)固定襯板的多排螺栓，這些螺栓是筒體噪聲向外傳送的最強(qiáng)地方；而且在球磨機(jī)大修時(shí)，要松開(kāi)這些螺栓，所以對(duì)螺栓要做一些特殊的處理：可以在每一個(gè)襯板螺栓套相適應(yīng)的圓筒；為了增加隔聲效果，可以在圓筒內(nèi)填充吸聲材料，使得螺栓可以和隔聲單元分開(kāi)，并凸出外層的鋼板。這樣不會(huì)妨礙對(duì)螺栓的拆卸，還可以有效提高隔聲減振效果。

隔聲套由八層材料組合而成，厚度可以達(dá)到120mm，各層架構(gòu)作用都不同，從內(nèi)到外分別是：

（1）在原筒體的外殼纏兩層玻璃絲布，可以達(dá)到包扎和一定的隔熱效果。

（2）有一層開(kāi)有斜槽的橡膠板，橡膠板可以耐熱吸收振動(dòng)，起到隔振阻尼效果。

（3）內(nèi)層有鋼板，鋼板穿孔，穿孔率為23%，可以起到透聲效果。

（4）再加一層玻璃絲布，可以在防纖維材料散落的同時(shí)達(dá)到一定的防水效果。

（5）吸聲材料可以非常明顯地起到吸聲效果，是隔聲套效果的決定性部件。

（6）再用玻璃絲布對(duì)吸聲材料包扎。

（7）一層鋼板外殼：對(duì)隔聲效果明顯。

（8）外殼涂抹油漆，在美觀和防銹上作用明顯，有一定吸振能力。

3 結(jié)語(yǔ)

球磨機(jī)噪聲和振動(dòng)的處理措施是營(yíng)造舒適工作環(huán)境、降低噪聲污染、創(chuàng)造良好企業(yè)形象和經(jīng)濟(jì)效益的主要措施之一。采用筒內(nèi)安裝減振墊層的措施可以有效降低噪聲達(dá)到14dB的效果，而且沒(méi)有顯著的副作用。不過(guò)在選擇吸聲材料時(shí)要求根據(jù)球磨機(jī)的聲場(chǎng)寬頻特性選擇，才能達(dá)到較好的效果。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)吸聲材料的厚度合理設(shè)計(jì)，可以有效地增大吸聲的系數(shù)，保證吸聲效果（例如離心玻璃棉對(duì)中高頻的噪聲吸聲效果好，而在低頻噪聲較多的情況下可以增加離心玻璃棉厚度增加對(duì)低頻的吸收效果）。所以對(duì)球磨機(jī)降噪處理時(shí)，對(duì)吸聲材料選擇要合理科學(xué)，本文針對(duì)Ф5.5×8.5溢流型球磨機(jī)降噪處理時(shí)，選擇的GT-I型材料，對(duì)于降噪效果比較明顯。在設(shè)計(jì)降噪裝置時(shí)，不能單純考慮降噪效果，還要考慮維護(hù)和檢修的便利性以及成本等多方面的因素。

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（責(zé)任編輯：趙秀娟）