纺织机械噪声测试方法

纺织机械噪声测试方法

卢贺

恒天重工股份有限公司

 摘要：纺织行业长期以来噪声问题比较严重,工作地点的等效连续A计权声压级在90～106dBA之间,严重危害着纺织工人的身心健康。异常的噪声还是产生机器振动、机件磨损的重要根源之一，控制噪声可以提高纺织机械的质量和可靠性。纺织机械噪声测试规范推荐了测试方法,其具体方法引用的是国家基础噪声标准,即测定声功率的国家标准和测定发射声压级的国家标准。细长型纺织机械噪声测试方法的选用和测试经验,提出了灵活运用标准减少工作量的方法,对用声压法按新标准进行噪声测量具有很好的参考作用。

关键词：纺织机械；精炼机；噪声；测量

噪声危害工人的健康，干扰工作和生活，噪声及其控制已成为大家关心的一个向题。纺织厂车间环境噪声和单机噪声都很大,尤其是面广量大的化学纤维后处理设备精炼机、湿开棉机等设备发出的噪声，超过或临界“工业企业噪声卫生标准”的规定指标。纺织机械噪声测试规范系列标准已发布并实施,今后的纺织机械产品标准的噪声指标都要按新的噪声测试方法进行。只有基于相同的测试方法的数据才能进行比较和交流,新发布的纺织机械噪声测试规范等同采用国际标准。新的噪声测试规范与旧的测试方法相比,考虑了周围环境对发射声压级的影响,并对测试数据进行了修正,减少了环境对测试数据的影响,因而在不同的测试环境下的测试数据可以进行比较。但是,要确定环境对机器本身发射声压的影响并不容易，纺织机械中细长型的产品比较多,它们的长度很长,但宽度相对较小，如化学纤维后处理设备精炼机长度可以达到50多米,宽度却只有3米,确定环境对测试的影响这一工作量很大。

一、纺织机械噪声测定的依据

纺织机械具有一定的特殊性,主要表现在某些纺织机械设备噪声源较多,而设备较长,体积较大与一般的机械设备有差异。根据这一具体情况，从实际出发,参照一机部“噪声测量标准”“噪声源的声功率测定(概测法)的规定”。测点取在离纺织机械外形0.05米处的包络面上,并根据机器的外形尺寸大小选择测点数,一般两个测量点之间的距离不超过2~3米，测定是在正常的工作转速及负荷的条件下进行的，在各测点位置上测出所在点的噪声声压级,并以其中某点的最大读数值作为评价该纺机设备的噪声级。

二、纺织机械噪声测试

1、标准的选用。对这些标准的选用要综合考虑测试目的、测试精度要求、测试仪器、测试环境、测试方法和人员的测试技术。噪声的测试有声压法和声强法,考虑仪器的普及程度,在实际测试中,大多采取使用声级计的声压法测量,本文只对声压法噪声测试进行讨论。根据纺织机械噪声测试规范,在测定声功率时,适用3个声压法基础标准,即在反射面上方自由场的声学测试环境下,在包络声源的假想测量表面上测量声压级的工程法(2级方法)-GBT3767规定的方法;或简易法(3级方法)-GBT3768规定的方法;还可以使用标准声源的简易法-GBT16538规定的方法。在测定工作位置和指定位置的发射声压级时,推荐选用在一个反射面上方近似自由场条件下的工程法,即GBT17248.2规定方法;或现场简易法,即GBT17248.3规定的方法;或需要环境修正的方法,即GBT17248.5规定的方法。

2、标准的确定。在选用这些标准的时候,有一个环境合适性评判标准的问题,即如何确定K2的大小。标准的附录中推荐了用标准声源的绝对比较测试法和依据房间吸声法。依据房间吸声法中所用的公式是K2(dB)=10lg[1+4(S/A)],其中房间的吸声量可以通过方法获得,即近似法、混响法、双表面法。双表面法对测试间要求较高,对大型机器难以适应,测点数量多,工作量大;如果具备相应的仪器和条件,混响法是一个简捷的好方法,但不适用经强吸声处理的房间或室外测量,在大房间测试混响时间用赛宾公式计算吸声量时,应考虑空气对声能的吸收,具体方法可以参考相关资料。近似法是根据房间的情况,按标准规定的情况对平均吸声系数进行估计,此方法对经验丰富的测试人员比较有效。标准声源的绝对比较测试法对绝大多数环境都能适应,且数据均为仪器测试量,没有主观估计,比较准确,所以应用较广。我们在实际工作中大部分用了标准声源的绝对比较测试法和依据房间吸声法的近似法。

3、现着重对绝对比较测试法进行分析。标准声源的绝对比较测试法的原理是在测试环境下,对声功率已知的标准声源用测试声功率的方法求出测试声功率并与已知声功率进行比较,以确定周围环境对测试的影响,即环境修正K2。测试时,先在待测机器的测试环境中测出已知声功率的标准声源的测试声功率,其测试方法和测点布置与被测机器的方法和测点布置完全相同。对机器还要把标准声源按噪声标准要求放到几个位置,求出K2的平均值,提高测试精度。对于大型纺织机械的测量,其测量点数较多,标准声源要放几处,工作量较大。为尽可能保持好的测试精度,同时减少工作量,可以采取一些措施。

（1）关于测量距离。测量一般采用矩形测量表面,优先选择1m的测量距离。一般不要为降低环境的影响而采用小的测量距离,因大型机器布点本来就非常多,如果用小的测量距离,按标准规定的测点布置方法,测点数量大大增加。如远场噪声 A 声级为 99dB (A ), 线性声级为106dB (A), 倍频程声压级见图。

由图可知, 振动筛噪声频谱较宽, 低 、中和高频成分都较丰富, 在 63 ～ 4 000Hz频段上均超过 N - 80曲线 , 应采取降噪措施 。在中心频率1kH z附近 , 最大降噪量可达 14dB。

（2）关于测量面上的测量点数量。GBT3767和GBT3768标准中确定K2的方法是相同的,只是因GBT3768的精度低,对GBT3767的布点数量进行了简化,减少了工作量,在未能确定应用GBT3767还是GBT3768(简易法)标准求K2之前,可以先按GBT3768规定的测点测量。如果求出的K2在2dB附近,再按GBT3767补测其余测点数据,看可以用哪一个标准。如果K2远远大于2dB，不能使用GBT3767，则不用加测数据,而只能按照简易法评定。

（3）标准声源的放置。所用标准声源为丹麦的BK4205,声音具有一定的指向性,理想的声源应是各向均匀发声,由于待测机器的体积远远大于标准声源的体积,在这样大的测量表面上用等面积测量仍然可以取得另人满意的结果。我们一般将标准声源放置在地面,因这种放置与标准声源的校准位置相同。尽管有的标准要求标准声源放在某一高度,但实验表明,两种放置高度所测结果相差不大。标准中规定,对于大型机器,确定K2时,应在每个测量边的中间加放标准声源,并按原来方法测量,取几个标准声源位置的平均值。这样做是为了保持足够的精度,尤其是在声学环境比较复杂的情况下，对于如精炼机等细长机型,由于其宽度相对很小,在机器的纵向中心线上放置声源可能更加合理,减小工作量,如在精炼机上放置2～3个标准声源位置。

（4）特定位置机器噪声的测试。对于设备制造厂,如果机器在同一位置安装测试,其声学环境保持一致,第一次测量按正常的程序测量,求出K2,以后的测试可以直接引用K2值,因K2是一个反映环境对测试影响的量,既然环境没有变化,安装位置没有变化,则K2就不会变化。这样大大减少测试工作量,这种情况下,第一次测试对环境的描述要非常详细,以后的测试环境要保持与求K2时完全相同的环境,要严密注意影响环境的因素，对于精炼机只要按产品标准的要求,测量三点的声压值即可。当然按GBT17248.5标准测试,还要测一次测量平面的平均声压级,用此标准有可能得到高的测试精度，有了K2后,也可以方便得到房间的平均吸声系数。

随着我国经济的发展，我们在关注纺织行业的发展的同时，还应当对纺织机械产生的噪声予以高度的重视。纺织机械噪声测试规范系列标准考虑了环境对噪声测试的影响,并设法减少这种影响,更加科学精确。这就要求我们，必须深刻掌握纺织机械噪声测试的原理，并以最科学的精神、最严谨的态度以及最专业的水平，在实践中不断探索，灵活运用标准，提高测试效率的同时有效提高测试精度。

参考文献：

[1]王正浩.纺织机械噪声测试方法分析与控制[D].阜新:阜新矿业学院,2018.

[2]王正浩.纺织机械噪声振动筛动态特性分析[J].选煤技术,2018,(6).

[3]应怀樵.纺织机械噪声和频谱分析与随机数据处理[M].北京:中国铁道出版社,2017.