針對振動壓路機(jī)噪聲控制的研究

舒霞

黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司

針對振動壓路機(jī)噪聲控制的研究

舒霞

黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司

隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，做為筑路工具中的重要部分，壓路機(jī)的使用越來越廣泛。同時，如何有效降低振動壓路機(jī)在施工過程中伴隨的噪聲污染也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的話題。眾所周知，強(qiáng)烈振動以及伴隨而來的噪音污染不僅會影響整個工程的質(zhì)量，也會給人和其他生物帶來強(qiáng)烈的不適感，甚至對生態(tài)環(huán)境文明也有所破壞。因此，本文先后分析了噪聲的傳播以及振動壓路機(jī)的噪聲來源，闡述了如何提高壓路機(jī)性能，并針對降低噪聲污染、提高工作穩(wěn)定性提出了若干建議，如選用新型低噪聲發(fā)動機(jī)、采取良好的減振措施、優(yōu)化冷卻風(fēng)扇、更新液壓系統(tǒng)以及合理設(shè)計隔聲屏障，帶來明顯的降噪效果，同時也對整個工程質(zhì)量的提升大有裨益。

振動壓路機(jī)；噪聲；控制

1 噪聲的具體傳播情況

在整個建筑工程的施工過程中，各種機(jī)械動力系統(tǒng)都會伴隨產(chǎn)生相應(yīng)的噪聲。當(dāng)觀測點(diǎn)和生源之間距離相對較小時可以看做點(diǎn)聲源。其中壓路機(jī)作為噪聲的點(diǎn)聲源，在無障礙物的聲場中以球形范圍向周圍傳播。然而在壓路機(jī)運(yùn)行時，產(chǎn)生的噪音在傳播過程中通常會遇到樓體及其附近建筑的阻礙，一部分噪聲會因此產(chǎn)生反射效果，一部分會透過新的介質(zhì)進(jìn)行傳播。同時也可能產(chǎn)生折射或繞射現(xiàn)象，轉(zhuǎn)移聲波的傳播方向，具體情況受波長頻率及介質(zhì)的影響。只有了解噪聲的具體傳播細(xì)節(jié)，才可以根據(jù)實際情況采取適合的方法而對其進(jìn)行合理的控制。

2 振動壓路機(jī)的噪聲來源

振動壓路機(jī)主要組成部分包括發(fā)動機(jī)、各種板件、機(jī)架、動力與傳動系統(tǒng)、分動箱、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、振動輪系統(tǒng)、散熱和其他輔助系統(tǒng)等。相應(yīng)的，其噪聲主要包括機(jī)械噪聲和氣動噪聲2種，頻域集中在0～2000Hz范圍內(nèi)，是不同性質(zhì)噪聲成分的綜合噪聲。

(1)發(fā)動機(jī)噪聲的產(chǎn)生過程可以分為內(nèi)部激振力、振動傳遞系統(tǒng)和外部輻射聲源3個部分。發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中會伴隨燃燒壓力或相關(guān)活塞組件撞擊氣缸，齒輪間相互撞擊而產(chǎn)生的機(jī)器內(nèi)部激蕩力，成為產(chǎn)生噪音的主要因素。同時，機(jī)器表面會隨著運(yùn)行速率而產(chǎn)生一定程度的振動，連接機(jī)體的油底殼、氣門罩蓋等部件一般剛度小且足夠薄易產(chǎn)生較大振動幅度引發(fā)噪音輻射。同時發(fā)動機(jī)排氣過程中，管道內(nèi)氣柱共振與噴注廢氣的過程均伴隨大量的噪音產(chǎn)生。在進(jìn)氣過程中包括周期性壓力脈動噪聲、渦流噪聲、氣缸的共振噪聲和進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲等。

(2)板件輻射噪聲是振動壓路機(jī)消音降噪的一個重要內(nèi)容。振動壓路機(jī)上有大量的板件，如駕駛室的地板、發(fā)動機(jī)的罩殼等，這些結(jié)構(gòu)容易受振動而形成新的振動源，特別是當(dāng)其固有頻率與振動源的頻率接近或一致時，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)共振，成為重要的噪聲源。

(3)振動輪系統(tǒng)噪聲是由振動壓路機(jī)的工作原理決定的。振動壓路機(jī)工作時，振動輪內(nèi)的偏心質(zhì)量高速旋轉(zhuǎn)，成為強(qiáng)烈的振動源。一方面，將振動能力傳給被壓實材料完成壓實作業(yè)；另一方面，將振動能量傳給機(jī)架和其他部件，并引發(fā)嚴(yán)重的振動，產(chǎn)生較大的噪聲。

(4)目前而言，傳動系統(tǒng)還不是振動壓路機(jī)的主要噪聲源，但隨著其他方面噪聲水平的下降，其所占噪聲能量的比重將會相對增大。在傳動系中，可成為噪聲源的機(jī)構(gòu)有：分動箱、減速器、軸承和其他機(jī)構(gòu)等。傳動系的噪聲源非常復(fù)雜，而且各噪聲源間相互作用，其整體噪聲效應(yīng)不容忽視。

(5)按照產(chǎn)生聲能的觀點(diǎn)，液壓系統(tǒng)的元件可分為主動和被動2種，噪聲是由主動元件產(chǎn)生的，在這些元件中能量由一種形式被轉(zhuǎn)換成另一種形式。通常在液壓系統(tǒng)中，典型的主動元件是泵(將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能)和閥(將液壓能轉(zhuǎn)換成液體的動能與熱)，工作過程中產(chǎn)生噪聲。而油箱與輸油導(dǎo)管一般則被認(rèn)為是被動元件，通常不產(chǎn)生噪聲，只是在一定情況下，受迫于某種能量傳輸形式的擾動而傳遞噪聲，并在共振頻率下擴(kuò)大噪聲。

3 提高振動壓路機(jī)性能的措施

振動壓路機(jī)的產(chǎn)生對建筑業(yè)的推進(jìn)有著促進(jìn)作用，因此如何提升壓路機(jī)的性能成了關(guān)鍵步驟。其工作特點(diǎn)是前方滾輪為壓路的主要設(shè)備，始終與地面貼合，通過優(yōu)化機(jī)器內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，極大程度上降低了在壓路機(jī)與地面接觸時產(chǎn)生的振動波，從而在減輕部分噪音干擾的前提下正常運(yùn)作。另一種路基壓實技術(shù)也較常見，稱為非圓形沖擊壓實，與前面不同的是，非圓形滾輪作為激振器，其內(nèi)部不設(shè)有專用的激振機(jī)構(gòu)，更利于降低噪聲污染。使得振動壓路機(jī)的壓實效率明顯提高，同時，有效緩解噪聲污染的傳播。

4 振動壓路機(jī)降噪的幾點(diǎn)建議

(1)選用新型低噪聲發(fā)動機(jī)。眾所周知，作為振動壓路機(jī)的動力源，發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中往往伴隨較大的噪音。因此對于發(fā)動機(jī)內(nèi)部機(jī)體的更新不僅可以降低發(fā)動機(jī)本身產(chǎn)生的噪音，同時也對整個壓路機(jī)內(nèi)部其他相關(guān)組件的和諧運(yùn)轉(zhuǎn)也有一定的促進(jìn)作用。通過改良發(fā)動機(jī)機(jī)罩，進(jìn)氣管部位引進(jìn)吸聲技術(shù)，對于消音管的使用不應(yīng)只顧價格低廉，更應(yīng)綜合其他相關(guān)因素作出全面的選擇。

(2)對冷卻風(fēng)扇進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。壓路機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中冷卻風(fēng)扇持續(xù)快速攪動空氣也成為噪音產(chǎn)生的關(guān)鍵部分。葉片形狀、材質(zhì)以及旋轉(zhuǎn)速度都會影響噪音源的重要因素。相關(guān)技術(shù)人員需對風(fēng)扇的選擇作出明確判斷，盡量減少風(fēng)扇持續(xù)轉(zhuǎn)動過程中帶來的噪音。

(3)建立隔聲屏障。通過在施工地點(diǎn)周圍設(shè)立隔聲屏障可以有效隔離施工過程中包括壓路機(jī)在內(nèi)的其他各種大中型機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中伴隨的噪音。甚至在交通干線、工業(yè)生產(chǎn)等其他領(lǐng)域也有著很好的隔音作用。同時，采用隔聲屏障相對成本較低，使用過程中便于移動且可以重復(fù)利用，有效阻礙了噪聲的傳播，保證施工進(jìn)程順利推進(jìn)。

總結(jié)：

綜上所述，由于建筑業(yè)的飛速發(fā)展，對于壓路機(jī)的工作性能提出新的要求，不僅需要保證整個施工過程的質(zhì)量與效率，同時其可靠性以及對于周圍環(huán)境的影響特性也逐漸得到改善。本文對振動壓路機(jī)自身性能以及運(yùn)行過程中產(chǎn)生噪音的各設(shè)備組件的詳細(xì)剖析，并給出合理的建議，通過選用新型低噪聲發(fā)動機(jī)、采取良好的減振措施、優(yōu)化風(fēng)扇以及液壓系統(tǒng)的設(shè)計以及建立隔聲屏障等有效措施可以大大減少噪音在整個施工過程中的產(chǎn)生及傳播。噪音防治是一項長期又復(fù)雜的任務(wù)，需要引起強(qiáng)烈的重視。

[1]李立民.振動壓路機(jī)整機(jī)噪聲控制關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013(10)

[2]李立民,馮忠緒,周龍剛.雙鋼輪振動壓路機(jī)噪聲的防治研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013(10)