車身沖壓車間規劃過程中的噪聲防治

王建甫

(中國汽車工業工程有限公司，天津 300000)

車身沖壓車間規劃過程中的噪聲防治

王建甫

(中國汽車工業工程有限公司，天津 300000)

摘要：根據2014年6月1日起實施的GB/T50087-2013《工業企業噪聲控制設計規范》及相關規范等的要求，結合歷年工作時測量的噪聲數據，對車身沖壓車間的前期規劃提出主動防護方案，從而提高新建沖壓車間的職業衛生防護水準，降低一次性建設投入。

關鍵詞：車身沖壓車間；前期規劃；噪聲防治

0　引言

2014年6月1日起實施的GB/T50087-2013《工業企業噪聲控制設計規范》較其替代版本GBJ87-85《工業企業噪聲控制設計規范》主要修訂的內容是：(1)增加了脈沖噪聲限值內容；(2)對各類工作場所的噪聲限值做了適當修改；(3)對噪聲與振動控制措施有關條文進行了修改[1]。

針對最近幾年某公司設計承包的汽車整車廠沖壓車間生產噪聲測量值，以及對一線生產工人的職業病防護需求，作者提出了在車身沖壓車間前期規劃時即考慮噪聲防護因素，做好防護規劃、高噪聲區提示、高噪聲區生產人員組織建議等，變投產后檢測不達標而被迫進行技改改為一次規劃投用，降低企業投入，減少技改對生產的影響，提高工人職業衛生健康標準。

1　沖壓車間噪聲構成

目前國內汽車整車廠車身沖壓車間基本僅生產大型、復雜的沖壓件，所采用的設備以大噸位、大臺面的機械壓力機或快速液壓機為主，整線公稱壓力在40～100 MN范圍。由于大型機械壓力機能耗低，工作效率高，使用率極高，因而文中主要測量了機械壓力機生產線的噪聲數據。

通過現場實際測量，作者整理出某典型沖壓車間主要高噪聲源數據及產生原因等，見表1。

(2)持續噪聲指設備運行時所產生的噪聲值；

(3)各種噪聲值均為傳播到地面的測量值；

(4)測量時車間背景噪聲值基本在77 dB(A)附近；

(5)車間因生產或人為因素發出的隨機噪聲等由于偶然性強，故不予考慮；車間其他設備和生產引起的噪聲不顯著，故計入背景噪聲中。

由表1可看出：沖壓噪聲和離合器噪聲屬典型的脈沖噪聲，由于最近幾年模具技術普遍采用斜刃口降低噪聲和沖裁力，使得沖壓噪聲峰值有所降低，但仍應引起足夠的關注。沖壓廢料輸送與收集噪聲由金屬廢料在金屬料斗滑動和掉落(如廢料卡車車廂內產生的撞擊)引起。在沖壓線下的地下基礎內，噪聲按照沖壓的頻次發出，持續約1～2s；在廢料匯集處和廢料收集間內，則可認為是持續噪聲。

顯然，針對這些高噪聲，在新建項目的前期規劃直接考慮，且加以防治，即可做到降低企業投入、減少技改對生產的影響、提高工人職業衛生健康標準。對于脈沖噪聲需換算為等效聲級，在前期規劃中需使車間各區域的生產工人實際接觸的噪聲值小于國標要求的等效聲級。

2　沖壓脈沖噪聲的等效聲級

GBZ2.2-2007《工作場所有害因素職業接觸限值 第2部分：物理因素》中對于脈沖噪聲的職業接觸值僅提及120 dB(A)以上的工作日接觸脈沖噪聲次數[2]，因而低于120 dB(A)的等效聲級的計算需按照GBZ/T189.8-2007《工作場所物理因素測量 第8部分：噪聲》中的非穩態噪聲場所的等效聲級公式計算：

(1)

式中：LAeq,T為全天的等效聲級；

LAeq,Ti為時間段Ti內的等效聲級；

T為這些時間段的總時間；

Ti為i時間段的時間；

n為總的時間段的個數。

如僅考慮沖壓本身的噪聲值，對于機械壓力機每沖壓一次離合器和制動器均需動作一次，則可通過表1中的測量數據計算出等效聲級滿足85 dB(A)時的最大沖次數s。代入式(1)可計算每班滿足等效聲壓85 dB(A)的最大沖次s=1 114 次。根據多年的工作經驗看，節拍不等的沖壓線每班的沖次數在6 000～16 000范圍內，這就使得沖壓生產工人所承受的等效噪聲值遠高于規定范圍。長期以來我國的沖壓車間普遍采用的防護措施僅為佩戴耳塞，這樣會造成工人不能通過聽覺及時發現重物吊運、沖壓件運輸等生產活動，增加了車間內的危險因素，尤其對于需要在車間內巡視人員的安全隱患更大，因而佩戴耳塞不能成為沖壓噪聲防治的主要手段。

沖壓自動線采用隔音罩的方式能有效降低噪聲輻射，由于配置不同，隔音效果在10～22 dB(A)范圍內。根據實測，僅采用2 mm鋼板制成的簡易隔音罩實際隔音效果對各種沖壓件的平均值在13 dB(A)左右，可計算滿足等效聲壓85 dB(A)的每班最大沖次s=2.2×104次，在2條沖壓自動線同時開動的情況下基本能滿足工人的健康需要；而采用高流阻、高容重的復合吸引巖棉+隔音罩的結構，降噪效果接近20 dB(A)時，每班最大沖次可達s=8.8×104次，可滿足5條高速沖壓自動線同時開動。因此在進行沖壓車間規劃時，規劃沖壓線的數量或壓力機臺數應代入降噪配置需求，否則將以犧牲工人健康、安全為代價。

3　沖壓車間一般噪聲防護手段及效果簡述

在車間內測量各種噪聲，實際是測量噪聲和背景噪聲在車間內的混響值，當地的地質條件、車間面積、配套建材、降噪對象、車間各種設施的擺放都會對噪聲的混響產生影響，因而極難通過計算和模型測試準確預測降噪實際效果。一般來說，面積較大、高度較高的多跨廠房噪聲值相對較小。

3.1隔音屏障與隔音罩的構成及效果

沖壓自動線的沖壓噪聲、模具清洗機的噪聲可采用隔音罩的方式將沖壓設備全部封閉，從而減少噪聲的外漏；壓力機的離合器、制動器等布置在壓力機頂，可采用隔音屏障的方式減少其直接向地面的輻射。

國內近年來主要沖壓線的隔音罩復雜程度由低到高可分為：冷軋鋼板，50 mm礦物巖棉+冷軋鋼板，透孔板+50 mm礦物巖棉+冷軋鋼板，透孔板+100 mm多層礦物巖棉+冷軋鋼板，降噪性能大致在10～20 dB(A)范圍。通過考察測量，隔音效果超過15 dB的僅為個別全套引進的國外沖壓線，這主要是因為目前國內吸聲降噪較不成熟，市場上主要多孔吸聲材料基本等同于保溫建材，極少標注流阻等主要計算數據；個別標注的，也僅僅是對現有保溫建材的測量，所謂的高流阻多孔吸引材料與國外產品在流阻上相差1～2個數量級。采用國產礦物巖棉對沖壓這樣的脈沖噪聲的吸音效果僅在1～3 dB左右，反而沒有加強密封、減少孔隙聲輻射和減少開窗的效果顯著。不同形式的隔音罩如圖1所示。

作者統計得出，隔音罩漏聲主要因素是：封閉不嚴造成的縫隙聲輻射、觀察窗的聲透射、沖壓振動引起的聲橋現象等。某公司設計制造的模具清洗房采用1 mm不銹鋼板+80 mm空氣層+50 mm彩鋼夾芯板(無觀察窗)，由于有防水需要，各處縫隙均用鋁合金角鋼封閉，并涂玻璃膠，在內部工作噪聲達98 dB(A)左右時，外部1.5 m處基本在81 dB(A)左右(背景噪聲77 dB(A))，相對背景噪聲只有4 dB左右的增加，隔音能力遠強于更為復雜的沖壓線隔音罩。

3.2廢料收集系統的噪聲處理

廢料收集過程產生的噪聲大致分布在壓力機基礎內和廢料存儲斗附近。國內某外資廠沖壓車間的廢料線采用1.6 m高隔音屏，在廢料斗外敷多孔吸聲材料等(見圖2)，從測量效果看，大致有1～3 dB左右的隔音效果，仍然不能滿足健康需要。因而企業在安排設備保障人員進入沖壓基礎內進行設備巡檢時，要嚴格限制巡檢時間和次數，按照我國3 dB的交換時間計算，每位保障工人每班的巡檢時間不宜超過1 h。

而廢料收集間基本做法是放置在車間外的附房內，通過車間復合壓型鋼板保溫墻進行隔音，離觀察窗1.5 m處噪聲值在90 dB(A)左右，由于操作工不是一直在觀察窗前操作，所以基本可滿足健康需要。因此在規劃時只需將廢料線的操控位置放在車間內便于觀察處即可。不過針對運輸廢料的卡車司機的降噪措施往往被企業忽視，一般性的措施是司機到廢料間外暫時休息，故在此領域還需加強研究和措施投入。

3.3車間橋式起重機的噪聲防治

沖壓車間橋式起重機小車運行噪聲較小，大車運行噪聲主要是車輪與軌道剛性碰撞以及起重機上各部件振動引起，因而提高軌道精度是減小起重機運行噪聲的最顯著手段。采用鉸接主梁結構的歐式起重機(見圖3)，大車運行時噪聲較同型號國產剛性主梁結構的要小10 dB(A)左右。另外，國產傳統結構的抱閘機構的噪聲也較顯著，尤其是起升卷揚機構運行時噪聲也較歐式葫蘆起重機噪聲要顯著。

4　結論

綜上所述，目前尚無有效手段準確預測出規劃項目中的噪聲值，但可以通過分析大量的實測數據獲得一般性的噪聲衰減規律，從而在車身沖壓車間的前期規劃中提出主動防護方案。最近，該公司已將噪聲分布預測作為多方案論證的對比項目，為客戶提供主動防治的規劃方案。

參考文獻:

【1】中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T50087-2013工業企業噪聲控制設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2014：5.

【1】中華人民共和國衛生部.GBZ2.2-2007工作場所有害因素職業接觸限值:第2部分：物理因素[S].北京:人民衛生出版社,2007:5.

Noise Control of Car Body Stamping Workshop in Planning Process

WANG Jianfu

(China Automotive Engineering Corporation, Tianjin 300000,China)

Abstract:According to the implementation of GB/T50087-2013 “Code for design of noise control of industrial enterprises” since June 1, 2014 and related specifications, and combining with the noise data measured over the years at work, the active protection scheme of car body stamping workshop was proposed in preliminary planning. Then the occupation health protection level of newly-build stamping workshop can be improved, and the one-time construction investment can be reduced.

Keywords:Car body stamping workshop; Preliminary planning; Noise control

收稿日期：2014-12-12

作者簡介：王建甫(1981—)，男，碩士研究生，工程師，主要從事汽車工廠車身沖壓車間規劃設計工作。E-mail:wjf529@126.com。