帶式輸送機降噪優化設計研究

劉堯青

（晉能控股煤業集團朔州朔煤王坪煤電公司，山西 朔州 038300）

引言

噪聲污染目前已經成為困擾人們生活及工礦企業員工的主要環境問題，關于降噪的研究也成為很多研究人員的主要研究課題。對于煤礦企業，大型采礦設備的應用是必然，但同時也會帶來很大的噪聲污染，如何降低噪聲是急需解決的問題。帶式輸送機作為煤礦開采重要的運輸機械，嚴重的噪聲問題直接影響著企業員工的身心健康[1]。由于帶式輸送機主要傳動部件為減速器，減速器屬于密封的齒輪傳動構件，在大扭矩的工作狀態下，會產生很大的噪聲；皮帶作為煤炭的主要載體，由于其長距離運輸的原因，會存在振動問題，也會產生噪聲污染；尤其當運輸線路過長時，帶式輸送機需要被建在土基上，土基沉降就會導致帶式輸送機的機架不平衡，進而引起振動產生噪聲。此外，運輸過程有時需要穿過村莊，噪聲直接影響著村民的生活居住環境[2]，這就需要從帶式輸送機的各個部件去研究來降低噪聲帶來的污染。

1 帶式輸送機噪聲源分析

帶式輸送機主要由驅動部、中間段和結尾三部分組成，由于各部分產生噪聲的大小不同，可對各部分噪聲進行識別，不難發現主要產生噪聲的位置為減速機部分、皮帶和進卸料部分[3]。

帶式輸送機的減速機處于連接電機與傳動滾筒之間，用來降低電機轉速、增大轉矩，給帶式輸送機提供驅動力。減速器的內部由齒輪傳動完成減速動作，齒輪傳動是減速機產生噪聲激勵的主要振源，齒輪之間在工作時會有摩擦、振動、碰撞等動作，就會產生很大的噪聲污染。其主要的噪聲可以分為嘯叫噪聲和拍擊噪聲。

輸送帶既作為牽引機構又作為承載機構，一般為橡膠材質，具有一定的撓度和彈性，在以一定的帶速承載物料運行時容易引起振動，產生噪聲。托輥用于支撐輸送帶，以保證輸送帶平穩運行，在工作過程中輸送帶與托輥、清掃刷與輸送帶的摩擦會產生噪聲，其噪聲隨著帶速的提高而增大。帶式輸送機的關鍵部件是皮帶，皮帶工作依托于托輥的支撐與轉動，皮帶與托輥、清潔刷之間是通過摩擦進行接觸動作的，這也是產生噪聲的源頭之一，并且噪聲會隨帶速的提高而加大。此外，在帶式輸送機的機頭與機尾都會設置有進料斗和卸料槽，當物料以高速狀態碰撞到料斗時，也會產生較大的噪聲[4]。

2 帶式輸送機的降噪措施

2.1 制定減速機降噪措施

關于減速機的降噪措施主要從其內部結構、托輥外殼材料及減震等方面予以考慮。

1）減少減速機齒輪之間的振動可以從改變齒輪的重合度和增加齒輪齒頂圓兩個角度去考慮。增大齒頂圓以及增大齒輪之間的重合度能夠降低傳動誤差，從而使單對齒的負載及嚙入嚙出沖擊降低，且能夠有效地降低齒輪之間的動態激勵。將減速器齒輪改用斜齒、錐齒，能夠增大齒面的接觸面積，增加齒面嚙合接觸線長度，從而保證齒輪的連續接觸，降低齒輪之間的沖擊振動。

2）將減速器外殼材料改用灰口鑄鐵材料，灰口鑄鐵材料能夠很好地吸收振動釋放的能量，起到阻尼減振、吸振的效果。

3）在減速器等部件與底盤或地面之間，要用橡膠減振墊進行柔性連接，使振動源與地基之間或設備之間的近剛性連接成為彈性連接，以隔離或減少振動能量的傳遞，具有減振降噪效果。對于減速機底座與地面的固定可以采用柔性連接，相比剛性連接能夠隔離相當一部分振動。

2.2 更換托輥材質

皮帶輸送機的托輥一般是鋼制托輥，鋼制托輥在運行時會產生很大的噪音，相比而言高分子橡膠和尼龍托輥既能夠滿足帶式輸送機對托輥強度的要求，又具有很大的彈性模量，能夠很好地減少皮帶與托輥之間產生的噪音，同時還能夠降低皮帶之間的金屬連接扣與托輥之間的摩擦系數，從而降低噪音。當對托輥外圓進行加工時，要充分保證托輥筒體的圓周度，以減少托輥在轉動過程中的徑向跳動。

2.3 改變物料與料斗接觸形式

帶式輸送機的兩端一端進料，一端出料，進出料口都有料斗。通過將耐磨橡膠面固定在物料撞擊料斗的一側，改變物料與料斗的接觸形式，將剛性接觸變為柔性接觸，以降低金屬內側面振動，從而降低撞擊噪聲。

3 降噪措施應用效果

王坪煤電公司采用以上降噪措施對帶式輸送機進行改造后，降噪效果顯著。對減速機噪聲進行測定比對發現，改進后的噪聲值比未改進前大約降低了15 dB（A），說明將剛性連接改為柔性連接對減速機的減振隔振有一定的效果。在進出口料斗處測定噪聲值，發現附加橡膠面的比未附加的噪聲值要低17 dB（A）。