冲床有关资料.doc

一、冲床的噪声源分析声波是物体在媒质中振动产生的。声波是一种机械波,是物体的机械振动通过弹性媒质向远处传播的结果,产生声波的振动系统称为声源。由声波产生的机制可知,有振动产生或有空气扰动的地方,就有声波传出。对冲床而言,其冲压噪声声压级一般在 90~110db 之间。冲床噪声可分为运转噪声和工作噪声。运转噪声是冲床空载运转噪声,它包括电机、皮带、齿轮、曲柄连杆滑块及轴承间隙、离合器等形成的噪声。其中,主要是离合器和齿轮噪声。工作噪声是冲床冲压时产生的噪声,在相同的冲床上采用不同的冲压工艺(如冲裁,拉深,弯曲)加工同样材料所产生的噪声不一致。图1工作噪声历程及声能历程[ 1] (a) 冲床工作噪声历程(b) 声能历程图1a是实测冲床一个工作循环的声压历时曲线[1],图中清楚地表现了离合器噪声、卸料噪声、凸模接触工件的碰撞声以及材料断裂时发出的噪声。可以看出: 材料断裂时发出的噪声和离合器工作时产生的噪声最强烈(振幅大,衰减幅度大)。图 1b是相应声能历时曲线[ 2]。其声能表达式为: e=∫p2dt(1) 式中 e—声能总和, n2m-4s p—瞬时声压图2是冲床一个工作循环过程中,随着时间的不同,各个频带的声能分布情况。图中的多面体表示该声源的等效声能的大小。由于峰值声压级同其频率有关,据此可找出一些声源的本质特性。从图中也可看出冲裁噪声和离合器噪声多面体体积最大,其峰值最高。可见冲裁噪声和离合器噪声是冲床噪声的两个主要噪声源。图3是笔者利用分别运行法,在 100kn 冲床上冲裁 2mm ×φ 30mm a3时的噪声实测结果。图2冲床工作时噪声能量分布图图3100kn 冲床冲裁噪声实测值 、摩擦片式、转键式等。其中,转键式在中小吨位冲床上应用最广,噪声相对较高。冲床转键离合器接合的实质是转键与开有三个(或四个)键位的中套的其中某个键位接合。离合器接合噪声是由一系列的撞击所引发的,在接合过程中,存在三个主要撞击现象[ 3]: (1) 转键与中套间的撞击,即稳态转键与旋转着的中套接合过程中两者的碰撞; (2) 转键与曲轴间的撞击,即转键的一侧与中套间撞击的同时,另一侧在前者反作用力的作用下与曲轴冲击; (3) 曲轴与其支承的滑动轴承间的撞击。图4给出了前两个撞击现象所发生的位置。这些冲床构件之间的撞击,产生了作用在大齿轮(大飞轮)及床身之上的作用力,这些作用力,是产生冲床离合器接合噪声的根本原因之所在。图4两种撞击的发生区 5来说明之。冲床在激振力 f(ω)作用下,激起激振速度 v1( ω),振动能量在床身内部传递,当传递到发声表面产生振动速度 v2( ω),使之与该表面接触的空气介质受到扰动而产生压力变化 p(ω),从而辐射声波。图5冲床离合器噪声产生框图图5中b(ω)、t(ω)和σ(ω)是说明系统的激振力—振动—声转换特性的三个重要传递函数。它们都是频率的复函数。 b(ω)是构件间相互作用力点的机械导纳,表示振动响应与激振力之间的关系;传递比 t(ω)表示系统的传递特性;辐射系数σ(ω)描述了零件发声表面振动多大程度上转换成声能了。激振力与声压(即f(ω)与p(ω))的关系可用下式[ 2]表示: p(ω)=f(ω).b(ω).t