一种球磨机隔声罩噪声控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机械噪声控制方法，特别是涉及一种球磨机隔声罩噪声控制方 法。
【背景技术】
[0002] 球磨机是国内外工业生产中广泛使用的高细磨机械设备，球磨机应用范围很广， 被广泛用于选矿，水泥建材以及化工等行业，但球磨机在工作过程中会产生极大的噪声，对 其附近的人员危害极大；当球磨机筒体裸露时，噪声值可以高达110 dB(A)以上，是当今 世界各个工业生产中机械设备产生所产生噪声污染最严重的噪声源之一。因此，球磨机的 噪声治理成为国内外学者广泛关注的课题之一，同时在噪声治理方面已经获得了一定的效 果。但是目前应用球磨煤机隔声罩的材料比较单一，结构也比较简单，通常是以沥青基和橡 胶等材料作为阻尼减振材料，以石棉绒和玻璃棉等多孔性吸声材料作为主体吸声材料，因 此，球磨机的噪声治理效果有所突破比较困难。
[0003] 宽频带复合式吸声结构是由穿孔护面板、吸声材料及空腔构成的，该结构吸声频 率范围广，包括中高频和低频噪声，降噪效果明显[1]，其中，空气层和穿孔板结构主要提高 对低频噪声的吸声性能，吸声材料主要吸收中高频的噪声。其中利用空气层提高吸声材料 的吸声系数，利用吸声材料吸收声波的能量，另外还利用穿孔板的共振结构提高吸收性能。 因此把宽频带复合式吸声结构引入到球磨机隔声罩中，可以使球磨机噪声治理产生突破性 进展。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种球磨机隔声罩噪声控制方法，该方法改进了宽频带复 合式吸声结构的隔声罩，降噪效果明显，满足了工程技术要求，为解决实际问题提供了参考 依据，为其它球磨机的噪声处理提供了参考。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种球磨机隔声罩噪声控制方法，所述方法以球磨机的电机和减速机为对象，对球磨 机噪声特性分析，采用ANASYS有限元软件建立隔声罩有限元模型，分析采用宽频带复合式 吸声结构的隔声罩降噪，根据所测噪声信号，对其频谱进行分析，判断产生噪声的主要频 率；在球磨机电机上安装封闭式隔声罩，隔声罩壁体材料采用吸隔组合式结构，其中隔声罩 内部的吸声体是采用宽频复合式吸声板结构；其中隔声壁体则采用阻尼材料制作的阻尼隔 声板；其次，对隔声罩的外形进行优化，在安装隔声罩时，要求隔声罩内壁与电机之间留有 一段距离，降低产生耦合共振的可能性，然后在隔声罩与电机以及电机底座三者之间进行 隔振处理，把刚性连接变成弹性连接，再对隔声罩有限元分析计算，达到对球磨机房噪声治 理。
[0006] 本发明的优点与效果是： 1.本发明以球磨机的电机和减速机为研究对象，在对球磨机噪声特性分析后，提出了 在电机外安装隔声罩为主要降噪手段的降噪方案，采用ANASYS有限元软件建立隔声罩有 限元模型，分析了采用宽频带复合式吸声结构的隔声罩的降噪效果，指出了该结构的隔声 罩某些区域降噪效果的不足。通过提出一种改进的宽频带复合式吸声结构的隔声罩，降噪 效果改善明显，满足了工程技术要求，为解决实际问题提供了一定的参考依据。
[0007] 2.本发明采用理论计算，仿真分析和工程实践相结合的方法对改进的宽频带复合 式结构隔声罩降噪性能进行研究，实践结果表明，通过改进设计，隔声效果提高显著，同时 满足技术要求，为研究隔声罩降噪性能提供了参考依据。为其它球磨机的噪声处理提供了 参考。特别适合于汽轮机、风力机、鼓风机等大型设备噪声的治理，可大大降低设备的噪声， 经济效益明显。
【附图说明】
[0008] 图1球磨机电机隔声罩壁体结构示意图； 图2球磨机电机隔声罩吸声壁体吸声特性曲线； 图3隔声罩有限元网格模型； 图4隔声罩的云纹图； 图5改进后的宽频带吸声结构； 图6改进设计后的隔声罩云纹图； 图7隔声罩效果图； 图8改进前噪声频谱图； 图9改进后罩内噪声频谱图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0010] 本发明以球磨机的电机和减速机为研究对象，在对球磨机噪声特性分析后，提出 了在电机外安装隔声罩为主要降噪手段的降噪方案，采用ANASYS有限元软件建立隔声罩 有限元模型，分析了采用宽频带复合式吸声结构的隔声罩的降噪效果，指出了该结构的隔 声罩某些区域降噪效果的不足。根据所测噪声信号，对其频谱进行分析，判断产生噪声的主 要频率。
[0011] 1隔声罩设计：经过对球磨机现场的实际测试和分析可知，造成球磨机周边环境 噪声污染的主要因素来源于球磨机电机，因此工作组需要采用隔声罩的方法球磨机噪声进 行治理，主要在球磨机电机上安装封闭式隔声罩，该方法能够有效噪声源传播以，减少噪声 辐射。电机功率800KW，转速3000r/min。
[0012] 具体采取以下措施：首先，在球磨机电机上安装封闭式隔声罩，隔声罩壁体材料是 采用吸隔组合式结构，球磨机隔声罩壁体结构示意图如图1所示。其中隔声罩内部的吸声 体是采用宽频复合式吸声板结构；其中隔声壁体则采用阻尼材料制作的阻尼隔声板。采 用此结构不仅能够有效降低隔声罩罩外噪声能量传播，罩内的噪声污染也能得到有效的控 制，电机的运行条件和使用寿命在不同程度的增加。
[0013] 其次，对隔声罩的外形进行优化，在安装隔声罩时，要求隔声罩内壁与电机之间留 有一段距离，降低产生耦合共振的可能性，从而影响隔声效果，然后在隔声罩与电机以及电 机底座三者之间进行隔振处理，把刚性连接变成弹性连接，降低低频噪声。但是隔声罩的安 装应该考虑到球磨机电机工作时候的通风散热问题，因此在隔声罩上安装片式消声百叶来 解决通风散热问题。最后，通过隔声量公式来计算隔声罩的声级隔声量和频带隔声量以及 插入损失等参数。
[0014] 对于单层均质板材，隔声量经验公式： R=161gM+141gf-29 式中R-隔声量； Μ一板的面密度（kg/m2) f 一入射声波的频率(Hz) 选用1mm厚钢板，计算其倍频带隔声量，计算结果如表1所示，图2为吸声壁体的吸声 特性曲线。
[0015] 表1球磨机电机隔声罩频带隔声量
2隔声罩有限元计算 通过以上的分析计算，可以计算出隔声罩的隔声量。但是该隔声量是在没有外界干扰 的条件下的理想值。该理想值与工程实践所需的降噪量有一定的差距。同时考虑工程实际 存在的噪声混响影响和二次噪声等因素，简单对两部电机安装隔声罩后的隔声量，有可能 满足不了降噪要求，因此需要对隔声罩进行有限元分析，使其发挥更佳的性能。
[0016] 2.1有限元分析 隔声罩壳体为钢板，建立壳体厚度为〇. oim，阻尼均为0. 01的隔声罩有限元模型，通过 分析求解。下面利用有限元分析软件ANASYS分析两种结构隔声罩的降噪性能，通过云图的 颜色变化来表示隔声罩的降噪效果，建立隔声罩的有限元模型如图3所示。
[0017] 图4是使用安装具有专利技术（专利号：ZL200520092542. 2)的宽频带吸声结构 制造的隔声罩的云图和隔声罩的响应函数。
[0018] 从图4中隔声罩的外部的颜色可知，隔声罩罩体云图的颜色从罩顶到底部，由蓝 色逐渐变为红色，通过图4中对应的图标值可知，蓝色表示声压值比较小，隔声效果良好； 红色表示声压值比较大，隔声效果不佳，图4中上部分，是蓝色，表示该隔声罩的声压较小， 侧面的颜色从蓝色变成红色，表示辐射的噪声在不断的增加，隔声效果降噪效果越来越越 差。
[0019] 2· 2改进后的隔声罩 因为电机产生的噪声混响非常复杂，仅仅采用宽频带吸声结构是不能满足工程降噪的 需要。必须把阻尼材料安装在宽频带吸声材料的外面，组合成复合式的隔声板，如图5所示 改进后的宽频带吸声结构，在宽频带吸声结构的外层安装一层阻尼材料，降噪效果改善明 显，主要是通过阻尼材料与宽频带吸声结构之间以及阻尼材料内部细微摩擦，将部分损耗 的能量转化成热能，可以降低噪声传播。
[0020] 图6为使用改进的宽频带复合式吸声结构的隔声罩的仿真云图，该隔声罩罩体云 图的颜色从罩顶到底部，基本都是蓝色区域，通过图6中对应的图标值可知，声压值较小， 隔声效果良好，通过与图4仿真云图的对比，改进的宽频带复合式吸声结构隔声罩的隔声 效果更加明显，说明该技术措施有效，可以实施。
[0021] 3球磨机房的噪声治理 为进一步证明改进的宽频带复合式吸声结构隔声罩的可行性和优越性，对某厂球磨机 房进行噪声治理。考虑到在不影响球磨机正常运行、通风散热和维修保养的条件下，在球磨 机电机上安装改进的宽频带复合式吸声结构的隔声罩，隔声罩壁体材料是采用吸隔组合式 结构，在隔声罩上安装片式消声百叶来进行噪声治理。如图7所示。对改进前和改进后的 罩内噪声测试，得到频谱图如图8和图9所示。实测结果表明，采用改进的宽频带复合式吸 声结构隔声罩降噪效果明显，要比采用普通的宽频带复合式吸声结构隔声罩的隔声量降低 了 8dB (Α)，符合国家环保标准，达到了良好的降噪效果。
【主权项】
1. 一种球磨机隔声罩噪声控制方法，其特征在于，所述方法以球磨机的电机和减速机 为对象，对球磨机噪声特性分析，采用ANASYS有限元软件建立隔声罩有限元模型，分析采 用宽频带复合式吸声结构的隔声罩降噪，根据所测噪声信号，对其频谱进行分析，判断产生 噪声的主要频率；在球磨机电机上安装封闭式隔声罩，隔声罩壁体材料采用吸隔组合式结 构，其中隔声罩内部的吸声体是采用宽频复合式吸声板结构；其中隔声壁体则采用阻尼材 料制作的阻尼隔声板；其次，对隔声罩的外形进行优化，在安装隔声罩时，要求隔声罩内壁 与电机之间留有一段距离，降低产生耦合共振的可能性，然后在隔声罩与电机以及电机底 座三者之间进行隔振处理，把刚性连接变成弹性连接，再对隔声罩有限元分析计算，达到对 球磨机房噪声治理。
【专利摘要】一种球磨机隔声罩噪声控制方法，涉及一种噪声控制方法，所述方法以球磨机的电机和减速机为对象，对球磨机噪声特性分析，采用ANASYS有限元软件建立隔声罩有限元模型，分析采用宽频带复合式吸声结构的隔声罩降噪，在球磨机电机上安装封闭式隔声罩，对隔声罩的外形进行优化，在安装隔声罩时，要求隔声罩内壁与电机之间留有一段距离，降低产生耦合共振的可能性，然后在隔声罩与电机以及电机底座三者之间进行隔振处理，把刚性连接变成弹性连接，再对隔声罩有限元分析计算，达到对球磨机房噪声治理。改进的宽频带复合式吸声结构制造球磨机隔声罩，隔声效果显著，提高了隔声罩的降噪性能。
【IPC分类】G06F17/50, B02C17/18, G10K11/162
【公开号】CN105355192
【申请号】CN201510621899
【发明人】刘欢, 李金凤, 童炳善, 侯勇, 段家鑫
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月25日