米 雨 倪永帥 溫日正

北京起重運輸機械設計研究院 北京 10007

近年來，隨著帶式輸送機的需求量不斷提升，出現(xiàn)了大量噪聲污染，而這些噪聲大部分來自于帶式輸送機的托輥。當托輥運轉(zhuǎn)時，由于輥筒的壁厚不均勻和加工時出現(xiàn)的誤差，使托輥運行產(chǎn)生噪聲；軸承高速運轉(zhuǎn)時，鋼珠與滑道摩擦會產(chǎn)生噪聲；使用這種托輥運送物料時噪聲很大，對工作人員的健康造成影響。同時，很大一部分帶式輸送機鋪設在居民區(qū)附近，工作時的噪聲會極大影響附近居民的正常生活。

1 試驗背景與條件

1.1 實驗背景

生產(chǎn)工藝不同的低噪聲托輥在材質(zhì)選用、生產(chǎn)技術、結(jié)構形式方面也不盡相同，本試驗主要研究材料對托輥噪聲的影響，選擇在輸送機的不同區(qū)段(共3 個區(qū)段)，采用不同材質(zhì)托輥時測試輸送機沿線噪聲，記錄數(shù)值并驗證低噪聲托輥的降噪效果。

本次測試用帶式輸送機由于輸送距離過長且鋪設沿線經(jīng)過居民區(qū)，故需進行沿線噪聲測試。樣機采用鋼絲繩輸送帶，該機含有部分上下坡段、水平轉(zhuǎn)彎段、全封閉廊道。托輥組為原機配用的金屬托輥組及企業(yè)提供的低噪聲金屬托輥組、低噪聲尼龍托輥組和低噪聲橡膠托輥組。圖1 為帶式輸送機樣機，圖2 為帶式輸送機中托輥組。

圖1 帶式輸送機樣機

圖2 托輥組實物

帶式輸送機全長約 12 km，輸送物料為水泥熟料，工作溫度為 45 ℃～80 ℃，帶速為 3.70 m/s，輸送量為3 300 t/h。

托輥組上托輥（承載托輥）尺寸為：Φ194 mm×550 mm；下托輥（回程托輥）尺寸為Φ194mm×800 mm；托 輥管體材質(zhì)為金屬、金屬包覆尼龍、金屬包覆橡膠；試驗主要儀器與設備有數(shù)字聲級計、鋼卷尺。

1.2 試驗條件

1）輸送帶廊道情況 該廊道長22 km，輸送物料為水泥熟料，溫度為45℃～80℃，正常工作時帶速5 m/s，輸送量3 300 t/h，采用鋼絲繩輸送帶，其中部分為水平轉(zhuǎn)彎段、全封閉廊道。

2）檢測點位置 東經(jīng)119:45:0.99；北緯31:7:11.30；海拔56.33 m。

3）檢測點現(xiàn)場情況 檢測點離尾部（為中轉(zhuǎn)站）約750 m，廊道兩側(cè)為工廠區(qū)和居民區(qū) ，全封閉鋼結(jié)構廊道，兩側(cè)設有隔音板，檢測點位于更換托輥段的中心點。本次測試工作受現(xiàn)場條件的限制，各種托輥的測試工作無法在同一區(qū)段完成，選擇在3 個不同區(qū)段進行。測試時，帶式輸送機的運行速度為3.70 m/s，輸送量為

3 300 t/h。

本試驗最終目的為比較不同材質(zhì)的低噪聲托輥的降噪效果。為保證實驗結(jié)果的正確性，實驗時不同材料托輥的結(jié)構形式與尺寸完全相同。

2 實驗過程

1)按照參考文獻[2]要求，在3 個不同測試區(qū)段的中間位置進行噪聲測試。在3 個測試區(qū)段采用原機配用金屬托輥時輸送機的噪聲后，分別更換成低噪聲金屬托輥，低噪聲尼龍托輥和低噪聲橡膠托輥，再進行采用相應的低噪聲托輥時輸送機的噪聲測試。

2)將帶式輸送機開啟預熱，直至帶式輸送機平穩(wěn)運行，使用轉(zhuǎn)速表測量帶速（調(diào)至線速度擋位），保證帶速達到3.70 m/s 時進行噪聲測量。

3)使用數(shù)字聲級計在每個噪聲測試點分別測量水平方向和垂直方向的噪聲，每5 s 檢測一次。水平方向噪聲測試點距離帶式輸送機機架外側(cè)邊緣1 m，垂直方向噪聲測試點距離帶式輸送機機架上邊緣1 m。每個測試區(qū)段分別測量數(shù)組數(shù)據(jù)，取平均值作為該測試區(qū)段的輸送機噪聲測量值。圖3 為噪聲測試點示意圖。

圖3 噪聲測試點位置

實驗中分別測試了4 種托輥輸送機的噪聲，分別依據(jù)了4 種質(zhì)量指標：

1）采用原機配用金屬托輥時輸送機的噪聲 在測試區(qū)段I、II、III 中間位置水平方向和垂直方向分別測量采用原機配用托輥時輸送機的噪聲值。

2）采用低噪聲金屬托輥時輸送機的噪聲 在測試區(qū)段I 中間位置水平方向和垂直方向分別測量采用低噪聲金屬托輥時輸送機的噪聲值。

3）采用低噪聲尼龍托輥時輸送機的噪聲 在測試區(qū)段II 中間位置水平方向和垂直方向分別測量采用低噪聲尼龍托輥時輸送機的噪聲值。

4）采用低噪聲橡膠托輥時輸送機的噪聲 在測試區(qū)段III 中間位置水平方向和垂直方向分別測量采用低噪聲橡膠托輥時輸送機的噪聲值。

3 實驗數(shù)據(jù)

更換低噪聲托輥前后的整機噪聲對比如圖4 所示，圖中上段曲線為使用金屬托輥的噪聲曲線，下段為使用低噪聲托輥的噪聲曲線，圖中可以看出噪聲有明顯的下降，平均下降8 dB，最大噪聲差在14 點20 分左右的時間段，數(shù)值為11 dB。

圖4 更換低噪聲托輥前后的整機噪聲對比

本次在每個測試區(qū)段的噪聲測試點分別測量 6 組數(shù)據(jù)，不同測試區(qū)段、采用不同托輥時的輸送機噪聲的測試值（平均值，dB(A)）見表1。

表1 不同測試區(qū)段、不同托輥的輸送機噪聲測試值

由表1 可知，在測試區(qū)段I，使用金屬托輥前與更換低噪聲金屬托輥后的下降值達到7.6 dB，降幅為9.05%。在測試區(qū)段II，使用金屬托輥前與更換低噪聲尼龍托輥后的下降值達到9.3 dB,降幅為11.41%。在測試區(qū)段III，使用金屬托輥前與更換低噪聲橡膠托輥后的下降值達到12.7 dB，降幅為15.23%。

4 綜合分析

按照參考文獻[2]要求，本次在不同測試區(qū)段對采用不同托輥時輸送機的噪聲進行了測試。由于輸送機距離較長，且包含水平轉(zhuǎn)彎及上下坡段，沿線的輸送機廊道支撐結(jié)構由鋼結(jié)構和混凝土結(jié)構組成，再加上廊道支撐立柱間距長短不一，所以沿線各部位的輸送機噪聲略有差異。

通過對同一測試區(qū)段、采用不同材質(zhì)和結(jié)構形式的托輥組時輸送機噪聲的測試數(shù)據(jù)比較，得出以下結(jié)論可供參考：

1）采用低噪聲金屬托輥、低噪聲尼龍托輥和低噪聲橡膠托輥時輸送機的噪聲值均有不同程度的降低；

2）在采用低噪聲金屬托輥、低噪聲尼龍托輥和低噪聲橡膠托輥的測試區(qū)段中，采用低噪聲橡膠托輥時輸送機的噪聲值下降幅度最大。