為了解決錘片式飼料粉碎機工作過程中噪聲大的問題,運用虛擬儀器測試技術和臺架試驗相結合的方法,對粉碎機的噪聲信號進行采集和分析,針對影響噪聲的主要因素如錘片、篩網、進料口、出料口和轉子轉速等進行相應的聲壓級和頻譜測試分析,尋找粉碎機主要噪聲源及其與主要影響因素之間的規律,并通過對粉碎機各部件的結構參數進行改進設計,達到降低整機噪聲的目的。研究結果表明:粉碎機噪聲信號主要包含48、180、200、361、893和1263Hz共6種頻率成分;篩網、進料口和出料口對主頻成分沒有影響,只影響噪聲頻率的幅值;篩網具有降噪作用;進料口和出料口都不同程度地增強了噪聲聲壓級;通過對主軸轉速為2400~2800r/min時的空載噪聲頻譜圖分析知,當轉速升高時,噪聲幅值急劇升高,可見轉速對粉碎機的噪聲有影響;對不同錘片數量的空載噪聲頻譜圖分析知,錘片數量只影響噪聲幅值,對主要頻率變化影響較小。此外,對粉碎機進料口、出料口、篩網的結構參數進行改進設計,以出料口的改進設計為例,基于有限元法對改進前后分離裝置內的流場湍動能分布情況經行了模擬,將改進前后的結果進行對比分析發現:出料口改進后分離裝置內氣流的湍動能較小,流動較為穩定。通過臺架試驗表明:當選用改進后的出料口時,粉碎機整機噪聲得到明顯改善,噪聲總聲壓級降低了3dB(A),各測點噪聲聲壓級降低1.9~3.6dB(A),進一步粉碎試驗表明使用改進后的出料口并未影響粉碎機的生產效率以及噸料電耗,研究所采用的降噪措施可行,此法可為控制粉碎機噪聲提供理論依據。
錘片式粉碎機是飼料加工中應用最廣泛的一種粉碎機,也是飼料加工廠最大的噪聲源之一[1-2]。粉碎機噪聲不僅給操作工人的身體健康和周圍的環境帶來了極大的危害,還降低了機器的使用壽命[3-4]。因此,尋找粉碎機噪聲源、進行降噪設計具有重要意義。關于粉碎機早期的研究主要集中在篩分效率[5-13]、粉碎能耗[14-15]、粉碎過程、粉碎機理[16-18]以及粉碎機結構優化等方面[19-22]。關于粉碎機噪聲方面的研究還比較少見,對噪聲的測試也主要借助傳統的測量儀器。在噪聲研究方面,有學者提出了一些新的識別機械系統周期性噪聲的方法[23],由于粉碎機的噪聲源形式復雜,將新方法應用到粉碎機噪聲研究中還未見有文獻報道。武佩通過對5臺錘片式粉碎機的噪聲進行測試分析,證明了在空載和額定負載下的主要噪聲源為空氣動力性噪聲[24]。范文海在結構力學與振動理論的基礎上分析了粉碎機的結構特點,并且基于虛擬儀器平臺構造了粉碎機的振動和噪聲測試系統[25]。李青等利用魚骨圖總結了粉碎機產生振動與噪聲的主要原因,提出了一些減振降噪措施[26]。本文針對課題組研發的一種軸流式的錘片式粉碎機的噪聲進行研究,目的是尋找粉碎機噪聲源及其與主要影響因素之間的規律,在此基礎上分析降噪措施。