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液压凿岩机的噪声辐射特性


关于液压凿岩机的噪声特性对操作工的影响问题迄今未能给予足够的研究。在有关液压凿岩机的大量文献中,通常只列出总的噪声级(分贝,A)。分析这些文献可得出的结论是液压凿岩机比同级风动凿岩机的噪声低7~10分贝(A),明显可知,这与液压凿岩机无废气和机械噪声的辐射特点有关。

分析液压凿岩机的噪声频谱可知,与风动凿岩机的频谱不同,倍频程带上的最大频率为1~2千赫兹,而风动凿岩机在高频音域内由钎杆噪声决定的最大噪声辐射为4千赫兹。

实际上很少有哪些资料区分液压凿岩机的噪声源。研究联邦德国BM23C1型液压凿岩机表明,只有钎杆振动是主要噪声源。

图中示出了在吉良诺夫斯克矿测得的BT-2H型液压凿岩台车操作工工作地点的声压级特性曲线。在f=11~13的岩石中,用两台芬兰HL-483T型液压凿岩机和直径43毫米的十字形钎头凿岩时进行了噪声测定。测定时凿岩机推力17~19千牛顿,冲击能量180~200焦耳,钎杆转数4.2/秒,冲击频率45/秒,钎杆长3.6米,直径36毫米。利用顺序停断法区分噪声源。此时,按照机壳噪声评价机壳的噪声,采用芬兰B&K公司出品的测声仪进行测定。在越过操作工工作地点的巷道轴线方向上,在标准的倍频程频带内声场频率应接近于半回响声场。

综上所述,液压凿岩机的主要噪声源是钎杆和机壳的振动,而且根据钎杆振动噪声辐射的临界频率,从倍频程0.5千赫开始钎杆噪声辐射是液压凿岩的主要噪声,而频率很低时却是机壳噪声。因此,在液压凿岩机的噪声频谱中可以观察到的最大噪声是钎杆的辐射噪声。为使液压凿岩机的辐射噪声达到卫生标准,必须控制转钎机构和泵站工作时产生的噪声。

液压凿岩机钎杆的频谱特性与噪声级低于风动凿岩机,在于两者的结构有所不同。液压凿岩机的活塞长度大,其断面近于恒定,并接近钎杆的断面。因此,钎杆的应力脉冲波形接近于矩形,且应力波辐较小和持续时间较长。活塞和钎尾之间有油膜也导致冲击持续时间的加长。应力脉冲波辐的减小导致钎杆辐射噪声沿整个频谱均匀减小,而随着应力脉冲持续时间的延长,在噪声波动的高频范围内钎杆噪声从较低频率开始逐渐减小,从而导致在较低频率内液压凿岩机钎杆的辐射噪声最大。

根据噪声的上述特点可以得出的结论是,应力脉冲能更好地传递给岩石,而钎具寿命可延长30~35%。因此,减小应力脉冲波辐和延长应力脉冲持续时间,是降低钎杆辐射噪声的有效途径。应当指出,在这方面的潜力远未得到充分利用。液压凿岩机钎杆内应力脉冲波辐为2.5~2.9x108帕,同时,为了破碎极硬岩石,减少脉冲波辐值50%是足够的。从凿岩效率的观点来看,应力脉冲持续时间可延长到4~6x10-4秒。在延长应力脉冲持续时间的条件下,减小波辐不会导致冲击能量的降低,反而会延长钎钢寿命和提高凿岩效率。

虽然没有低频排气噪声的最大效应,但由于高频噪声辐射特性,液压凿岩机的噪声还是颇具刺激性的。但是,就液压凿岩机而言,采取单体防护措施,如钎杆和机壳的防护罩,以及操作室等是很有效的。因此,随着噪声频率的加大,防护结构的隔音效果增强和吸音材料的效用增大。

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