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锤片式粉碎机是饲料工业中应用最普遍的一种粉碎机型,其具有通用性好、生产率高的特点。但粉碎机也是饲料加工厂最大的噪声源,研究粉碎机产生噪声的机理和治理方法,对保护工人的身体健康以及提高企业的效益具有重要的意义。 本文利用传感器技术和虚拟技术相结合的方法,通过测试试验对粉碎机噪声产生机理和特性进行了研究分析。 (1)以PC机自身配置的声卡为数据采集卡、麦克风为传感器,搭建了硬件采集平台和并编写了虚拟仪器应用程序,实现了对粉碎机噪声信号的实时采集。 (2)根据《粉碎机试验方法》噪声测试标准,在粉碎机表面布置5个测点,采用声压法对其空载和负载两种工况进行测量。测得空载时比负载时声压级大,最多差值为1.2dB(A),可以初步判定空气动力性噪声占了主要地位。频谱测试表明:空载和负载两种工况下,5个测点的频谱成分非常相似,说明物料的加载与否对主要噪声源的主要特征影响很小,只改变峰值的大小。空载时,5个测点的频谱图中有6个明显的峰值,分别大约是47Hz、180Hz、200Hz、361Hz、893Hz和1263Hz,由计算得知,47Hz、200Hz分别为转子基频和4次谐波,产生的原因是由于空气沿轴向从进料口到出料口经过4排锤片架,形成了一种特殊的压力脉动;180Hz、361Hz分别为单排锤片作用的基频和2次谐波,产生的原因是由于锤片的扰动引起的;在频谱中还有两个较小的峰值信号对应893Hz和1263Hz,这两个信号的频率与转速无关,可以确定它不是空气动力性噪声,可能是结构振动噪声。 (3)以锤片、筛网、进料口、出料口及其组合为试验因素进行粉碎机噪声信号分离试验,得出:锤片作用噪声最大;筛网、进料口和出料对主频成分没有影响,只影响噪声频率的幅值;筛网具有减低噪声的作用;进料口、出料口不同程度增强了噪声声压级。 (4)通过锤片数和转速影响试验可知:转速在2400-2800r/min范围内变化时,粉碎机的噪声幅值随着转速的增加而急剧升高,说明转速对粉碎机的噪声影响显著,进一步证明粉碎机的主要噪声是空气动力性噪声;锤片数量只影响噪声幅值,对主要频率变化影响较小,说明噪声源不是由锤片引起的,而是来自锤片与空气的冲击噪声,即空气动力性噪声。 (5)应用ANSYS有限元软件对粉碎机壳体做了模态分析,并求出它的固有频率和前50阶振型,与噪声频谱对比得出:粉碎机各噪声频率都避开了粉碎机的自振频率,避免了共振的发生。