自走式青飼料收獲機噪聲測定結(jié)果影響因素分析

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站，北京 100122）

飼料收獲機是指用來收獲或收集牧草、豆秧、玉米、高粱等農(nóng)作物，把作物切成碎段并把碎物料送到物料箱或單獨的掛車內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械。GB/T 14224-1993《牧草和青飼料收獲機械分類及術(shù)語》中3.1.10條定義青飼料收獲機，是指能在田間進行切割、切碎和拋送青飼料作物的機具，按與配套動力連接方式，可分為牽引式、懸掛式及自走式。自走式青飼料收獲機因其作業(yè)效率高、質(zhì)量好、操作性好，廣泛應(yīng)用于各大牧場，市場占比連年增加[1]。

駕駛員耳位噪聲是自走式青飼料收獲機安全性能的重要指標(biāo)之一，其大小直接影響到使用者的聽力及身體健康。為科學(xué)評價自走式青飼料收獲機噪聲性能，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，有必要歸納自走式青飼料收獲機噪聲產(chǎn)生的原因，本文在JB/T 6268-2015《自走式收獲機械 噪聲測定方法》標(biāo)準(zhǔn)試驗方法基礎(chǔ)上，從試驗條件、機器狀態(tài)、測量人員操作、測量儀器等方面，分析影響噪聲測量結(jié)果的因素，并對主要影響因素進行測量不確定度評定，從而為提高檢驗結(jié)果準(zhǔn)確性提供科學(xué)依據(jù)[2]。

1 自走式青飼料收獲機噪聲產(chǎn)生原因

1.1 自走式青飼料收獲機工作原理

自走式青飼料收獲機主要由割臺、喂入機構(gòu)、切碎機構(gòu)、鍘切拋送機構(gòu)、機架、行走機構(gòu)、發(fā)動機、底盤和駕駛室等部分組成。作業(yè)時，機器沿玉米等青飼作物壟方向前進，割臺上的切割器將青飼作物割下，通過輸送裝置進入切碎裝置進行切碎，最后由拋送裝置將切碎裝置切下的青飼料切碎物拋入收獲機后面或側(cè)面的運輸車內(nèi)。

1.2 噪聲產(chǎn)生的主要原因

自走式青飼料收獲機作業(yè)時，產(chǎn)生噪聲的主要原因來自以下四個方面：①發(fā)動機噪聲（青飼料收獲機大多選用柴油發(fā)動機），主要來源于柴油燃燒、發(fā)動機振動及配氣機構(gòu)、齒輪室及活塞連桿機構(gòu)的敲擊和進、排氣門開關(guān)等產(chǎn)生的噪聲；②液壓系統(tǒng)及電器設(shè)備噪聲，主要來源于液壓油缸、液壓泵體、液壓閥以及液壓管路中液壓油體流動等產(chǎn)生的噪聲，冷卻風(fēng)扇、空調(diào)設(shè)備工作時產(chǎn)生的噪聲；③動力傳動系統(tǒng)噪聲，主要來源于機器離合器、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋（包括主減速器、差速器和半軸）等傳動部件連接配合時產(chǎn)生的噪聲；④工作裝置噪聲，主要來源于割臺、切割器、喂入裝置、輸送裝置、切碎器、拋送器、籽粒破碎等產(chǎn)生的噪聲。

2 自走式青飼料收獲機駕駛員耳位噪聲試驗方法

2.1 機器狀態(tài)

所測樣機應(yīng)符合制造廠規(guī)定的技術(shù)參數(shù)，并在使用前已按使用說明書規(guī)定進行試運轉(zhuǎn)。試驗過程中樣機要保持在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，切割、切碎、籽粒破碎等田間作業(yè)機件應(yīng)在作業(yè)條件下運轉(zhuǎn)，但不能有作物和物料通過。

2.2 氣象條件

按JB/T 6268-2015標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定，氣溫應(yīng)在-5～35℃范圍內(nèi)，離地表1.2m處的平均風(fēng)速不大于5m/s。測試期間背景噪聲（含風(fēng)的噪聲）級應(yīng)比測量噪聲級至少低10dB（A）。本文所有測量過程在以下氣象條件進行：溫度22.4～23.9℃、濕度71.5%～73.8%、風(fēng)速0.1～0.35m/s，測量時背景噪聲級比測量噪聲級至少低10dB（A）。

2.3 聲學(xué)環(huán)境

按JB/T 6268-2015標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定，測試場地應(yīng)平坦、空曠，在離測區(qū)中心半徑50m的范圍內(nèi)，不應(yīng)有建筑物、實心圍墻、樹、機器、設(shè)備和車輛等反射物。駕駛員耳位噪聲測試場地應(yīng)是矮草地或土地。本文所有測量過程在周圍平坦、空曠、矮草地上進行。

2.4 測量儀器

本次測量所需儀器有氣象監(jiān)測儀、耳位噪聲測量用頭盔和聲級計。試驗用儀器設(shè)備應(yīng)在有效檢定周期內(nèi)，測量時應(yīng)按規(guī)定先對聲級計進行校準(zhǔn)。

2.5 試驗過程

按JB/T 6268-2015標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定進行。測量時，將聲級計傳聲器放在座位中心面一側(cè)250mm±20mm處，傳聲器軸線應(yīng)水平，膜片應(yīng)朝前。傳聲器中心應(yīng)位于駕駛座標(biāo)志點上方700mm±20mm、前方100mm±20mm處。在機器運轉(zhuǎn)穩(wěn)定狀態(tài)下，將聲級計設(shè)置在“A”計權(quán)和“慢”檔進行測量。進行三次測量，每次測量間隔時間不小于5s。在一定測量條件下，如果測得的A計權(quán)聲壓級的結(jié)果差異大于3dB，應(yīng)繼續(xù)進行測量，直至三次連續(xù)測量的讀數(shù)差異在3dB以內(nèi)，取三個讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測試結(jié)果。

3 影響噪聲試驗結(jié)果因素分析

3.1 試驗條件

溫濕度、風(fēng)速對噪聲測量儀器及結(jié)果準(zhǔn)確度有一定影響，測量時若溫濕度、風(fēng)速變化差異太大，將會降低測量儀器使用穩(wěn)定性，導(dǎo)致結(jié)果誤差過大。對于背景噪聲，測量時機器噪聲和背景噪聲將進行疊加，若背景噪聲過大并超過測量噪聲級10dB（A），將導(dǎo)致結(jié)果失真，機器所測噪聲將大于其真實值。此外，聲學(xué)環(huán)境也會影響機器噪聲測試結(jié)果，當(dāng)試驗場周圍有建筑物、實心圍墻、樹等反射物存在時，聲波將發(fā)生反射，反射后的聲波在反射物結(jié)構(gòu)中相遇被抵消，導(dǎo)致測量結(jié)果變小。因此，在每次測量時試驗條件要穩(wěn)定并符合標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定要求。當(dāng)測試條件達到要求時，環(huán)境條件對測量儀器及結(jié)果的影響可忽略不計[3]。

3.2 樣機狀態(tài)

噪聲試驗應(yīng)在機具正常作業(yè)狀態(tài)下進行，因此試驗時機器發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)至標(biāo)定轉(zhuǎn)速恒定，最高轉(zhuǎn)速或者低于標(biāo)定轉(zhuǎn)速均不屬于正常作業(yè)狀態(tài)。經(jīng)本文1.2分析，機器工作時，發(fā)動機、動力傳動系統(tǒng)、各工作裝置等均是機器噪聲的主要來源，若出現(xiàn)機器發(fā)動機異常、轉(zhuǎn)速不恒定，動力輸出將不穩(wěn)定，從而影響整機各部件工作，使得各噪聲源所產(chǎn)生噪聲異常，導(dǎo)致所測機器噪聲結(jié)果誤差大、不準(zhǔn)確，無法反映其實際情況。因此，在每次測量時應(yīng)確保發(fā)動機在標(biāo)定轉(zhuǎn)速并保持恒定，各工作部件正常工作無異常，這時，發(fā)動機、動力傳動系統(tǒng)、各工作裝置等對測量結(jié)果的影響可忽略不計[4]。

3.3 測量人員操作

測量人員操作對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性有直接影響。測量人員操作主要包括人工儀器操作和儀器示值讀取，在每一次測量時，人員操作與測量結(jié)果準(zhǔn)確度直接相關(guān)的是儀器操作引入的誤差和讀取儀器數(shù)據(jù)引入的誤差，因此測量人員操作是影響噪聲測量結(jié)果的主要因素之一。為進一步分析測量人員操作對噪聲測量結(jié)果的影響程度，本文對測量人員操作引入的誤差進行不確定評定。

表1 駕駛員耳位噪聲重復(fù)性測量結(jié)果

重復(fù)性測量引入的不確定度采用貝賽爾法按式（1）進行評定：

3.4 測量儀器

測量時，儀器示值和儀器分辨力也是影響測量結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素，這是由于測量儀器本身不夠精密所造成的，屬于儀器誤差。因此，本文對儀器示值引入的誤差和儀器分辨力引入的誤差進行不確定度評定，分析兩者對噪聲測定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響程度。

4 結(jié)論

（1）影響自走式青飼料收獲機駕駛員耳位噪聲的因素有試驗條件、樣機狀態(tài)、測量人員操作和測量儀器。

（2）經(jīng)分析，測量人員操作、儀器示值和儀器分辨率是影響駕駛員耳位噪聲測量結(jié)果的主要因素，通過對上述因素進行不確定度評定可知，測量人員操作對測量結(jié)果的影響最大，儀器示值誤差和儀器分辨力的影響次之。因此，在進行自走式青飼料收獲機駕駛員耳位噪聲測定時，為提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性，建議測量人員了解并熟練掌握測量儀器的操作方法，適當(dāng)增加測定次數(shù)減小人為操作誤差，選擇精度高的試驗測量儀器進行試驗，以確保測量結(jié)果真實、有效、可靠。