車身沖壓車間規(guī)劃過程中的噪聲防治

王建甫

(中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司，天津 300000)

車身沖壓車間規(guī)劃過程中的噪聲防治

王建甫

(中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司，天津 300000)

摘要：根據(jù)2014年6月1日起實(shí)施的GB/T50087-2013《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》及相關(guān)規(guī)范等的要求，結(jié)合歷年工作時(shí)測(cè)量的噪聲數(shù)據(jù)，對(duì)車身沖壓車間的前期規(guī)劃提出主動(dòng)防護(hù)方案，從而提高新建沖壓車間的職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)水準(zhǔn)，降低一次性建設(shè)投入。

關(guān)鍵詞：車身沖壓車間；前期規(guī)劃；噪聲防治

0　引言

2014年6月1日起實(shí)施的GB/T50087-2013《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》較其替代版本GBJ87-85《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》主要修訂的內(nèi)容是：(1)增加了脈沖噪聲限值內(nèi)容；(2)對(duì)各類工作場(chǎng)所的噪聲限值做了適當(dāng)修改；(3)對(duì)噪聲與振動(dòng)控制措施有關(guān)條文進(jìn)行了修改[1]。

針對(duì)最近幾年某公司設(shè)計(jì)承包的汽車整車廠沖壓車間生產(chǎn)噪聲測(cè)量值，以及對(duì)一線生產(chǎn)工人的職業(yè)病防護(hù)需求，作者提出了在車身沖壓車間前期規(guī)劃時(shí)即考慮噪聲防護(hù)因素，做好防護(hù)規(guī)劃、高噪聲區(qū)提示、高噪聲區(qū)生產(chǎn)人員組織建議等，變投產(chǎn)后檢測(cè)不達(dá)標(biāo)而被迫進(jìn)行技改改為一次規(guī)劃投用，降低企業(yè)投入，減少技改對(duì)生產(chǎn)的影響，提高工人職業(yè)衛(wèi)生健康標(biāo)準(zhǔn)。

1　沖壓車間噪聲構(gòu)成

目前國(guó)內(nèi)汽車整車廠車身沖壓車間基本僅生產(chǎn)大型、復(fù)雜的沖壓件，所采用的設(shè)備以大噸位、大臺(tái)面的機(jī)械壓力機(jī)或快速液壓機(jī)為主，整線公稱壓力在40～100 MN范圍。由于大型機(jī)械壓力機(jī)能耗低，工作效率高，使用率極高，因而文中主要測(cè)量了機(jī)械壓力機(jī)生產(chǎn)線的噪聲數(shù)據(jù)。

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，作者整理出某典型沖壓車間主要高噪聲源數(shù)據(jù)及產(chǎn)生原因等，見表1。

(2)持續(xù)噪聲指設(shè)備運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲值；

(3)各種噪聲值均為傳播到地面的測(cè)量值；

(4)測(cè)量時(shí)車間背景噪聲值基本在77 dB(A)附近；

(5)車間因生產(chǎn)或人為因素發(fā)出的隨機(jī)噪聲等由于偶然性強(qiáng)，故不予考慮；車間其他設(shè)備和生產(chǎn)引起的噪聲不顯著，故計(jì)入背景噪聲中。

由表1可看出：沖壓噪聲和離合器噪聲屬典型的脈沖噪聲，由于最近幾年模具技術(shù)普遍采用斜刃口降低噪聲和沖裁力，使得沖壓噪聲峰值有所降低，但仍應(yīng)引起足夠的關(guān)注。沖壓廢料輸送與收集噪聲由金屬?gòu)U料在金屬料斗滑動(dòng)和掉落(如廢料卡車車廂內(nèi)產(chǎn)生的撞擊)引起。在沖壓線下的地下基礎(chǔ)內(nèi)，噪聲按照沖壓的頻次發(fā)出，持續(xù)約1～2s；在廢料匯集處和廢料收集間內(nèi)，則可認(rèn)為是持續(xù)噪聲。

顯然，針對(duì)這些高噪聲，在新建項(xiàng)目的前期規(guī)劃直接考慮，且加以防治，即可做到降低企業(yè)投入、減少技改對(duì)生產(chǎn)的影響、提高工人職業(yè)衛(wèi)生健康標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于脈沖噪聲需換算為等效聲級(jí)，在前期規(guī)劃中需使車間各區(qū)域的生產(chǎn)工人實(shí)際接觸的噪聲值小于國(guó)標(biāo)要求的等效聲級(jí)。

2　沖壓脈沖噪聲的等效聲級(jí)

GBZ2.2-2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第2部分：物理因素》中對(duì)于脈沖噪聲的職業(yè)接觸值僅提及120 dB(A)以上的工作日接觸脈沖噪聲次數(shù)[2]，因而低于120 dB(A)的等效聲級(jí)的計(jì)算需按照GBZ/T189.8-2007《工作場(chǎng)所物理因素測(cè)量 第8部分：噪聲》中的非穩(wěn)態(tài)噪聲場(chǎng)所的等效聲級(jí)公式計(jì)算：

(1)

式中：LAeq,T為全天的等效聲級(jí)；

LAeq,Ti為時(shí)間段Ti內(nèi)的等效聲級(jí)；

T為這些時(shí)間段的總時(shí)間；

Ti為i時(shí)間段的時(shí)間；

n為總的時(shí)間段的個(gè)數(shù)。

如僅考慮沖壓本身的噪聲值，對(duì)于機(jī)械壓力機(jī)每沖壓一次離合器和制動(dòng)器均需動(dòng)作一次，則可通過表1中的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出等效聲級(jí)滿足85 dB(A)時(shí)的最大沖次數(shù)s。代入式(1)可計(jì)算每班滿足等效聲壓85 dB(A)的最大沖次s=1 114 次。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)看，節(jié)拍不等的沖壓線每班的沖次數(shù)在6 000～16 000范圍內(nèi)，這就使得沖壓生產(chǎn)工人所承受的等效噪聲值遠(yuǎn)高于規(guī)定范圍。長(zhǎng)期以來我國(guó)的沖壓車間普遍采用的防護(hù)措施僅為佩戴耳塞，這樣會(huì)造成工人不能通過聽覺及時(shí)發(fā)現(xiàn)重物吊運(yùn)、沖壓件運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)活動(dòng)，增加了車間內(nèi)的危險(xiǎn)因素，尤其對(duì)于需要在車間內(nèi)巡視人員的安全隱患更大，因而佩戴耳塞不能成為沖壓噪聲防治的主要手段。

沖壓自動(dòng)線采用隔音罩的方式能有效降低噪聲輻射，由于配置不同，隔音效果在10～22 dB(A)范圍內(nèi)。根據(jù)實(shí)測(cè)，僅采用2 mm鋼板制成的簡(jiǎn)易隔音罩實(shí)際隔音效果對(duì)各種沖壓件的平均值在13 dB(A)左右，可計(jì)算滿足等效聲壓85 dB(A)的每班最大沖次s=2.2×104次，在2條沖壓自動(dòng)線同時(shí)開動(dòng)的情況下基本能滿足工人的健康需要；而采用高流阻、高容重的復(fù)合吸引巖棉+隔音罩的結(jié)構(gòu)，降噪效果接近20 dB(A)時(shí)，每班最大沖次可達(dá)s=8.8×104次，可滿足5條高速?zèng)_壓自動(dòng)線同時(shí)開動(dòng)。因此在進(jìn)行沖壓車間規(guī)劃時(shí)，規(guī)劃沖壓線的數(shù)量或壓力機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)代入降噪配置需求，否則將以犧牲工人健康、安全為代價(jià)。

3　沖壓車間一般噪聲防護(hù)手段及效果簡(jiǎn)述

在車間內(nèi)測(cè)量各種噪聲，實(shí)際是測(cè)量噪聲和背景噪聲在車間內(nèi)的混響值，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、車間面積、配套建材、降噪對(duì)象、車間各種設(shè)施的擺放都會(huì)對(duì)噪聲的混響產(chǎn)生影響，因而極難通過計(jì)算和模型測(cè)試準(zhǔn)確預(yù)測(cè)降噪實(shí)際效果。一般來說，面積較大、高度較高的多跨廠房噪聲值相對(duì)較小。

3.1隔音屏障與隔音罩的構(gòu)成及效果

沖壓自動(dòng)線的沖壓噪聲、模具清洗機(jī)的噪聲可采用隔音罩的方式將沖壓設(shè)備全部封閉，從而減少噪聲的外漏；壓力機(jī)的離合器、制動(dòng)器等布置在壓力機(jī)頂，可采用隔音屏障的方式減少其直接向地面的輻射。

國(guó)內(nèi)近年來主要沖壓線的隔音罩復(fù)雜程度由低到高可分為：冷軋鋼板，50 mm礦物巖棉+冷軋鋼板，透孔板+50 mm礦物巖棉+冷軋鋼板，透孔板+100 mm多層礦物巖棉+冷軋鋼板，降噪性能大致在10～20 dB(A)范圍。通過考察測(cè)量，隔音效果超過15 dB的僅為個(gè)別全套引進(jìn)的國(guó)外沖壓線，這主要是因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)吸聲降噪較不成熟，市場(chǎng)上主要多孔吸聲材料基本等同于保溫建材，極少標(biāo)注流阻等主要計(jì)算數(shù)據(jù)；個(gè)別標(biāo)注的，也僅僅是對(duì)現(xiàn)有保溫建材的測(cè)量，所謂的高流阻多孔吸引材料與國(guó)外產(chǎn)品在流阻上相差1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。采用國(guó)產(chǎn)礦物巖棉對(duì)沖壓這樣的脈沖噪聲的吸音效果僅在1～3 dB左右，反而沒有加強(qiáng)密封、減少孔隙聲輻射和減少開窗的效果顯著。不同形式的隔音罩如圖1所示。

作者統(tǒng)計(jì)得出，隔音罩漏聲主要因素是：封閉不嚴(yán)造成的縫隙聲輻射、觀察窗的聲透射、沖壓振動(dòng)引起的聲橋現(xiàn)象等。某公司設(shè)計(jì)制造的模具清洗房采用1 mm不銹鋼板+80 mm空氣層+50 mm彩鋼夾芯板(無觀察窗)，由于有防水需要，各處縫隙均用鋁合金角鋼封閉，并涂玻璃膠，在內(nèi)部工作噪聲達(dá)98 dB(A)左右時(shí)，外部1.5 m處基本在81 dB(A)左右(背景噪聲77 dB(A))，相對(duì)背景噪聲只有4 dB左右的增加，隔音能力遠(yuǎn)強(qiáng)于更為復(fù)雜的沖壓線隔音罩。

3.2廢料收集系統(tǒng)的噪聲處理

廢料收集過程產(chǎn)生的噪聲大致分布在壓力機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)和廢料存儲(chǔ)斗附近。國(guó)內(nèi)某外資廠沖壓車間的廢料線采用1.6 m高隔音屏，在廢料斗外敷多孔吸聲材料等(見圖2)，從測(cè)量效果看，大致有1～3 dB左右的隔音效果，仍然不能滿足健康需要。因而企業(yè)在安排設(shè)備保障人員進(jìn)入沖壓基礎(chǔ)內(nèi)進(jìn)行設(shè)備巡檢時(shí)，要嚴(yán)格限制巡檢時(shí)間和次數(shù)，按照我國(guó)3 dB的交換時(shí)間計(jì)算，每位保障工人每班的巡檢時(shí)間不宜超過1 h。

而廢料收集間基本做法是放置在車間外的附房?jī)?nèi)，通過車間復(fù)合壓型鋼板保溫墻進(jìn)行隔音，離觀察窗1.5 m處噪聲值在90 dB(A)左右，由于操作工不是一直在觀察窗前操作，所以基本可滿足健康需要。因此在規(guī)劃時(shí)只需將廢料線的操控位置放在車間內(nèi)便于觀察處即可。不過針對(duì)運(yùn)輸廢料的卡車司機(jī)的降噪措施往往被企業(yè)忽視，一般性的措施是司機(jī)到廢料間外暫時(shí)休息，故在此領(lǐng)域還需加強(qiáng)研究和措施投入。

3.3車間橋式起重機(jī)的噪聲防治

沖壓車間橋式起重機(jī)小車運(yùn)行噪聲較小，大車運(yùn)行噪聲主要是車輪與軌道剛性碰撞以及起重機(jī)上各部件振動(dòng)引起，因而提高軌道精度是減小起重機(jī)運(yùn)行噪聲的最顯著手段。采用鉸接主梁結(jié)構(gòu)的歐式起重機(jī)(見圖3)，大車運(yùn)行時(shí)噪聲較同型號(hào)國(guó)產(chǎn)剛性主梁結(jié)構(gòu)的要小10 dB(A)左右。另外，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的抱閘機(jī)構(gòu)的噪聲也較顯著，尤其是起升卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)噪聲也較歐式葫蘆起重機(jī)噪聲要顯著。

4　結(jié)論

綜上所述，目前尚無有效手段準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出規(guī)劃項(xiàng)目中的噪聲值，但可以通過分析大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲得一般性的噪聲衰減規(guī)律，從而在車身沖壓車間的前期規(guī)劃中提出主動(dòng)防護(hù)方案。最近，該公司已將噪聲分布預(yù)測(cè)作為多方案論證的對(duì)比項(xiàng)目，為客戶提供主動(dòng)防治的規(guī)劃方案。

參考文獻(xiàn):

【1】中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB/T50087-2013工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014：5.

【1】中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GBZ2.2-2007工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值:第2部分：物理因素[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2007:5.

Noise Control of Car Body Stamping Workshop in Planning Process

WANG Jianfu

(China Automotive Engineering Corporation, Tianjin 300000,China)

Abstract:According to the implementation of GB/T50087-2013 “Code for design of noise control of industrial enterprises” since June 1, 2014 and related specifications, and combining with the noise data measured over the years at work, the active protection scheme of car body stamping workshop was proposed in preliminary planning. Then the occupation health protection level of newly-build stamping workshop can be improved, and the one-time construction investment can be reduced.

Keywords:Car body stamping workshop; Preliminary planning; Noise control

收稿日期：2014-12-12

作者簡(jiǎn)介：王建甫(1981—)，男，碩士研究生，工程師，主要從事汽車工廠車身沖壓車間規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。E-mail:wjf529@126.com。