冲床噪声

一、冲压噪声的来源分析

冲床噪声主要可分为空载噪声和负载噪声。空载噪声是冲

床空载运转噪声，它包括电动机噪声、工作机构间隙产生的冲

击噪声、离合器与齿轮撞击噪声等。其中，主要是离合器和齿轮的撞击噪声。负载噪声是冲床冲压时产生的噪声，在相同的冲

床上采用不同的冲压工艺(如冲裁，拉深，弯曲)加工同样材料

所产生的噪声不一致。

(一)空载噪声

1．电动机噪声。做为动力源，电机工作时产生的噪声包括

电机绕组的电磁噪声、空气动力噪声及机械噪声。电机噪声的

声压级与电机的功率、转速等有关。电机的电磁噪声，主要是由交变电磁场相互作用激发转子和定子振动产生的。电磁噪声一

般为高频噪声。电机的空气动力噪声主要是冷却风扇噪声，对

于相当多的电机，冷却风扇噪声是主要噪声源。机械噪声主要

包括一些旋转运动部件的非平衡力激发产生的噪声和一些零

部件振动时产生的噪声。

2．工作机构间隙噪声。冲床的曲柄连杆滑块机构共有三

对摩擦副：曲轴轴颈与曲轴瓦；曲柄颈与连杆大头轴瓦；连杆小头(球头)与滑块球头座。由于制造和装配误差以及工作需要，

它们之间不可避免存在间隙。它们之间彼此的移动，从自由移

动过渡到接触移动时，必然要带来强烈的撞击，这种噪声频带宽，高频部分强。间隙越大，噪声越高。另外，间隙一定时，滑块行程次数越高，噪声比例升高。

3．离合器噪声。当离合器结合时，不少冲床都会发生“叮

当”声。这是滑块、连杆在往复运动时的惯性力和曲轴的回转质

量的离心力产生碰撞发出的问断声响。影响离合器噪声因素

有：离合器接合时受到的冲量的大小，在质量一定的条件下决

定于冲击速度的高低；还与接触材料本身的刚度和阻尼特性有关。离合器有刚性的和摩擦式的两种，其中转键式在中小吨位

冲床上应用最广，噪声相对较高，噪声是由一系列的撞击所引

发的。

引起负荷运转噪声的原因有刀具与工件或卸料板与坯料

问的撞击、冲压工艺过程的扭击与冲剪。其中冲压过程的扭击

与冲剪噪声最大。

1．扭击噪声。同类冲床的扭击噪声与冲压部件的板厚、硬

度、几何形状、锤击速度、冲模间隙等因素有关，噪声随这些量值增大而提高。冲床工作时，冲头与板料及卸料板与坯料的碰

撞冲击大大增强，随着撞击速度的增加撞击声也随之升高，如

图l所示。碰撞噪声与其后发生的材料断裂声可分别测得，这一

测量方法已付诸实施。在同一台冲床上，冲裁厚、硬料比冲裁薄、软料的噪声大。对于厚的延展性板料，撞击噪声与断裂声达到一样大小。

图1冲击速度对声级的影响

2．冲剪噪声。冲压工艺工序不同，噪声差别很大。板料冲

裁要比弯曲、拉深的噪声大，而压印、压波、翻边、弯曲、拉深等成形工序的噪声较小。

下面以冲裁为例，分析冲裁噪声的产生。冲裁过程大致可

分为弹性变形，塑性变形和断裂分离三个阶段。冲裁时，冲头一旦接触金属板料，冲裁力开始增加。与此同时，由于机身及其它受力构件的变形而积蓄了弹性能。当冲头进入板料约一半厚度时，冲裁力达到最大值。板材的突然断裂使冲头突然失荷，机身等积蓄的弹性能在极短时间内释放出来，将激起机身及各部件

的振动，使部件间产生冲击，与此同时，滑块以相当大的速度下冲，引起滑块周围空气的压力扰动，从而辐射噪声。

除以上的分析之外，冲床的间距，包括与左右、前后冲床的

间隔小于工厂设计规范标准尺寸时，冲压噪声将增大。安装冲

床的密度过大，噪声将大幅度地增大。冲压车间净空间不能太小，屋架下弦标高低于4米，会增大噪声折射混响，加大噪声。二、冲床噪声的危害

工业噪声对环境是一种污染，冲压噪声据实测结果都远远

超标并超过人的听觉限度，它直接危害人的健康。长期在噪声

环境中工作使人烦躁不安、产生“声音催眠”效应，使人精神委

靡不振。一定强度的持续噪声，伤害人的听觉，轻者造成耳沉，重者引起耳聋，这就是“噪声性耳聋”，亦称“职业性耳聋”，这是

长期处在噪声环境中工作，内耳受损所致。

强烈的噪声，极易形成差拍型次声波，作用于人的躯体。有

资料表明人体各部位都存在固有颇率，身体为7—13Hz，内脏为4～6Hz，头部为8～12Hz，这些固有频率刚好在次声波频带内，所以冲压工人在强烈噪声环境中工作，常有头昏脑胀、恶心和心

悸之感。若噪声波及到附近，会影响别人的休息及降低他人的

工作效率。这类噪声在噪声控告事件中已居首位，不少厂区厂

群矛盾已趋剧化。降低冲床噪声已成为噪声控制工程中的当务

之急。

三、噪声的应对措施

由于噪声治理方案必须兼顾车间内外工人和厂外环境，因

此必须根据实际情况采取综合性的多种治理方法。

(一)消除工作机构噪声

机械式冲床常用曲柄滑块式的传动机构，为了减少间隙，

轴承应按规定要求安装，装配的配合间隙要适当。因运动而增

大间隙，轴承处可使用粘度较高的润滑油，以增大阻尼，可使冲床的空载噪声下降。还可在金属薄板上粘贴阻尼层，金属件相

互撞击部位垫入橡胶、塑料或其它防振垫层，并用螺栓等加以

紧固，甚至也可用高强度非金属代替部分金属部件。

(二)改进机床结构

将系列开式双柱固定台压力机和系列开式双拄可倾压力

机改用摩擦离合器。冲床的传动系统多用正齿轮传动，开动冲

床齿轮啮合就会发出声响，如果改用斜齿或人字齿轮传动，就

可基本上消除这种摩擦噪声。尽量少用或不用高压压缩空气吹

卸冲件，推荐使用简易机械手或倾斜床身15o以上，使冲件自

动下落到零件箱。

(三)改进模具结构

用斜口模具代替平口模，利用刀口的斜面，使板料逐渐分

离，从而延迟了冲切时间，可起到一定降噪效果。降噪声与剪切角有关，剪切角越大，冲切时间也随之增加，噪声级降低量也相应增大，图2为剪切角与降噪量之关系，最佳剪切角以8。～

10o为宜。

图2剪切角与降噪量的关系

厚板冲孔、落料冲裁模，可采用冲击限位冲裁，即在模具上

设计限位块或限位柱，并在其冲击接触面设置加厚的聚氮酚之

类的弹性板，能获得很好的消振减噪效果。

合理地选择冲模的径向百分比间隙，冲模百分比间隙对材

料断裂形式和受力特性都有较大的影响。间隙较小时，噪声级

较低。

(四)设置吸音、减振装置

把冲床的飞轮及其传动系统加罩壳封闭起来，能显著降低

传动部分的噪声。对于功率大、噪声高的电动机还应配置局部

隔声罩或封闭式隔声罩。在冲床滑块下部或模具工作区外侧，

装活动防护栅或隔音罩。如果在模具外装上隔音罩，罩内壁再

贴上吸声材料，消减噪声效果更为显著。可以在冲压车间冲床

机群的上方屋架下弦吊吸音板，建吸音天棚和吸音墙，还可使

用活动吸音屏。安装冲床时，在装地脚螺钉部位安放减震垫。模具内可装置缓冲器，如橡胶类、金属弹簧、空气弹簧、液压缓冲器等，其中以液压效果为佳。

(五)合理布置厂房

一般冲压车间的冲床多采用机群式布置，除专用件冲压生

产线、多机联动自动线外，经常将冲床按吨位分组成群排列。为了消减噪声，便于作业，按吨位分组的每组冲床数应不超过5 台，组与组之间至少空一排机床位置作为缓冲地带，平常可为

零件箱的堆场。中小型机械压力机，前后间距不少于1～1．5m，左右间距应平均大于1m。每台冲床占有车间有效生产面积12—15m敬为适宜。

(六)噪声的个人防护

用防护药棉、防声棉、橡胶耳塞、塑料耳塞把耳朵塞上，防

止或消减噪声对人体听觉的危害。还可佩戴防声耳罩，可以把

整个耳轮和外耳道全部罩盖上，不仅隔声效果好，而且没有异

常感觉。如果把耳塞与耳罩组合使用，其隔音效果更佳。

除以上提出的措施外还可调整生产组织形式，以缩短工人

在大噪声场的暴露时间。如每个工作日调换几次工位或每两小

时加一次工间休息，使听觉松弛与恢复，以减少噪声的危害。四、结语

冲床噪声与振动对环境的污染问题由来已久，过去往往以