冲床有关资料

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1、一、冲床的噪声源分析声波是物体在媒质中振动产生的。声波是一种机械波，是物体的机械振动通过弹性媒质向远处传播的结果，产生声波的振动系统称为声源。由声波产生的机制可知，有振动产生或有空气扰动的地方，就有声波传出。对冲床而言，其冲压噪声声压级一般在90～110db之间。冲床噪声可分为运转噪声和工作噪声。运转噪声是冲床空载运转噪声，它包括电机、皮带、齿轮、曲柄连杆滑块及轴承间隙、离合器等形成的噪声。其中，主要是离合器和齿轮噪声。工作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

2、的噪声不一致。图1工作噪声历程及声能历程［1］(a)冲床工作噪声历程(b)声能历程图1a是实测冲床一个工作循环的声压历时曲线［1］，图中清楚地表现了离合器噪声、卸料噪声、凸模接触工件的碰撞声以及材料断裂时发出的噪声。可以看出：材料断裂时发出的噪声和离合器工作时产生的噪声最强烈(振幅大，衰减幅度大)。图1b是相应声能历时曲线［2］。其声能表达式为：e＝∫p2dt(1)式中e—声能总和，n2m-4sp—瞬时声压图2是冲床一个工作循环过程中，随着时间的不同，各个频带的声能分布情况。图中的多面体表示该声源的等效声能的大小。由于峰值

3、声压级同其频率有关，据此可找出一些声源的本质特性。从图中也可看出冲裁噪声和离合器噪声多面体体积最大，其峰值最高。可见冲裁噪声和离合器噪声是冲床噪声的两个主要噪声源。图3是笔者利用分别运行法，在100kn冲床上冲裁2mm×φ30mma3时的噪声实测结果。 图2冲床工作时噪声能量分布图       图3100kn冲床冲裁噪声实测值1.离合器的接合和脱开噪声冲床常用的离合器有牙嵌式、摩擦片式、转键式等。其中，转键式在中小吨位冲床上应用最广，噪声相对较高。冲床转键离合器接合的实质是转键与开有三个(或四个)键位的中套的其中某个键位接

4、合。离合器接合噪声是由一系列的撞击所引发的，在接合过程中，存在三个主要撞击现象［3］：(1)转键与中套间的撞击，即稳态转键与旋转着的中套接合过程中两者的碰撞；(2)转键与曲轴间的撞击，即转键的一侧与中套间撞击的同时，另一侧在前者反作用力的作用下与曲轴冲击；(3)曲轴与其支承的滑动轴承间的撞击。图4给出了前两个撞击现象所发生的位置。这些冲床构件之间的撞击，产生了作用在大齿轮(大飞轮)及床身之上的作用力，这些作用力，是产生冲床离合器接合噪声的根本原因之所在。图4两种撞击的发生区1.转键与曲轴的撞击区2.转键与中套的撞击区离合器

5、接合噪声的形成可用图5来说明之。冲床在激振力f(ω)作用下，激起激振速度v1(ω)，振动能量在床身内部传递，当传递到发声表面产生振动速度v2(ω)，使之与该表面接触的空气介质受到扰动而产生压力变化p(ω)，从而辐射声波。图5冲床离合器噪声产生框图图5中b(ω)、t(ω)和σ(ω)是说明系统的激振力—振动—声转换特性的三个重要传递函数。它们都是频率的复函数。b(ω)是构件间相互作用力点的机械导纳，表示振动响应与激振力之间的关系；传递比t(ω)表示系统的传递特性；辐射系数σ(ω)描述了零件发声表面振动多大程度上转换成声能了。激

6、振力与声压(即f(ω)与p(ω))的关系可用下式［2］表示：p(ω)＝f(ω)．b(ω)．t(ω)．σ(ω)(2)总之，冲床转键离合器噪声是转键与中套键位间撞击、关闭器与键尾间撞击等一系列撞击所引发的，这些冲床构件之间的撞击，首先产生一次噪声，同时，产生了作用在大齿轮(大飞轮)及床身之上的作用力，这些作用力在床身内部传递，当传递到发声表面产生振动速度，使之与该表面接触的空气介质受到扰动而产生压力变化p(ω)，从而辐射声波。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冲击速度的高低；还与接触材料

7、本身的刚度和阻尼特性有关。2.冲裁工艺噪声冲裁时，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。前者激发的噪声称振鸣噪声，后者引起的噪声为加速度噪声。由分析可知，振鸣噪声与引起机身等构件振动的冲裁力—时间历程有关。此外，冲裁噪声还包括板料断裂声、

8、冲头与板料的撞击声及两者接触时的空气挤出声共5种噪声。3.电动机噪声做为冲床的动力源，电机工作时也产生噪声，它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