基于不同材料的低噪声托辊对带式输送机噪声的影响及分析

米 雨 倪永帅 温日正

北京起重运输机械设计研究院 北京 10007

近年来，随着带式输送机的需求量不断提升，出现了大量噪声污染，而这些噪声大部分来自于带式输送机的托辊。当托辊运转时，由于辊筒的壁厚不均匀和加工时出现的误差，使托辊运行产生噪声；轴承高速运转时，钢珠与滑道摩擦会产生噪声；使用这种托辊运送物料时噪声很大，对工作人员的健康造成影响。同时，很大一部分带式输送机铺设在居民区附近，工作时的噪声会极大影响附近居民的正常生活。

1 试验背景与条件

1.1 实验背景

生产工艺不同的低噪声托辊在材质选用、生产技术、结构形式方面也不尽相同，本试验主要研究材料对托辊噪声的影响，选择在输送机的不同区段(共3 个区段)，采用不同材质托辊时测试输送机沿线噪声，记录数值并验证低噪声托辊的降噪效果。

本次测试用带式输送机由于输送距离过长且铺设沿线经过居民区，故需进行沿线噪声测试。样机采用钢丝绳输送带，该机含有部分上下坡段、水平转弯段、全封闭廊道。托辊组为原机配用的金属托辊组及企业提供的低噪声金属托辊组、低噪声尼龙托辊组和低噪声橡胶托辊组。图1 为带式输送机样机，图2 为带式输送机中托辊组。

图1 带式输送机样机

图2 托辊组实物

带式输送机全长约 12 km，输送物料为水泥熟料，工作温度为 45 ℃～80 ℃，带速为 3.70 m/s，输送量为3 300 t/h。

托辊组上托辊（承载托辊）尺寸为：Φ194 mm×550 mm；下托辊（回程托辊）尺寸为Φ194mm×800 mm；托 辊管体材质为金属、金属包覆尼龙、金属包覆橡胶；试验主要仪器与设备有数字声级计、钢卷尺。

1.2 试验条件

1）输送带廊道情况 该廊道长22 km，输送物料为水泥熟料，温度为45℃～80℃，正常工作时带速5 m/s，输送量3 300 t/h，采用钢丝绳输送带，其中部分为水平转弯段、全封闭廊道。

2）检测点位置 东经119:45:0.99；北纬31:7:11.30；海拔56.33 m。

3）检测点现场情况 检测点离尾部（为中转站）约750 m，廊道两侧为工厂区和居民区 ，全封闭钢结构廊道，两侧设有隔音板，检测点位于更换托辊段的中心点。本次测试工作受现场条件的限制，各种托辊的测试工作无法在同一区段完成，选择在3 个不同区段进行。测试时，带式输送机的运行速度为3.70 m/s，输送量为

3 300 t/h。

本试验最终目的为比较不同材质的低噪声托辊的降噪效果。为保证实验结果的正确性，实验时不同材料托辊的结构形式与尺寸完全相同。

2 实验过程

1)按照参考文献[2]要求，在3 个不同测试区段的中间位置进行噪声测试。在3 个测试区段采用原机配用金属托辊时输送机的噪声后，分别更换成低噪声金属托辊，低噪声尼龙托辊和低噪声橡胶托辊，再进行采用相应的低噪声托辊时输送机的噪声测试。

2)将带式输送机开启预热，直至带式输送机平稳运行，使用转速表测量带速（调至线速度挡位），保证带速达到3.70 m/s 时进行噪声测量。

3)使用数字声级计在每个噪声测试点分别测量水平方向和垂直方向的噪声，每5 s 检测一次。水平方向噪声测试点距离带式输送机机架外侧边缘1 m，垂直方向噪声测试点距离带式输送机机架上边缘1 m。每个测试区段分别测量数组数据，取平均值作为该测试区段的输送机噪声测量值。图3 为噪声测试点示意图。

图3 噪声测试点位置

实验中分别测试了4 种托辊输送机的噪声，分别依据了4 种质量指标：

1）采用原机配用金属托辊时输送机的噪声 在测试区段I、II、III 中间位置水平方向和垂直方向分别测量采用原机配用托辊时输送机的噪声值。

2）采用低噪声金属托辊时输送机的噪声 在测试区段I 中间位置水平方向和垂直方向分别测量采用低噪声金属托辊时输送机的噪声值。

3）采用低噪声尼龙托辊时输送机的噪声 在测试区段II 中间位置水平方向和垂直方向分别测量采用低噪声尼龙托辊时输送机的噪声值。

4）采用低噪声橡胶托辊时输送机的噪声 在测试区段III 中间位置水平方向和垂直方向分别测量采用低噪声橡胶托辊时输送机的噪声值。

3 实验数据

更换低噪声托辊前后的整机噪声对比如图4 所示，图中上段曲线为使用金属托辊的噪声曲线，下段为使用低噪声托辊的噪声曲线，图中可以看出噪声有明显的下降，平均下降8 dB，最大噪声差在14 点20 分左右的时间段，数值为11 dB。

图4 更换低噪声托辊前后的整机噪声对比

本次在每个测试区段的噪声测试点分别测量 6 组数据，不同测试区段、采用不同托辊时的输送机噪声的测试值（平均值，dB(A)）见表1。

表1 不同测试区段、不同托辊的输送机噪声测试值

由表1 可知，在测试区段I，使用金属托辊前与更换低噪声金属托辊后的下降值达到7.6 dB，降幅为9.05%。在测试区段II，使用金属托辊前与更换低噪声尼龙托辊后的下降值达到9.3 dB,降幅为11.41%。在测试区段III，使用金属托辊前与更换低噪声橡胶托辊后的下降值达到12.7 dB，降幅为15.23%。

4 综合分析

按照参考文献[2]要求，本次在不同测试区段对采用不同托辊时输送机的噪声进行了测试。由于输送机距离较长，且包含水平转弯及上下坡段，沿线的输送机廊道支撑结构由钢结构和混凝土结构组成，再加上廊道支撑立柱间距长短不一，所以沿线各部位的输送机噪声略有差异。

通过对同一测试区段、采用不同材质和结构形式的托辊组时输送机噪声的测试数据比较，得出以下结论可供参考：

1）采用低噪声金属托辊、低噪声尼龙托辊和低噪声橡胶托辊时输送机的噪声值均有不同程度的降低；

2）在采用低噪声金属托辊、低噪声尼龙托辊和低噪声橡胶托辊的测试区段中，采用低噪声橡胶托辊时输送机的噪声值下降幅度最大。