水泥厂带式输送机噪音治理研究及方案- 陆美嘉低噪音托辊技术

水泥厂带式输送机噪音治理研究及方案

    背景：大多数水泥厂都分布在城市周边，石灰石运输的带式输送机跨度都很长，有的甚至可以达到50公里以上的超长距离运输。随着国民经济的发展，低碳，环保，节能增效等议题逐渐成为水泥行业可持续发展的关注热点话题，因此的对带式输送机的运量和运行速度的要求也在不断地提高。由于长距离输送机翻山越岭，输送机不可避免地会穿过居民区，噪音治理问题也变得日渐突出。

    为了有效治理带式输送机噪音扰民问题，需要从输送机噪音源进行全面分析并且针对性进行降噪处理方可从根本上降低输送机的整体运行噪音。

关键词：低噪音托辊，带式输送机，噪音治理，输送机纠偏，复合材料托辊，高速输送机，电动滚筒

带式输送机的整体噪音是由多种复杂的噪音源叠加而成，主要的噪音源有如下主要方面：

1.1 驱动电机运行噪音

由于输送机驱动方式多样，有永磁滚筒，电机加减速机，液压马达，电动滚筒等诸多方式，所产生的噪音的大小也根据所选择的驱动方式不同，齿轮和轴承制造精度的高低，齿轮啮合方式，以及功率大小不同而导致的噪音也会存在着巨大的差异。相比而言，永磁滚筒和电动滚筒的新驱动方式比传统的电机减速机驱动方式噪音会更低。

1.2皮带运行跑偏问题导致噪音

带式输送机的皮带跑偏问题是个不可避免的难题，皮带的跑偏会加剧噪音的产生。在输送机设计阶段，要根据皮带机的实际运行参数选择合适的纠偏装置或纠偏系统，Zui大限度减少皮带跑偏所导致的噪音加大问题。常见的纠偏办法有：

1）托辊组纠偏系统，市场上常见的托辊组纠偏系统通过包胶托辊，锥形托辊，摩擦调心托辊和导向托辊等和可自动产生联动功能的托辊支架实现辅助纠偏效果。

2）内置平衡感应电机的下平式纠偏滚筒装置，可以根据皮带跑偏程度自动调节高度和摆角实现回程调偏。

3）专业的液压联动式纠偏系统等。通过纠偏装置或者系统，可以有效减少皮带运行中的跑偏问题进而减少皮带机运行噪音。

1.3运输物料形状，块状尺寸大小及均匀度导致的噪音

所运输的物料块状尺寸大小，物料类型，以及形状的均匀度等也是噪音的影响因素。块状尺寸越大，在运输过程通过皮带间接撞击托辊组所产生的噪音也会加大，物料形状不均匀度越大，在皮带高速运输过程中物料之间的撞击及摩擦所产生的噪音也会相应加大。但是由于所运输物料无法进行改变，可以通过物料充分破碎，皮带类型和强度的选择，托辊组的间距优化设置等方面减少这方面的噪音影响。

1.4皮带松弛和托辊运行过程中拍打噪音

    与汽车轮胎和路面原理类似，托辊和皮带之间产生的噪音和汽车轮胎与路面之间产生噪音原理类似。轮胎自身的平衡和圆度会是噪音产生的主要影响因素。所以，托辊应使用壁厚均匀的焊接钢管进行生产，避免无缝钢管壁厚不均匀导致的托辊不平衡问题。对于带速超7m/s的输送机还有必要对托辊进行平衡配重处理，托辊不平衡量要<G40。托辊外圆跳动则要控制在0.15mm以下，通过翻边轴承座+托辊焊接车外圆方式处理可达到应用要求。托辊车外圆要确保MIS表面光滑度Ra<12.5。

托辊外圆光滑比车凹槽（所谓风槽）噪音更低。陆美嘉RULMECA低噪音钢辊在实际对比应用中发现：托辊表面车凹槽会加剧皮带和托辊之间在运行过程中的振动，导致噪音加大3-7dB(a)。

皮带的涨紧度调整恰当（避免皮带松弛）也可以Zui大限度减少皮带拍打托辊产生的噪音。研究结果表明：当皮带运行速度小于3m/s时，从托辊自身噪音优化进行降噪效果不明显。

1.5托辊和支架之间安装间隙导致的振动噪音

托辊常见的安装方式为固定式支架和吊挂式两种方式。对于固定式支架托辊组，托辊轴端卡扁和支架卡槽之间一般会有0.5-2mm之间的间隙便于托辊快速安装。托辊和支架之间配合间隙在托辊高速运行过程中，会与支架卡槽之间产生振动噪音，应尽可能减小这部分间隙。或可以通过托辊轴和支架焊接固定，加固定片和固定螺母锁紧托辊轴，或加装塑料轴套等方式避免振动噪音。

对于吊挂式托辊组，应相应减小托辊轴孔和销轴（螺栓）之间间隙减小噪音。

1.6托辊材质差异导致的噪音

一般情况下，采用复合材料托辊，由于其和橡胶皮带的亲和度更高。所以也是托辊降噪的有效手段之一。不过由于复合材质托辊的耐热性和耐候性较差，同时复合材料质量掺差不齐，托辊寿命无法保证.通常复合托辊会在6-24个月的使用后，由于塑性热变形等原因，噪音反而比低噪音钢辊更大。托辊在50000小时寿命期内损坏率也远远高于钢制托辊。复合托辊常见的损坏为回程长托辊皮带边缘部位折断（折纸效应失效模式），以及轴承发热导致的塑料轴承座内孔变大，从而导致轴承从滚动摩擦变滑动摩擦导致托辊迅速失效。

铝材质托辊和包胶托辊等也是托辊降噪的可靠可选方案，但由于价格昂贵市场应用较少。

研究结论：

输送机噪音治理需要从噪音源着手，进行针对性的降噪处理。选配品质有保证并且具备低噪音性能的带式输送机配套部件，方可Zui大限度地降低噪音对环境居民的影响。同时，带式输送机通过外加罩盖或廊道封闭的方式，是阻隔噪音对环境影响的Zui有效的措施。

参考文献：

陆美嘉RULMECA低噪音钢托辊 专利号 欧洲专利局（EPO），专利申请号：11004041 专利公布日2011年11月30号