浅谈球磨机噪声治理技术

摘要：文章通过对球磨机噪声处理的主流技术介绍，在对球磨机噪声产生方式和噪声形式分析的基础上，设计采用筒体隔声套，筒内增加GT-I型减振降噪材料对Ф5.5×8.5溢流型球磨机进行噪声治理，能够得到较好的效果。同时，对于球磨机噪声治理技术推广有一定的积极意义。

关键词：噪声治理；隔声套；减振材料

中图分类号：TB535 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0117-02

噪声作为环境四大公害之一，越来越引起人们的重视。球磨机是矿山、化工、建材等领域广泛使用的设备，它由电机、减速机和回转筒体组成。球磨机在工作时筒内物料下落冲击衬板导致筒体振动，引起噪声且球磨机噪声可达到115dB以上，严重超过国家允许的90dB要求。同时，振动还会影响球磨机寿命和工作状态，所以对球磨机噪声治理至关重要。

1 国内外球磨机噪声治理技术

1.1 加隔声罩

该技术是将球磨机辊筒罩起来，罩的壳体采用金属材料。为了达到降噪效果里面衬有吸声材料，降噪效果可以达到15～20dB。但是该方法使用时占地面积大，而且在设备维护检修时会相对比较麻烦，需要拆装隔声罩，增加了设备维护检修的工作量。

1.2 简单包扎

该方法就是利用毛毡等吸声材料（软质）做成弧形隔板，用螺栓紧固，但是螺栓并不包扎，有助于检修方便。由于毛毡等材料对于低中频噪声吸收能力不强，所以该方法降噪量只能达到10dB左右，隔噪效果不是很理想而且费用高于隔声罩法。不过这种方法能够方便设备维护检修，也不影响对于钢球装卸等的工作。

1.3 衬板底部设置弹性层

该方法就是为了消除衬板和辊筒间的刚性连接，安装成功以后降噪效果可达到15dB以上。但是该方法不容易操作，因为弹性层本身是一个振动系统，砸在衬板的钢球冲击力会随着衬板固有频率变化，导致振幅更大，只有振动噪声频率大于衬板固有频率才会有较好的效果。所以如果安装不好会适得其反，而且造价非常高。

1.4 锰钢衬板换成橡胶衬板

橡胶衬板安装方便又有较好的减振作用，在钢球撞击衬板时可增加冲击的持续时间，降噪效果可以达到20dB。但是橡胶衬板价格较高，而且寿命较短。

2 球磨机降噪探究

2.1 降噪方法选择

球磨机噪声主要是钢球冲击造成的，属于冲击噪声。辊筒外部声场的场能是大量钢球撞击衬板引起壳体振动向外辐射声能和壳体内部激励壳体引起壳体振动向外透射的声能之和。而辊筒内部声能是大量钢球撞击衬板导致壳体振动向内辐射声能和大量钢球相互撞击声能以及为了排矿产生空气动力噪声等声能的总和。球磨机声压最大值在钢球激励点处发生，球磨机筒体声场是宽频，而且频率不同，声场分布不一样。在频率增加时噪声声源压级分布没有规律可循。只是在近场声压值较高，不同方向声压变化大，随着声源距离增加，趋势减弱，随着频率增加，声压表现无规律。球磨机筒体噪声是钢球、衬板和物料相互撞击在筒内连续反射形成。所以在目前利用传统隔声罩等降噪技术效果不是很好，必须通过吸声和隔声等手段综合对球磨机进行噪声治理。一种新的筒体隔声套降噪效果很好，保证里面的吸声材料对球磨机噪声频率特性有较好的吸声效果，而且隔声套法安装简单，维护方便，运行比较平稳。

2.2 减振垫层材料以及设计安装

2.2.1 减振材料性能和研制。筒内减振缓冲垫层材料要求能够耐受高温，而且在承受了一定压力和较大的冲击力以后能够继续保持较好的弹性，依然能够保证足够的使用寿命。不会因为环境和工作强度过早的老化，失去弹性。为了满足较恶劣环境下减振垫层的工作状态，可以选用GT-I型材料。该材料是由甲基乙烯基硅橡胶作为复合材料，加入一定比例耐热剂、硫化剂、填充剂以及其他成分，然后经过混炼、硫化，在高温高压下压膜成型。

2.2.2 减振垫层设计安装。一般球磨机衬板都是彼此嵌合连接，在辊筒圆周形成衬板环，每圈环对称分布楔铁，通过对楔铁的紧固而固定衬板。如图1所示，为了与减振垫层8缓冲适配，在螺母2与筒壁6加弹性垫圈1，从而降低联接螺栓刚度；同时为防止减振垫层8被压坏，在楔块9处垫限位块11；所用到的垫圈和限位块由一定弹性的材料制成。考虑到提高降噪减振的效果，在螺栓和筒壁之间安装隔振套4，在弹性垫圈和螺母之间设置保护层。减振垫层8在衬板7外层凸出条上，采用粘贴固定，垫层的厚度要与衬板凸出条尺寸相适应。

图1

在球磨机衬板内腔可以填充沙粒，在填充时可以和衬板下铺设垫层时一并完成。沙粒选择时要选择直径在1～2mm之间的沙粒，填充时应该填充到85%左右。对球磨机衬板内部填充沙粒可以有效地提高降噪效果，而且可以帮助垫层和筒壁以及衬板连接，更好地防止垫层的移位。

2.3 隔声套

为了能够将多层隔热的吸声和隔声材料以及结构组成一套整体结构，使得它们能够紧固在球磨机筒体上，采用球磨机隔声套来实现这一要求，保证球磨机工作时可以将产生的噪声在隔声材料和吸声材料作用下有效地降低。

图2

如图2所示，隔声套主体结构按照块状形式直接安装完成。连接方式采用焊接工艺，然后密封，让隔声套成为整体。考虑到球磨机筒体的尺寸比较大，为了能够缩减安装各个模块的重量，将沿筒体轴向对隔声套分为六个段。然后每个环沿着筒体又分成了四块，所以整个隔声套就被分成了24个单元。即在筒体顶罐处各分一段，顶罐到各筒体段各又被分为一段，顶罐处之间分为两段，一共是六段。在安装过程中，把各隔声单元弹性安装在支撑环上。为了保证顶罐处有较好的受力环境，在顶罐筒体焊接两个或者以上的支撑环，并在环侧面采用较厚的钢板，同时为能够使筒体顶罐满足足够的承重能力，在环顶要用钢板封住。同时，在支撑连接顶罐间的隔声装置时可以在筒体中间安装支撑环。因为在球磨机筒体轴向有在外层的用来固定衬板的多排螺栓，这些螺栓是筒体噪声向外传送的最强地方；而且在球磨机大修时，要松开这些螺栓，所以对螺栓要做一些特殊的处理：可以在每一个衬板螺栓套相适应的圆筒；为了增加隔声效果，可以在圆筒内填充吸声材料，使得螺栓可以和隔声单元分开，并凸出外层的钢板。这样不会妨碍对螺栓的拆卸，还可以有效提高隔声减振效果。

隔声套由八层材料组合而成，厚度可以达到120mm，各层架构作用都不同，从内到外分别是：

（1）在原筒体的外壳缠两层玻璃丝布，可以达到包扎和一定的隔热效果。

（2）有一层开有斜槽的橡胶板，橡胶板可以耐热吸收振动，起到隔振阻尼效果。

（3）内层有钢板，钢板穿孔，穿孔率为23%，可以起到透声效果。

（4）再加一层玻璃丝布，可以在防纤维材料散落的同时达到一定的防水效果。

（5）吸声材料可以非常明显地起到吸声效果，是隔声套效果的决定性部件。

（6）再用玻璃丝布对吸声材料包扎。

（7）一层钢板外壳：对隔声效果明显。

（8）外壳涂抹油漆，在美观和防锈上作用明显，有一定吸振能力。

3 结语

球磨机噪声和振动的处理措施是营造舒适工作环境、降低噪声污染、创造良好企业形象和经济效益的主要措施之一。采用筒内安装减振垫层的措施可以有效降低噪声达到14dB的效果，而且没有显著的副作用。不过在选择吸声材料时要求根据球磨机的声场宽频特性选择，才能达到较好的效果。同时，根据实际情况对吸声材料的厚度合理设计，可以有效地增大吸声的系数，保证吸声效果（例如离心玻璃棉对中高频的噪声吸声效果好，而在低频噪声较多的情况下可以增加离心玻璃棉厚度增加对低频的吸收效果）。所以对球磨机降噪处理时，对吸声材料选择要合理科学，本文针对Ф5.5×8.5溢流型球磨机降噪处理时，选择的GT-I型材料，对于降噪效果比较明显。在设计降噪装置时，不能单纯考虑降噪效果，还要考虑维护和检修的便利性以及成本等多方面的因素。

参考文献

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