圆盘锯片切割噪声的振动分析及降噪方法

    1 锯片噪声产生原因

    锯片在工作时产生的噪声给操作工人和周边环境造成很大危害，旋转速度越高，噪声越大，产生噪声污染越严重。 有效减小噪声，首先必须弄清锯切噪声的产生根源、 机理以及影响因素。切割过程中产生的噪声源主要有如下几种：

   （1）振动噪声 。 振动噪声主要由谐振和强迫震动两部分组成。 锯片高速旋转中，每当涡流分离的频率与锯片的固有频率相接近时，就产生尖叫声，即为谐振噪声。 一般圆锯片在某一转速范围内将激发出各自不同特性的尖叫声。

   （2）冲击辐射噪声 。 由于锯片周期性地与工件相互作用，相当于锯片和工件都受到一个周期脉冲激励， 从而使锯片和工件产生振动并辐射噪声。 当脉冲频率比较高时，近似连续不断地辐射噪声。

   （3）摩擦噪声 。 锯片与工件截面接触部分产生摩擦力，这个力将诱发工件的粘滑振动，从而辐射噪声。

    除此以外， 还有空气动力学噪声。以上几种噪声源，虽产生的机理有所不同，但最终都是通过结构以声能的形式辐射出去。

    2 锯片噪声影响因素

    由于锯片转速高、锯齿多，所以无论空转或切削时产生的噪声都呈现出明显的高频特性，主要噪声能量分布在2 000-8 000Hz 频率范围，听起来尖叫刺耳。 噪声振动固有频率和振动模态是物体的固有属性，锯片上各点振动速度和振幅取决于外界的激励，振动结构表面辐射的声功率为：

Ws＝ν2Aρ0Cμ

    其中，ν 为辐射面法向振动速度；A为辐射面积；ρ0为空气密度；C 为空气中声速；μ 为辐射效率。

    因为 ρ0、C 为常量 ，所以 ，锯片振动辐射噪声的大小主要与 ν、A、μ 有关，这三个因素主要取决于结构本身的振动特性和阻力大小。 锯片工作时受力比较复杂，既有摩擦力，又有冲击力，当在材料中间设置一些细缝，锯片阻力大于普通锯片， 振动在锯片中的传播受阻，耗散了部分振动能量，所以锯片上质点振动幅值会减小，辐射效率降低，从而降低噪声。

    3 降低噪声方法探讨

    查阅资料表明，常用降低噪声方法有：三明治复合结构基体；锯片基体上钻孔，可有效地减弱锯片的振动，消减高频噪声；激光切缝消音环保型锯片。

    笔者根据中学物理有关知识，从减少锯片共振原理出发，探讨在锯片园盘上设计切割一些细缝。 根据分布位置不同，切缝一般有两种类型，即沿圆周边缘的切缝和基体内部分布的切缝。 从降低空气动力学噪声出发，在锯片圆周切割一些细缝，起到降低空气涡流的速度，缓冲排气，从而达到降低噪声的效果。