NOPD技术在自动捆钞机减振降噪中的应用

　　UNIQUE全自动捆钞机是西安金融机具有限公司最新研制开发的专利产品。其主要特点是采用了高速摩擦热合原理将塑料捆扎带的断口热合,克服了以往采用加温方法热合塑料捆扎带断口过程中散发有害气味的不足,但是由于工作性能的要求,结构上某一偏心旋转摆动机构的转速很高,最高可达11500r/min,导致捆钞机的噪声问题比较突出,在距捆钞机0.5m处实测噪声声压级达89 dB(A)。作为银行办公自动化设备,噪声水平就是其产品质量的重要指标,必须采取措施降低噪声。

　　捆钞机结构设计巧妙、紧凑但很复杂,其机架如图1所示,内部可利用空间非常小,其它的减振措施很难采用。NOPD的出现为解决这一问题提供了一条新的途径。NOPD又称粉体阻尼技术,它是在结构振动的传输路径上,加工一定数量的孔洞,其中填充适当数量的金属或非金属微小颗粒。随着结构体的振动,颗粒之间不断撞击和摩擦,不但有动量交换,而且能够消耗结构体的振动能,达到减振的目的[1,2]。

　　NOPD技术最早是由洛克威尔公司的H.V.Passion博士在1991年的阻尼国际会议上首先提出来的[6],其目的是为了解决工作条件极端恶劣或限于结构体本身的特殊性很难甚至无法采用其它减振措施的结构体的振动问题。比如,发动机叶片的高频振动,火箭或导弹液氧注入T型接头中分流叶片的振动问题等等。据称洛克威尔公司从1990年～1993年期间已经投资45万美元,对NOPD技术进行了大量的基础性实验研究。并在汽轮叶片上得到成功的应用。文献[4]中作者建立了粉体颗粒减振理论模型,对不同材料、不同粒径、不同填充比等条件下的减振效果从理论和试验两个方面进行了详细的研究。为该技术在实际中的推广应用打下了良好的基础。

　　1　自动捆钞机的工作原理及噪声源分析

　　UNIQUE全自动捆钞机工作过程主要有以下几个步骤组成:压实、成圈、热合、切断、完成。

　　首先将放入其中的钞票进行整理和压实工作,松散的钞票整理后紧紧压在一起,将捆扎带绕过钞票并拉紧,完成成圈过程,然后通过摩擦盘的高速旋转将捆扎带接口处摩擦熔化后粘合在一起,最后将捆扎带剪断完成捆扎的整个过程,如图2所示。

　　整个捆钞过程中,捆扎带的成圈和热合是通过高速主电机和偏心轴驱动摇爪机构,带动摆轴回转和摆动实现的,在成圈和热合过程中,偏心轴和摇爪机构以及摆轴均为瞬时升速和降速,因而存在强烈的非稳态不平衡激振力,引起偏心轴和滚针轴承、摇爪机构以及摆轴的强烈振动,这种振动不但直接辐射噪声,更主要的是通过各轴承支承点传递到机架,引起机架的振动并辐射噪声,机架又通过底部三个螺栓与下壳连接,振动传递到下壳引起下壳的振动并辐射噪声,下壳的振动通过螺栓和接合面又传到上壳,引起上壳的振动。由此可见,偏心轴、摇爪机构和摆轴的强烈振动是产生噪声的主要振源,机架为铸铝结构,自身阻尼很小,使得振动不能够有效的衰减,而是通过结合面传递给其它的零部件。所以如果对偏心轴、摇爪机构和摆轴的振动进行控制,消除噪声源,可有效地降低噪声。