工业射芯机泡沫铝排气消声器实验研究

　　泡沫铝具有独特的孔隙结构参数及透过性(1),据文献(2)报道,在250～1000Hz区域,发泡铝的平均吸声系数A可达到峰值。由于泡沫铝同时具有耐热、耐振、耐腐蚀、可加工等金属特性,因而,对气体排放过程的吸声降噪具有特殊意义。

　　众所周知,泡沫铝属于90年代中期国内新研制的一种多孔隙材料,与常规发泡金属不同,具有高孔隙率、较大的孔径及高比表面积,机械加工精度高和良好的吸声性质(1),已受到有关部门的重视,在改善武器装备隐蔽性方面首先得到应用。目前,在工业上应用较为普遍的是烧结铜,由于烧结铜的孔隙结构参数难于按声学消声结构设计和制造,因而其声学消声特性得到限制,为了降低生产成本,泡沫铝消声器有取代烧结铜消声器的趋势。本文设计的消声器主要应用在工业射芯机、点焊机排气口上。

　　1　实验方法

　　本文所用泡沫铝是采用加压渗流法制备,按不同需要可制成的主孔径范围为0. 45～1.6mm、孔隙率60～80%。泡沫铝坯料制备后,根据需要可机械加工成如图1中(a)、(b)、(c)所示的不同结构的泡沫铝排气消声器,其顶部壁厚6mm,侧部壁厚4mm,本次对比实验选用的主孔径为1mm,孔隙率79%。

　　泡沫铝吸声特性测量方法见文献(3)所示。泡沫铝消声特性测量示意图如图2所示。在全消声室进行泡沫铝消声特性测量,稳压罐的体积为2.5m³,稳定压力为6个大气压,5分钟排气压力波动为0.2个大气压,5分钟排气噪声总声压级波动0.3dB(A),噪声检测方参照法JB/LQ20801-86《气动-消声器实验方法》执行。压力降-空气流量按JB/T7374-94《气动空气过滤器技术条件》中A栏标准要求检测。

　　2　实验结果分析

　　2.1　压力降-空气流量测量

　　压力降-空气流量是表征空气流通特性的一项重要指标。对于排气消声器而言,即要起到消声作用,又要保证足够的气体流通特性要求。表1为图1中所示的三种结构的泡沫铝消声器在压力降为进口压力的5%情况下检测的结果。

　　表1中规定流量指标是机械行业标准(95)规定的流量指标,其中A表示一等品,B表示合格品。从表1可以得出,三种不同结构的泡沫铝消声器压力降-空气流量均超过规定的流量指标,与A档指标相比,a型结构消声器空气流量平均提高12.3%,b型结构消声器平均提高22%,c型结构消声器平均提高18%。

　　2　吸声特性实验

　　采用驻波管法测量泡沫铝的吸声系数曲线见图3。

　　图3中的孔径为1mm,孔隙率分别为72%、61%。从图3中可以看出,在800Hz以下,吸声系数低于0.6,在800-5000Hz范围内,吸声系数在0.58-0.82之间。可以说明,在中高频段有较好的吸声特性。此外,孔隙率大,吸声性能好。