锤片式粉碎机空气动力性噪声的研究

为了解决锤片式饲料粉碎机在饲料加工中噪声大的问题,文章以课题室研制的新型锤片式粉碎机为研究对象,利用Fluent和Virtual.Lab软件进行联合仿真的方法,通过噪声测量试验,对粉碎机空气动力性噪声的产生机理进行分析研究。运用Fluent软件计算粉碎机内部稳态流场,以稳态解作为初始值,计算瞬态流场并得到锤片表面脉动压力信息,进行风速试验验证了流场分析的准确性;在Virtual Lab软件的Acoustic模块中采用直接边界元法对粉碎机近场气动噪声进行模拟仿真。结果表明,粉碎机气动噪声主要由出料口向外扩散,于166.7 Hz处达到峰值,随着频率增加逐渐降低,最后趋于稳定。使用噪声传感器对粉碎机进行噪声测量,频谱分析表明:粉碎机噪声峰值出现在166.7 Hz处,且由锤片扰动空气产生的旋转噪声引起,仿真与试验结果基本一致。研究为锤片式粉碎机的减振降噪设计提供了理论依据。     

锤片式粉碎机噪声源识别及降噪方法

为了解决锤片式饲料粉碎机工作过程中噪声大的问题,运用虚拟仪器测试技术和台架试验相结合的方法,对粉碎机的噪声信号进行采集和分析,针对影响噪声的主要因素如锤片、筛网、进料口、出料口和转子转速等进行相应的声压级和频谱测试分析,寻找粉碎机主要噪声源及其与主要影响因素之间的规律,并通过对粉碎机各部件的结构参数进行改进设计,达到降低整机噪声的目的。研究结果表明:粉碎机噪声信号主要包含48、180、200、361、893和1 263 Hz共6种频率成分;筛网、进料口和出料口对主频成分没有影响,只影响噪声频率的幅值;筛网具有降噪作用;进料口和出料口都不同程度地增强了噪声声压级;通过对主轴转速为2 400~2 800 r/min时的空载噪声频谱图分析知,当转速升高时,噪声幅值急剧升高,可见转速对粉碎机的噪声有影响;对不同锤片数量的空载噪声频谱图分析知,锤片数量只影响噪声幅值,对主要频率变化影响较小。此外,对粉碎机进料口、出料口、筛网的结构参数进行改进设计,以出料口的改进设计为例,基于有限元法对改进前后分离装置内的流场湍动能分布情况经行了模拟,将改进前后的结果进行对比分析发现:出料口改进后分离装置内气流的湍动能较小,流动较为稳定。通过台架试验表明:当选用改进后的出料口时,粉碎机整机噪声得到明显改善,噪声总声压级降低了3 d B(A),各测点噪声声压级降低1.9~3.6 d B(A),进一步粉碎试验表明使用改进后的出料口并未影响粉碎机的生产效率以及吨料电耗,研究所采用的降噪措施可行,此法可为控制粉碎机噪声提供理论依据。