叉車門架系統(tǒng)噪聲控制方法的研究

劉云華

摘 要：作為一個增長強勁的行業(yè)，叉車制造業(yè)隨著物流業(yè)、制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，迎來了很好的增長空間。在實際運行使用過程， 因設備處于長期工作狀態(tài)， 叉車門架很容易出現(xiàn)方向盤靈活度失常以及出現(xiàn)系統(tǒng)運行噪聲等問題。但是進行叉車門架系統(tǒng)的制造，需要對噪聲進行抑制，這是由于噪聲隨聲壓上升峰值高、上升速度快，時間持續(xù)時間短，容易給人聽力系統(tǒng)帶來傷害。對于叉車門架結構的噪聲予以控制是當前研究的重點。必須從叉車門架結構優(yōu)化設計入手，對于門架進行輕量化設計。因此降低系統(tǒng)作業(yè)噪音等進行研究，是本文研究的重點。

關鍵詞：叉車門架;系統(tǒng)分析;噪聲控制

一、叉車門架系統(tǒng)構成和功能

在工作狀態(tài)時，整個門架系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傾翻力距。在叉車裝卸過程中，處于叉車的最前端的門架系統(tǒng)，以前橋為中心，減小傾翻力距，保證門架裝置不與前輪進行干涉。目前研究的重點是實現(xiàn)門架系統(tǒng)的輕量化，采用高品質的金屬材料和合理的外形結構，保證結構設計越來越優(yōu)化[1]。門架系統(tǒng)的主要結構在內(nèi)外門架型鋼上，選取優(yōu)質材料，以保證門架強度和穩(wěn)定性。

針對不同噸位的叉車，采用相對應的門架立柱截面形式和材料，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化。對于門架系統(tǒng)的作業(yè)噪聲，由于其與門架結構相互作用間的間隙，液壓油缸的沖擊等有關，因此選用具有緩沖作用的液壓油缸和增設緩沖裝置，也能達到降噪的目標。

二、叉車門架系統(tǒng)降噪控制原則

2.1首先要對于噪聲的聲學原理與研究，噪聲一般產(chǎn)生于機械動力電磁等。在周圍輻射噪聲的這種物體影響下產(chǎn)生的噪聲均為噪聲源，聲音是以液體或者固體氣體為介質進行傳播的，對于生成的三維波動方程，可以通過生產(chǎn)質量守恒運動和物態(tài)三個基本方程式，推導出生產(chǎn)中的波動[2]。

例如平面聲波是在一個無限大的平面內(nèi)，在法線方向垂直振動，形成具有質點的振幅和相位相同的聲波和聲強，在單位時間內(nèi)以及傳播方向上，垂直通過單位面積產(chǎn)生能量，表現(xiàn)為介質中振動的動能，小體積元在聲波作用下獲得總聲能，表明平面生產(chǎn)中任何微小體積元的動能和位能的變化是同向的。

2.2門架系統(tǒng)運行過程產(chǎn)生噪聲， 是各個部件摩擦運行所致，叉車噪聲一旦發(fā)生，部件間的摩擦力撞擊力就會使得殼體發(fā)生磨損，發(fā)動機進排氣傳動系統(tǒng)液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲，能夠顯示出發(fā)動機本體出現(xiàn)了故障。

進聲噪聲則是從進氣口發(fā)出的脈動機器聲和空氣聲組成。排氣噪聲則是由排氣管和消聲器振動發(fā)出的噪聲，門架系統(tǒng)作業(yè)和運行時的噪聲，一般在多種部件安裝的過程中就有所產(chǎn)生。一旦發(fā)生叉車噪聲，超過國家規(guī)定的司機位置處90db的限制，就會對人體產(chǎn)生傷害，輕則會引起暫時性聽覺偏移，重則會產(chǎn)生聽力損失和噪聲性耳聾。經(jīng)過統(tǒng)計，叉車噪聲的危害導致駕駛員引發(fā)神經(jīng)心臟消化系統(tǒng)的不良反應和損傷的，呈增多態(tài)勢，因此必須降低叉車的作業(yè)噪聲[3]。

三、叉車噪聲降低及解決方法

3.1選齒輪模數(shù)小、齒數(shù)多的低噪聲液壓泵，在液壓泵外部增加帶有吸音材料的隔音罩，在液壓泵和液壓閥的安裝面上增加減振墊并盡量降低液壓泵的最高轉速;增加蓄能器和橡膠軟管，來吸收壓力脈動引起的振動。采用升壓及測試儀器，對噪聲的測試原理予以運用，讀取瞬時升壓有效值，測量時間平均升級的積分。測量方法可以根據(jù)國家有關叉車型式試驗大綱，在測點的布置上，分別進行叉車門架系統(tǒng)中心升級探頭等的布設。測試環(huán)境一般在瀝青地面硬質水泥，測試地面要平整，測試周圍以叉車為中心，半徑30米內(nèi)沒有大的反射體，實驗室背景噪聲應在30db以下，在測試過程中進行數(shù)據(jù)的采集和處理，每次讀取平穩(wěn)運行噪聲值和最大出擊噪聲。

3.2噪聲問題的解決關鍵在于有效控制噪聲源。因此優(yōu)化設計中采取的方案主要對托輪裝置進行優(yōu)化設計，結合噪聲產(chǎn)生機理部位和結構特點，在原有設計基礎上，對于凸輪裝置中的有效半徑與重視將升油缸設計在緩沖帶內(nèi)，進氣系統(tǒng)中的空濾器，可以起到一定的隔音吸音效果，為了進一步降低進氣噪聲，可以在進氣系統(tǒng)中增加進氣消聲器，可以使得液壓缸起降的速度得以控制，將叉車升降作業(yè)中的速度控制在平穩(wěn)范圍內(nèi)，同時提升槽鋼加工精度，做好槽鋼尺寸控制，構件間的平衡運動始終保持。

3.3發(fā)動機各部件工作時振動、摩擦產(chǎn)生的機械噪聲，是電動發(fā)動機固有的特性，故選用一款噪聲性能優(yōu)越的發(fā)動機十分重要。發(fā)動機各部件工作時振動、摩擦產(chǎn)生的機械噪聲，與發(fā)動機各零件加工精度、各零件配合狀況等有十分大的關系，機械噪聲低發(fā)動機，說明該發(fā)動機廠在生產(chǎn)、質量、裝配、調(diào)試等方面都有很好的把控。發(fā)動機排氣噪聲強弱影響的因素較多，與發(fā)動機的壓縮比、轉速等都有關系。選用低轉速發(fā)動機，可以有效降低叉車機外輻射噪聲。為此在整機匹配過程中，在滿足各方面性能的前提下，應盡量選用低轉速發(fā)動機[4]。

3.4優(yōu)化設計門架立柱。例如一款降噪防塵的叉車車架，包括左箱體、右箱體以及設置在左右箱體之間的尾架，新型叉車車架的叉車在行駛時，發(fā)動機等零部件產(chǎn)生的噪聲被車架底部的前封板、后封板和吸音材料吸音、隔音后，噪聲大大降低，在設計中還控制焊縫寬度，通過計算過程，引入鋼板單位體積、焊縫單位體積、焊縫密度、鋼板密度、焊材重量、鋼材重量等數(shù)值，對單位長度進行重量利用的計算優(yōu)化后選取機械性能強的型材，采用成型工藝門架和外門架的立柱，保證叉車制造效率得到整體提升[5]。

3.5發(fā)動機運轉工作時產(chǎn)生的機械噪聲，主要由缸體和油底殼進行輻射傳播。油底殼為薄板件結構，一般可以采用抑制油底殼振動的方式來降低其表面輻射噪聲，如在油底殼上粘貼抗振材料或吸音材料。同時還可以采用對發(fā)動機艙進行密封隔噪，以及在發(fā)動機艙周圍粘貼吸聲材料的方法，來降低叉車的機外輻射噪聲。金屬板件的隔音性按頻率可分為有阻尼控制區(qū)、質量控制區(qū)和吻合效應控制區(qū)三個區(qū)域。設計發(fā)動機罩時，在低頻范圍內(nèi)阻尼控制區(qū)，要注意避開板件的共振頻率。而在質量控制區(qū)，板材密度越大，質量越大，隔聲量也就越大。頻率繼續(xù)升高越過質量控制區(qū)后，進入吻合效應控制區(qū)，板件會產(chǎn)生吻合效應。在吻合頻率時，會出現(xiàn)隔聲低谷。均勻單層板隔聲性能基本遵循質量定律。將兩塊規(guī)格相同、厚度不相同的板，制成中間含有一定空氣層的雙層板結構，可以獲得比同厚度單層板更多的隔聲量。故采用雙層板結構發(fā)動機罩，是降低輻射噪聲的有效方法之一。作業(yè)中注意避免發(fā)動機過熱，隨時注意冷卻液溫度表的指示讀數(shù)，如果冷卻液溫度過高，要采取降溫措施。經(jīng)常檢查輪胎的溫度和氣壓，必要時應停于陰涼處，待胎溫下降后再繼續(xù)作業(yè)，不得采用放氣或澆冷水的辦法降壓降溫，以免降低輪胎運用壽命。經(jīng)常檢視制動效能，防止因制動總泵或分泵皮碗老化、膨脹變形。

4 結語：

當前解決叉車運行噪聲問題，重要途徑就是優(yōu)化叉車門架結構，在實際的設計過程中，正確認識噪聲產(chǎn)生的機理，結合叉車門架系統(tǒng)的主要特征，從熱扎門架加工精度，門架立柱截面等角度，降低系統(tǒng)噪聲問題，以提升結構整體性能。相關人員應采用檢驗檢測技術， 對門架故障產(chǎn)生原因與影響進行分析， 更好的促進叉車技術進步，以提高維護工作的開展質量。

參考文獻：

[1]任小中，董后云，徐愷， 等.電動叉車減速器降噪試驗[J].河南科技大學學報（自然科學版），2016，37（2）：17-20.

[2]相曙鋒，李明輝，陳翔宇， 等.小噸位內(nèi)燃叉車排氣系統(tǒng)降噪研究[J].工程機械，2016，47（8）：18-25.