干切混凝土时金刚石锯片振动及噪声的研究.pdf

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2005年第3期
迨硬材料
第17卷
2005年6月
SUPERHARD MATERIAL ENGINEERING
总第61期
干切混凝土时金刚石锯片振动及噪声的研究
王成勇,胡映宁2,王智伟2,丁海宁
(1.广东工业大学机电学院,广州510090;2.广西大学机械工程学院,南宁530004
摘要:干切混凝土时,全刚石锯片在实际工作过程中产生的振动和噪声是非常严重的。文从理论上分
析了混凝土锯切过程中的强振动、高噪音的原因。通过改变锯切速度、进给遠度、切深以及过用两种不
同的基体鲒构的锯片,研究了不同的切削参数以及锯片的结对锯片振动和噪庐的响。在不同的锯切エ
艺参数和锯片结枸下,测量了噪声值、噪声功率、噪声电压、振动功率和振动幅值,并对其进行频分析。可
以从锯片的基体结构、金刚石节块的结构、锯切エ艺以及锯机的整体性能等方面来进行改进,从而达到降
低噪声与振动的目的。本文在理论分析和突验的基础上提出了一些摩低噪声和派动的方法。
关键词:金刚石锯片;千切混土;实验研究;振动;噪声
中图分类号:TQ164文献标识码:A文章编号:1673-1433(2005)03-0001-~06
STUDY ON VIBRATION AND NOISE OF DRY
CUTTING DIAMOND SAW BLADE FOR CONCRETE
WANG Cheng-yong HU Ying-ning, WANG ZHI-WEI,DING Hai-ning
(1. Mechanical and Electronic Engineering College of Guangdong Industrial University, Guan thou, 510090
2. Mechanical Engineering College of Guangxi University, Nanning, 530004)
Abstract: Vibration and noise produced during cutting process with dry cutting diamond
saw blade for concrete is serious. The cause to the strong vibration and noise encountered
in concrete cutting was analyzed theoretically. The influences of different cutting
parameters and blade structures on saw blade vibration and noise were studied. Noise
value, noise power, noise voltage, vibration power and amplitude vibration wer
measured under different cutting parameters of technology and frequency spectrum
analysis was also made. The matrix structure, structure of diamond segment, cutting
technology and the overall performances of the cutting machine can be improved to reduce
noise and vibration. Some methods of reducing noise and vibration were proposed based
on the theoretic analysis and the experiment
Keywords: diamond saw blade; dry cutting concrete; study; vibration; noise
①收稿日期:2005~-06-05
作者简介:王成勇(1964ー),男,教授,博北生导师,长期从事超硬材料及其工具制造和应用技术的研究,发表学术论文上百。
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0前言
利用声级计(ND2)对它们的噪声进行了测量,同
时通过压电传感器(YD-8)以及虚拟式信号分析仪
金刚石圆锯片已被广泛地应用在混凝土切割中。器库记录了噪声与振动信号,对其进行频谱分析。实
为了研究混凝土锯切的特征,改善金刚石锯片在建筑验测量安装框图见图2。主要测量装置:YD-8型压
工程中的应用条件,相关专家对干切过程中的锯切机电式传感器(北京测振仪器厂);DHIF一2电荷放大器
理、锯切力和不同混凝土特别是钢筋混凝土的热动力(北京测振仪器厂);ND2型精密声级计倍频滤波器
学进行了分析研究[り。干切混凝土金刚石锯片在实(江西国营红声器材厂);重庆大学QLV型多功能虚
际工作过程中由于转速高、摩擦和冲击大以及锯机结拟式信号分析仪器库。实验中通过虚拟信号分析仪把
构不平衡等多种因素使得切削时产生强振动和高噪噪声和振动信号转换成噪声和振动的有效电压值
声,这些情况不仅降低了锯片的工作寿命,而且还造
成了噪声环境污染,影响了操作人员的身心健康。因
鋸片
此,降振减噪已成为国内外学者研究的一个重要问
题。国外在上世纪60年代就开始了这方面的研究,研
究发现了带有切缝的金属圆锯片切割铝材时噪声降
加速度传感器
低,分析其原因是从基体周边到中心的噪声传播路径
声级计}
由于切缝被切断,而噪声减弱。因此不同降振减噪
OLV??计算机
信号分析仪
结构的金刚石锯片被提出~。另外,在石材加工中
工作合
电荷放大器
也研究发现,噪声的产生受锯片的转速、锯片振动以
图2实验测量框图
及水槽同的空气流动影响,刀头数目增加,其噪声也
Fig. 2 Measurement framework of experiment
增大[e-1?
为了研究不同锯片结构以及不同切削参数对锯
在不同锯切工艺条件下,两种锯片分别对素混凝
片振动和噪声的影响,本文基于两种结构的锯片在不土(C3)进行了切割,另外还使用普通结构锯片对钢
同的锯切参数下进行了实验。
纤维混凝土(SF1)进行了切割。混凝土成分和性能见
表1。表2列出了切削的参数
1实验条件与方法
2结果与讨论
实验使用的锯切机为桥式锯切机,功率为
11kW,最大转速为140r/min,最大进给速度为
振动和噪声来源分折
3375mm/min,实验中使用的两种不同基体结构的
混凝土干切削过程由于转速高,冲击剧烈,产生
350mm锯片:一种是普通锯片见图1(a),用B5表的振动和噪声非常强,引起这些振动和噪声的原因也
示;另外一种见图1(b),用B6表示。
很复杂,经归纳整理,主要有以下几个方面:
(1)冲击振动与噪声?。金刚石锯片为对称盘形
结构,金刚石节块周向均布地焊接在基体上,锯片在
锯切过程中,锯齿与混凝土周期性接触,锯片和混凝
土工件都受到一个周期性脉冲激励,由于频率非常
高,因此,其辐射效率很高,是引起最大噪声,也是锯
机其他部件振动的主要激振源。
(2)摩擦振动与噪声。锯片与被切混凝土部分表
面接触产生很大的摩擦力,这个摩擦