Giảm tiếng ồn sản xuất của các máy gia công gỗ
C«ng nghiÖp rõng
GIẢM TIẾNG ỒN SẢN XUẤT
CỦA CÁC MÁY GIA CÔNG GỖ
Hoàng Việt1
TÓM TẮT
Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu các giải pháp giảm tiếng ồn sản xuất của các máy gia công gỗ. Nghiên cứu
lựa chọn hai thiết bị điển hình để phân tích nguyên nhân phát sinh tiếng ồn, đề xuất các giải pháp khả thi giảm tiếng ồn
là máy bào thẩm- cuốn mã hiệu CP6-7, máy cưa đĩa SA-4K. Những giải pháp chính được triển khai nghiên cứu bao
gồm: giảm tiếng ồn ở nguồn phát sinh; giảm tiếng ồn bằng chắn âm; giảm tiếng ồn bằng hấp thụ âm (tiêu âm). Kết quả
nghiên cứu cho thấy hiệu quả nhất giảm tiếng ồn cho các máy bào, cưa đĩa là áp dụng tổng hợp các giải pháp cách
rung cho động cơ điện, điền đầy các rãnh hở trên trục dao, lắp đệm đàn hồi ốp đĩa cưa, trang bị hộp chắn âm, tấm chắn
âm. Theo đó đã giảm tiếng ồn ở hành trình chạy không tới 20dB, ở hành trình làm việc tới 21dB. Điều này cho phép
cải thiện tốt điều kiện lao động và tiến tới đạt mức yêu cầu theo tiêu chuẩn quốc gia về tiếng ồn công nghiệp.
Từ khóa: Chắn âm, Đệm cách rung, Giảm tiếng ồn, Máy bào CP6-7, Máy cưa đĩa SA-4K.
I. MỞ ĐẦU
II.NỘIDUNG, PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
Tiếng ồn trong công nghiệp là dạng ô
2.1. Nội dung, đối tượng và nguyên vật liệu
nhiễm có ảnh hưởng lớn đến con người tham
nghiên cứu
gia sản xuất và môi trường xung quanh. Tiếng
ồn trong các xưởng gia công chế biến gỗ là
dạng tiếng ồn công nghiệp. Thực tế sản xuất
cho thấy tiếng ồn tại các cơ sở sản xuất chế
biến gỗ ở nước ta hiện nay thường có mức âm
rất cao từ 80 -140dB. Khi làm việc ở nơi có
tiếng ồn với tần số cao, cường độ lớn kéo dài
sẽ gây sự mệt mỏi, giảm năng suất lao động, sự
giảm tập trung chú ý làm việc từ đó giảm chất
lượng hàng hóa khi sản xuất ra và tăng tai nạn
lao động hay dẫn tới các bệnh về thần kinh
trầm trọng. Có nhiều nguyên nhân làm cho
tiếng ồn trong các xưởng gia công gỗ ở nước ta
hiện nay vượt quá mức cho phép, nhưng trong
đó có nguyên nhân chính là các máy và thiết bị
gia công với trình độ kỹ thuật không cao mà
chưa có các giải pháp giảm tiếng ồn hiệu quả.
- Nghiên cứu tập trung vào các nội dung
chính: tiếng ồn công nghiệp và các phương
pháp chống tiếng ồn công nghiệp; khảo sát tình
trạng kỹ thuật máy, phân tích nguyên nhân
phát sinh tiếng ồn; nghiên cứu đề xuất các giải
pháp kỹ thuật giảm tiếng ồn khi gia công gỗ
trên các máy điển hình tại cơ sở sản xuất.
- Thiết bị khảo sát, đánh giá và nghiên cứu
giảm tiếng ồn: các máy cưa đĩa, máy bào thông
dụng điển hình tại cơ sở sản xuất chế biến gỗ
quy mô nhỏ.
- Thông số đo: mức ồn (dB), thang đo tiêu
chuẩn Việt Nam và quốc tế.
- Các giải pháp kỹ thuật: giải pháp bảo
dưỡng kỹ thuật máy và thiết bị; giải pháp sử
dụng các bộ phận, cơ cấu phụ trợ giảm tiếng ồn;
thiết kế chế tạo đệm cách rung, màn chắn âm
cho máy lựa chọn nghiên cứu tại cơ sở sản xuất.
Nhiệm vụ bảo vệ môi trường, tạo lập các
quá trình sản xuất sạch hơn là vấn đề quan
trọng mang tính toàn cầu. Đối với Việt Nam
càng trở nên cấp thiết, đòi hỏi có những nghiên
cứu sâu rộng, thích ứng với từng điều kiện sản
xuất cụ thể. Kết quả nghiên cứu sẽ là tài liệu
cần thiết làm cơ sở để đưa ra các biện pháp làm
giảm thiểu tiếng ồn trong gia công cơ giới gỗ,
góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu
quả sản xuất.
2. 2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Các phương pháp nghiên cứu chung
- Phương pháp kế thừa: tham khảo các công
trình khoa học có liên quan đến nội dung
nghiên cứu; phân tích các kết quả đã được
nghiên cứu trên thế giới, từ đó lựa chọn các
giải pháp, các mô hình cơ cấu phụ trợ giảm
tiếng ồn phù hợp.
1TS. Trường Đại học Lâm nghiệp
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
96
C«ng nghiÖp rõng
- Phương pháp tính toán thiết kế: đệm cách
rung, màn chắn âm được tính toán thiết kế trên
cơ sở tính năng công nghệ, cấu tạo của máy
thực tế; nguyên vật liệu chế tạo thông dụng,
sẵn có; sử dụng lý thuyết tính toán các cơ cấu,
bộ phận cách rung, cách âm.
- Phương pháp thực nghiệm: khảo sát đánh
giá tình trạng kỹ thuật máy, thí nghiệm đo
tiếng ồn công nghiệp được triển khai tại cơ sở
sản xuất.
- Trên khoảng cách 1m từ chu tuyến ngoài
của máy. Phương pháp này là cơ bản khi
nghiên cứu tiếng ồn thực tế của các thiết bị
trong sản xuất. Các điểm đo được bố trí trên bề
mặt đo dọc hai đường (tuyến) đo: trong mặt
phẳng đứng và mặt phẳng ngang, như giới
thiệu trên hình 1. Chúng không cần phải gần
tới 1m từ biên và bề mặt các máy bên cạnh và
gần 2m từ các góc phòng (gian xưởng). Số
lượng điểm tối thiểu cần đo là 5. Các điểm còn
lại được bố trí cách đều nhau với khoảng 1m.
Các điểm đo chính và phụ trong mặt phẳng
ngang được lấy ở nửa chiều cao máy, nghĩa là
h = 0,5H. Nếu mức của các điểm đo khác với
mức trung bình lớn hơn 5dB, thì xác lập các
điểm phụ thêm ở giữa các điểm đã được đo.
2.2.2. Phương pháp xác định và thiết bị đo
tiếng ồn sản xuất
a. Xác định đặc tính tiếng ồn của các máy
Các đặc trưng tiếng ồn của máy bao gồm
mức áp suất âm (trong các dải octa) và mức âm
biến đổi được đo trong các điểm kiểm tra.
Chúng được xác định theo tiêu chuẩn [8] và
bằng các phương pháp sau.
-Trong trường âm thanh tự do. Chúng được
coi là phòng khép kín hay phòng có hấp thụ âm
lớn hoặc không gian mở. Phương pháp này là
cơ bản đối với tất cả các máy và là bắt buộc
đối với các máy có yêu cầu xác định đặc tính
hướng bức xạ ồn. Các thí nghiệm được tiến
hành trong phòng cánh rung chuyên dùng, gần
tương tự như các điều kiện ở môi trường không
gian sóng âm lan truyền.
Hình 1. Bố trí tuyến và các điểm đo:
a- trong mặt phẳng đứng; b- trong mặt phẳng ngang; x-
các điểm đo chính; o- các điểm đo phụ; h- độ cao mặt
phẳng đo so với nền; d = 1m
- Trong môi trường âm phản xạ . Môi
trường có địa điểm hay trong các phòng được
làm kín. Để nghiên cứu theo phương pháp này
cần có phòng riêng chuyên dùng thể tích 100
đến 1000m3, tương quan giữa kích thước nhỏ
nhất và lớn nhất không lớn hơn 4:1 và không
nhỏ hơn 1,5:1. Nó cần được cách âm, cách
rung và cần đảm bảo tạo môi trường phản xạ.
- Trong các phòng thông thường với trợ
giúp của các nguồn âm chuẩn.Theo phương
pháp này cần phải có nguồn ồn mẫu chuẩn, có
các thiết bị cố định và hiệu chuẩn công suất
âm. Trong phòng tiến hành đo mức áp suất âm
và mức âm trong các điểm trên bề mặt đo khi
máy làm việc, sau đó nguồn mẫu được lắp đặt
tại vị trí này tương tự như máy nghiên cứu.
Các điểm đo được bố trí trên bề mặt đo dọc
hai đường (tuyến) đo: trong mặt phẳng đứng và
mặt phẳng ngang, như giới thiệu trên hình 1.
Chúng không cần phải gần tới 1m từ biên và bề
mặt các máy bên cạnh và gần 2m từ các góc
phòng (gian xưởng). Số lượng điểm tối thiểu
cần đo là 5. Các điểm còn lại được bố trí cách
đều nhau với khoảng 1m. Các điểm đo chính
và phụ trong mặt phẳng ngang được lấy ở nửa
chiều cao máy, nghĩa là h = 0,5H. Nếu mức
của các điểm đo khác với mức trung bình lớn
hơn 5dB, thì xác lập các điểm phụ thêm ở giữa
các điểm đã được đo.
Mức trung bình của áp suất âm hay mức âm
trung bình trên bán kính giá được tính theo
công thức:
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
97
C«ng nghiÖp rõng
Kết quả khảo sát thực tế cho thấy những
nguồn ồn cơ bản trong các máy bào ở các hành
trình chạy không và làm việc là tiếng ồn của
khí động học do dòng khí xoáy cuốn trên các
cạnh của dao, các trục dao và cũng do không
khí bị nén đột ngột do các lưỡi dao tác động.
Ngoài tiếng ồn phát sinh khí động học còn có
tiếng ồn cơ học. Nó được tạo ra bởi rung động
từ quá trình làm việc của động cơ, các bộ
truyền bánh răng, đai, xích, rung động của trục
dao do cân bằng không tốt và hao mòn các ổ
đỡ, rung động của bản thân máy, các vỏ máy
hay các bộ phận phụ trợ khác. Về mức độ tiếng
ồn cơ học thấp hơn khí động học.
Bộ phận chính tạo ra tiếng ồn khí động học
là các dao. Trong hành trình làm việc có thêm
tiếng ồn do cắt gỗ. Dao cắt phẳng, song song
với trục khi cắt gỗ sẽ lập tức va đập với gỗ
theo toàn bộ bề rộng phôi. Điều này gây ra dao
động các thớ gỗ và dao động của chính phôi.
Dao động phụ thuộc cả vào các thông số lưỡi
cắt, độ tù mũi cắt. Chúng tăng lên với tăng vận
tốc cắt, chiều sâu cắt và lượng đẩy, tăng lên
với chiều dài tiếp xúc giữa dao và gỗ tăng,
nghĩa là với sự gia tăng tức thời của lượng phôi
cắt. Từ lôgic vật lý thấy rõ sự gia tăng dao
động đưa đến tăng tiếng ồn và biến đổi âm độ.
r
s
Lr Lcp 20lg
, dB
(1)
r
og
ở đây Lcp- mức ôcta trung bình của áp suất
âm hay mức ồn trung bình trên bề mặt đo, dB.
100.1L 10lg n L 10lg n
i
(2)
L 10lg
cp
tg
Trong đó Li (i= 1;2;…n)- mức áp suất âm ở
điểm đo thứ i; n- số lượng điểm đo; rog- bán
kính giá chuẩn,m. Nó được đo từ tâm bề mặt
đo mà tới nó trong trường hợp cần phải tiến
hành đưa ra kết quả đo. Bán kính giá chuẩn cần
phải là một trong các trị số: 1,3 hay 10m; rs-
bán kính của bán cầu tương đương rs được tính
theo biểu thức :
1
2
a b c
r
, m ;
(3)
s
2
Mức công suất ở các dải ôcta được xác định
S
Lp Lcp 10lg
.
(4)
S1
Trong đó S = Π.a.(b+c); S1=1m2.
b. Thiết bị đo tiếng ồn của các máy
Thiết bị đo tiếng ồn công nghiệp có nhiều
loại được các nước trên thế giới sản xuất.
Trong nghiên cứu sử dụng thiết bị đo tiếng ồn
mã hiệu SL 4001, sản xuất tại Cộng hoà liên
bang Đức.Thiết bị SL 4001 chuyên dụng để đo
các thông số đặc trưng cho tiếng ồn, trong đó
có mức ồn (đặc trưng A) và áp suất âm (đặc
tính tuyến tính hay đặc trưng C).
3.1.2. Những giải pháp giảm tiếng ồn ở
nguồn phát sinh
a. Giảm tiếng ồn từ động cơ điện
Thiết bị lựa chọn nghiên cứu là máy bào
thẩm-cuốn mã hiệu CP6-7, đây là loại thiết bị
hiện đang được sử dụng phổ biến tại các cơ sở
chế biến gỗ quy mô vừa và nhỏ. Động cơ điện
của máy có công suất N = 4.5 kW, trọng lượng
P = 48kG, số vòng quay n = 2800 v/ph . Động
cơ được lắp trên giá gắn cứng vào thân máy.
Thực tế khảo sát cho thấy trong quá trình
làm việc động cơ bị rung mạnh, biên độ rung
trung bình đo được là 1,5 cm. Do vậy cần được
khắc phục bằng cách đặt động cơ trên đệm
cách rung. Việc lựa chọn dạng kết cấu cũng
như các kích thước của đệm cách rung không
phải tùy ý mà được tính toán tỷ mỉ.
c.Tiêu chuẩn độ ồn cho phép
Để phục vụ cho nhận xét, đánh giá kết quả
nhận được, trong nghiên cứu đã sử dụng các
tiêu chuẩn của Việt Nam, TCVN 5965 : 1995
(tiêu chuẩn mô tả và đo tiếng ồn của môi
trường - áp dụng các giới hạn tiếng ồn).
III. KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀTHẢOLUẬN
3.1. Các giải pháp giảm tiếng ồn cho máy bào
3.1.1. Nguyên nhân gây ồn ở máy bào
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
98
C«ng nghiÖp rõng
- Vật liệu sử dụng là cao su độ cứng trung
bình có [σn] = 4 kG/cm2, môđun đàn hồi động
lực 100 kG/cm2.
- Kích thước các đệm (dày, rộng, dài) được
xác định trên cơ sở yêu cầu kết cấu kích thước
và áp lực nén của nó. Theo Slavin I.I.[4,8], lấy
tần số dao động riêng của động cơ và đệm nhỏ
hơn 3 lần tần số của lực kích thích, khi đó:
Chiều cao của đệm h = 23 mm; Tổng diện tích
đệm cần thiết S = 12 cm2.
Để nâng cao hiệu quả giảm tiếng ồn từ động
cơ điện ta có thể sử dụng vỏ chụp động cơ. Vỏ
được làm từ ván gỗ dán dày 4mm, phía trong
lót phủ vật liệu cao su mềm.
Kết quả khảo nghiệm thu được: Khi lắp đặt
động cơ trên khung máy mức độ ồn của nó đạt
tới 78,5dB. Đặt động cơ trên tấm đệm cách
rung tiếng ồn giảm đi được 1,5dB. Hiệu quả
hơn cả là kết hợp cùng phương án bao động cơ
bằng vỏ bọc cách âm. Nó giảm được mức ồn
tới 5dB.
d. Giải pháp thay đổi kết cấu dao
Bằng cách thay đổi kết cấu dao cắt có thể
giảm thực tế mức ồn và thay đổi cả phổ tần số
của tiếng ồn trên cả các hành trình không tải và
có tải. Tuy nhiên việc chế tạo dao và trục dao
theo yêu cầu này đòi hỏi kinh phí cao, điều này
cần được nghiên cứu và giải quyết nhiều vấn đề.
3.1.3. Giải pháp giảm tiếng ồn bằng chắn âm
Từ kết cấu máy trong nghiên cứu tiến hành
thiết kế tấm chắn âm với hai mục đích chắn âm
và chắn phoi bào.
- Kiểu dáng tấm được lựa chọn có dạng
vòm lòng thuyền. Các kích thước lựa chọn
theo kích thước trên máy, chiều cao đảm bảo
không che khuất tầm nhìn của hai công nhân
vận hành máy (phía trước và phia sau).
- Khung vòm bằng thép góc 30x30 mm liên
kết hàn.
b. Giảm tiếng ồn bằng điền đầy các rãnh trên
trục dao
- Vỏ tấm vòm phía ngoài bằng tôn hoa dày
0,75mm. Phía trong lót cao su mềm dày 5 mm.
Thông thường để nâng cao hiệu quả chắn âm
vật liệu lớp trong nên sử dụng là các vật liệu có
khả năng hấp thụ âm tốt như phớt, nỉ, bông
khoáng…
Các khe rãnh ở trục dao giữa các thành của
nó và lưỡi dao cũng ảnh hưởng tới mức ồn.
Chúng tạo khả năng tăng mức xoáy các dòng
khí và dẫn tới tăng ồn. Điền đầy các rãnh trục
dao thực hiện không phức tạp, ta có thể sử
dụng porolon dạng nhựa dẻo.
Kết quả sử dụng tấm vòm chắn âm đã cho
phép giảm tiếng ồn ở hành trình chạy không
được 4.5 dB, ở hành trình làm việc – 3.5 dB.
Như vậy so với giải pháp cách rung cho động
cơ giải pháp dùng tấm vòm chắn âm là khả
quan, ngoài ra tấm chắn âm còn có tác dụng
chắn các phoi bào tốt.
Kết quả khảo nghiệm cho thấy giải pháp
điền đầy các rãnh hở trên trục dao là khá hiệu
quả. Mức ồn của máy ở cả hành trình chạy
không và hành trình làm việc giảm đi được tới
gần 10 dB.
Hiệu quả hơn cả là tiến hành chế tạo các
trục dao chuyên dùng với các khe rãnh được
làm kín .
3.1.4. Giảm tiếng ồn bằng hấp thụ âm (tiêu âm)
c. Giảm số vòng quay trục dao
Giải pháp hiệu quả giảm tiếng ồn cho máy
này là sử dụng hộp (vỏ) cách âm, hộp cấu tạo
từ các tấm vật liệu: phía trên, hai mặt cạnh,
phía trước và phía sau. Các tấm được liên kết
với nhau bằng các khóa móc tay gạt. Khoảng
Giải pháp giảm số vòng quay trục dao có
thể giảm tiếng ồn của máy. Tuy nhiên với máy
bào CP6-7 tại cơ sở sản xuất, giải pháp này
gặp nhiều phức tạp về chế tạo và lắp ráp các cơ
cấu biến đổi tốc độ quay trục dao.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
99
C«ng nghiÖp rõng
cách từ thành trong vỏ hộp tới máy từ 80 –
100mm, các tấm được kết cấu từ khung gỗ và
hai thành gỗ dán giữa chúng là phớt nỉ xây
dựng dày 25mm. Thành vỏ hộp phía trong
được tạo các lỗ theo mạng vuông cách đều
7,5mm, đường kính lỗ 4mm. Ở các tấm phía
trước và sau có cửa để đẩy và lấy vật liệu gia
công và các cửa để điều khiển máy. Các cửa
được đóng bằng các tấm ván sợi và phớt nỉ xây
dựng. Kết cấu vỏ hộp cách âm cho máy bào
CP6-7 được đề xuất thiết kế chế tạo.
3.1.5. Phối hợp các giải pháp giảm tiếng ồn
từ nguồn và bằng tấm chắn âm
Tổng hợp chung kết quả của từng giải pháp
và tổ hợp các giải pháp giảm ồn cho máy bào
như trong bảng 1 và biểu đồ minh họa hình 2.
Cũng từ các kết quả nhận được cho thấy các
giải pháp đưa ra là khá hiệu quả. Theo đó mức
ồn ở hành trình máy chạy không giảm được tới
18 dB và trong các hành trình gia công giảm
được 16.5 dB. Tuy nhiên, mức ồn của máy sau
khi áp dụng các giải pháp giảm tiếng ồn ở hành
trình làm việc vẫn còn ở mức cao (84.5 dB),
vượt mức cho phép theo TCVN 5965 : 1995.
Điều này đòi hỏi cần phải có các giải pháp tiếp
theo như sử dụng các vỏ hộp tiêu âm, trang bị
các dụng cụ chống ồn các nhân.
Theo tính toán lý thuyết mức ồn đã giảm từ
95 xuống 84dB, tức là được11dB ở hành trình
chạy không, tương tự ở hành trình làm việc đã
giảm được từ 110 xuống 87dB, (giảm được
22dB).
Bảng 1. Tổng hợp các kết quả giảm tiếng ồn cho máy bào CP6-7
Mức ồn ở hành Mức ồn ở hành
trình chạy không, trình làm việc,
Mức giảm ồn, dB
Htr.chạy Htr.làm
Điều kiện thử nghiệm
dB
dB
không
việc
Máy chưa có giải pháp...
Máy được cách rung động cơ
……………….
Máy được điền đầy các rãnh
hở trên trục dao….
Máy được trang bị tấm chắn
âm……………….
Máy được áp dụng đồng thời
các giải pháp……..
93.5
101
-
-
91.0
83.0
90.0
75.5
99.0
90.5
97.5
84.5
2.5
8.0
2.0
10.5
3.5
3.5
18.0
16.5
Hình 2. Biểu đồ các kết quả nghiên cứu giảm tiếng ồn cho máy bào
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
100
C«ng nghiÖp rõng
Nhận xét:
3.2.2. Những giải pháp giảm tiếng ồn ở
nguồn phát sinh
- Để giảm tiếng ồn cho các máy bào các
động cơ dẫn động chính cần đặt thêm các tấm
đệm cách rung và đặt trong các vỏ hấp thụ âm.
a. Giảm tiếng ồn từ động cơ điện
Thiết bị lựa chọn nghiên cứu là máy cưa đĩa
mã hiệu SA-4K (Đài Loan), đây cũng là loại
thiết bị đang được sử dụng phổ biến tại các cơ
sở chế biến gỗ hiện nay. Động cơ điện của máy
có công suất N = 7 kW, trọng lượng P = 99kG,
số vòng quay n = 1500 v/ph. Thực tế khảo sát
cho thấy trong quá trình làm việc động cơ bị
rung mạnh, biên độ rung trung bình đo được là
1,8 cm. Do vậy cần được khắc phục bằng cách
đặt động cơ trên đệm cách rung.
-
Các khe hở giữa các tấm đệm dẫn
hướng trên bàn máy và dao cắt nên điều chỉnh
tới khoảng cách lớn nhất có thể nhưng không
vượt quá giới hạn an toàn trong gia công.
-
Sử dụng các trục dao trụ tròn đều và
các rãnh lắp lưỡi dao cần điền đầy.
-
-
-
Cân bằng tốt các trục quay và ụ dao.
Lắp đặt máy trên các gối cách rung.
Sử dụng các màn và hộp vỏ hấp thụ
âm, việc sử dụng các màn và vỏ cách âm
không loại trừ những giải pháp nêu trên mà
ngược lại cùng sử dụng đồng thời sẽ cho hiệu
quả giảm tiếng ồn rất cao.
Đệm cách rung được tính toán thiết kế
tương tự như đêm cách rung ở động cơ máy
bào, các thông số cơ bản: Vật liệu đệm là cao
su độ cứng trung bình [σn] = 4 kG/cm2, môđun
đàn hồi động lực 100 kG/cm2; Chiều cao của
đệm h = 80 mm; Tổng diện tích đệm cần thiết
S = 25 cm2.
3.2. Giảm tiếng ồn cho các máy cưa đĩa
3.2.1. Các nguyên nhân gây ồn ở máy cưa đĩa
Những nguồn ồn chính của các máy cưa đĩa
là bộ phận động cơ và đặc biệt là đĩa cưa.
Tiếng ồn tạo ra do các đĩa cưa quay gồm các
thành phần kết cấu và khí động học. Nhiều kết
quả nghiên cứu đã xác định rằng, thành phần
khí động học trong phần lớn các trường hợp
không ảnh hưởng tới mức ồn chung, nguồn ồn
chính của nó – dao động của đĩa cưa theo các
phương và chủ yếu theo phương ngang,
phương vuông góc với bản cưa. Dao động của
đĩa cưa được xét trong hành trình chạy không
và hành trình làm việc và phụ thuộc vào lắp đĩa
cưa, vào độ phẳng, dạng mở cưa, loại gỗ, độ
ẩm gỗ gia công và các thông số chế độ cắt (vận
tốc cắt, đẩy…)
Để nâng cao hiệu quả giảm tiếng ồn từ động
cơ điện ta có thể sử dụng vỏ chụp động cơ. Vỏ
được làm từ ván gỗ dán dày 4mm, phía trong
lót phủ vật liệu cao su mềm.
Kết qủa khảo nghiệm cho thấy khi lắp đặt
động cơ trên khung máy (theo nguyên bản)
mức độ ồn của nó đạt 76dB. Đặt nó trên tấm
đệm cách rung tiếng ồn giảm đi được 1,0dB.
Hiệu quả hơn cả là phương án bao động cơ
bằng vỏ bọc cách âm. Nó giảm được mức ồn
tới 4,5dB. Mức ồn ở hành trình chạy không khi
động cơ được lắp trên đệm cách rung và trong
vỏ giảm xuống tới 2.5dB, trong hành trình gia
công giảm được 2.5dB, như vậy đối với động
cơ tiếng ồn ảnh hưởng là không lớn so với
tiếng ồn phát sinh từ các nguồn khác trong
máy. Tuy nhiên với xu hướng giảm tiếng ồn thì
giải pháp này cũng luôn hiệu quả, nhất là với
các hành trình chạy không.
Cùng với tiếng ồn phát sinh cơ học (từ dao
động của đĩa cưa) còn có tiếng ồn khí động
học. Theo mức ồn thì ồn khí động học thấp
hơn và nó bị che lấp bởi ồn cơ học. Tiếng ồn
phụ thuộc vào độ cứng, độ ẩm, cấu tạo dị
hướng, chiều dày phôi cắt và vận tốc đẩy. Khi
cắt gỗ cứng, khô tạo nên tiếng ồn rít tần số cao
cùng với áp suất âm cao. Mức ồn cũng phụ
thuộc vào hình dạng và số lượng các răng. Số
răng cắt càng nhiều tiếng ồn càng tăng, nhất là
ở tần số cao.
b. Giải pháp giảm tiếng ồn cho đĩa cưa
Tổng hợp các nghiên cứu trên thế giới cho
thấy phần lớn các giải pháp giảm tiếng ồn ở đĩa
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
101
C«ng nghiÖp rõng
cưa là hướng tới giảm dao động của các đĩa
cưa, tức là giảm tiếng ồn kết cấu. Số ít các giải
pháp là hướng tới giảm tiếng ồn bằng cách âm
và hấp thụ âm. Các giải pháp kết cấu để giảm
tiếng ồn đã khá hiệu quả, tuy nhiên cần có
nhiều chi phí cho chế tạo và sử dụng trong quá
trình làm việc.
Kết cấu phục vụ cho mục đích hấp thụ âm,
cách âm từ đĩa cưa được lựa chọn thiết kế là vỏ
dạng hộp. Hộp gồm lớp ngoài là tôn hoa dày
0.6 mm, lớp trong sử dụng lưới thép, kích
thước mắt lưới 10x10 mm. Giữa chúng là lớp
bông thủy tinh dày 50mm được bọc trong hai
lớp vải phin hay vải băng để bông thủy tinh
không bị rơi. Hộp liên kết với thân máy qua
hai khớp bản lề để nâng vỏ khi cần thiết với
góc quay 900.
Trong nghiên cứu đưa ra giải pháp để giảm
dao động cho các đĩa cưa và từ đó giảm tiếng
ồn đó là ép giữ các đĩa cưa bằng đĩa ốp có lớp
giảm rung.
3.2.4. Giảm tiếng ồn cho cưa đĩa bằng tấm chắn
- Đường kính đĩa ốp để kẹp lưỡi cưa trên
Phổ ồn của các máy cưa đĩa thuộc vùng tần
số cao, do vậy sử dụng các màn chắn cho mục
đích này là hiệu quả. Từ quan điểm đơn giản,
dễ chế tạo tấm chắn âm thiết kế cho máy SA-
4K được làm từ tôn lá dày 1.5 mm, phía dưới
bọc cao su mềm dày 5mm.
trục được xác định theo công thức: d 0,5 D
mm . Ở đây d - đường kính đĩa ốp, mm; D -
đường kính đĩa cưa, mm.
- Vòng đệm giảm rung được chọn là cao su
độ cứng trung bình. Tính toán chiều dày vòng
đệm tương tự như đệm cách rung cho động cơ.
Kết quả tính chọn chiều dày vòng đệm là 2,5mm.
Kết quả sử dụng tấm chắn âm đã cho phép
giảm tiếng ồn ở cả các hành trình chạy không
và hành trình làm việc đạt được 5.5 dB.
Kết quà khảo nghiệm cho thấy giải pháp
dùng tấm ốp có lớp đệm giảm rung cho đĩa cưa
là có hiệu quả cao. Mức giảm ồn của máy ở
hành trình chạy không đạt 6.0 dB và hành trình
làm việc giảm đi được tới 4.5dB
3.2.5. Phối hợp các giải pháp giảm tiếng ồn
từ nguồn và bằng tấm chắn âm
Tổng hợp chung các kết quả của từng giải
pháp riêng và tổ hợp các giải pháp giảm tiếng
ồn cho máy cưa đĩa qua khảo nghiệm thu được
như trong bảng 2 và biểu đồ minh họa ở hình 3.
3.2.3. Giảm tiếng ồn cho các máy bằng hộp
cách âm
Bảng 2. Tổng hợp các kết quả giảm tiếng ồn cho máy cưa đĩa SA-4K
Mức ồn ở hành Mức ồn ở hành
trình chạy không, trình làm việc,
Mức giảm ồn, dB
Điều kiện thử nghiệm
Htr.chạy Htr.làm
dB
dB
không
việc
Máy chưa có giải pháp...
Máy được cách rung động cơ
……………….
90.5
98.5
-
-
87.0
81.0
84.0
70.5
96.0
90.5
93.0
77.5
2.5
6.0
2.5
4.5
Đĩa cưa được ốp bằng đêm
giảm rung…..….
Máy được trang bị tấm chắn
âm……………….
5.5
5.5
Máy được áp dụng đồng thời
các giải pháp……..
20.0
21.0
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
102
C«ng nghiÖp rõng
Hình 2. Biểu đồ các kết quả nghiên cứu giảm tiếng ồn cho máy cưa đĩa
Từ các kết quả nhận được cho thấy khi áp
dụng đồng thời các giải pháp đưa ra là rất hiệu
quả. Theo đó mức ồn ở hành trình máy chạy
không giảm được tới 20dB và trong các hành
trình gia công giảm được 21dB. Điều này cho
phép cải thiện tốt điều kiện lao động và tiến tới
đạt mức yêu cầu theo TCVN 5965 : 1995.
cao nhưng hiệu quả là thực tế, rất khả thi với
điều kiện ở các làng nghề Việt Nam.
3. Hiệu quả nhất giảm tiếng ồn cho các máy
bào CP6-7 tại cơ sở sản xuất là áp dụng tổng
hợp các giải pháp cách rung cho động cơ điện,
điền đầy các rãnh hở trên trục dao, trang bị hộp
chắn âm. Theo đó tiếng ồn sẽ giảm đi được 18
dB ở hành trình chạy không và 16,5 dB ở hành
trình làm việc.
IV. KẾT LUẬN
1. Gia công gỗ bằng cơ giới là một trong
những lĩnh vực sản xuất gây tiếng ồn lớn nhất
và cần được quan tâm nghiên cứu để khắc
phục dạng ô nhiễm này. Các máy và thiết bị
gây ồn nhất trong sản xuất là các máy bào và
cưa đĩa.
4. Đối với máy cưa đĩa SA-4K việc áp dụng
đồng thời các giải pháp cách rung cho động cơ
điện, lắp đệm đàn hồi ốp đĩa cưa, trang bị tấm
chắn âm đã cho phép giảm tiếng ồn ở hành
trình chạy không tới 20dB, ở hành trình làm
việc tới 21dB. Những kết quả này góp phần
quan trọng giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn từ cơ
sở sản xuất tới người lao động trực tiếp và môi
trường xung quanh.
2. Các cơ cấu, bộ phận phụ trợ được tính
toán, thiết kế chế tạo để giảm tiếng ồn sản xuất
cho máy bào, máy cưa đĩa, mặc dù với cấu tạo
bằng vật liệu với khả năng hấp thụ âm không
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
103
C«ng nghiÖp rõng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. QCVN 26:2010/BTNMT (2010), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn, Hà Nội.
2. Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Lệ Minh (2005), Làng nghề Việt Nam và môi trường, Nxb. KH & kỹ
thuật, Hà Nội.
3. Hoàng Việt, Hoàng Quốc Tần (2011), Nghiên cứu giảm tiếng ồn trong gia công cơ giới gỗ, Luận văn thạc sỹ ,
Tr.ĐHLN, Hà Nội.
4. Алексеев С.П.(1979), Борба с вибрациями и шумами в промышленности,Изд.Эколомика, Москва.
5. Гриньков В.П.(1987), Причины возникновения шума при работе дисковых пил, Изд. Де.пром.,Москва.
6. Заборов В. И. (1969), Теория звукоизоляции ограждающих контрукции Изд. Строиздат, Москва.
7. Славин И. И.(1965), Производственный шум и борба с ним, Изд Произдат, Москва.
8. Чиэжевский М.П. Черемных Н.Н. (1985), Снижение щума при механической работке древесины, Изд.
“Лесная промышленность”, Москва.
REDUCING PRODUCTION NOISE OF WOOD WORKING MACHINERY
Hoang Viet
SUMMARY
This article presents research results of the solutions to reduce production noise of wood working machinery. The
study selected two typical devices are are planning machine (code CP6-7) and circular saw (code SA-4K) to analyze
the causes of noise and propose possible solutions to reduce noise. The mainly methods which were deploy to
research include: reducing noise in its origin; reducing noise by using noise abatement sytem; reducing noise by
absorbing (extermination noise). The results show that the most effective solution to reduce noise for plannings
machine, circular saws is applied in integrated solutions to against motor vibration, fill the open slot on the knife shaft,
press the elastic pad and circular saw blade together, fitt noise abatement box, noise abatement screen. As it reduced
noise in return movement up to 20dB, in the working moverment up to 21dB. This allow to improve labor conditions
and striving to achieve the required of national industrial noise standards.
Keywords: Circular saw machine SA-4K, Noise abatemen, Planning machine CP6-7, Reduce noise,
Vibroinsulating pad.
Người phản biện: PGS.TS. Phạm Văn Chương
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
104
9 trang
19200
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giảm tiếng ồn sản xuất của các máy gia công gỗ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giam_tieng_on_san_xuat_cua_cac_may_gia_cong_go.pdf
