在工業生產中,機械沖床作為高頻噪聲源,其產生的噪聲具有頻率寬(200-5000Hz 為主)、聲級高(單機可達 95-110 分貝)、脈沖性強的特點,若治理不當易導致車間噪聲超標(超過 GBZ1-2020《工業企業設計衛生標準》規定的 85 分貝限值),長期暴露將引發職業性聽力損傷。針對沖床噪聲的特性,需從聲源控制、傳播途徑治理、廠區規劃預防三個維度構建系統性解決方案,實現 "事前預防 - 事中控制 - 事后優化" 的全流程降噪。

?一、聲源控制:從設備本體切斷噪聲源頭?
(一)設備運行狀態優化?
- 周期性故障排查建立設備運行監測機制,通過振動傳感器與噪聲頻譜分析儀(如 B&K 2250 型)定期檢測沖床軸承磨損、齒輪嚙合間隙、離合器松動等異常工況,避免因部件松動產生的附加振動噪聲(可降低 10-15 分貝異常噪聲)。?
- 防護罩密封性能提升對現有安全防護罩進行氣密性改造:?
- 采用 3mm 厚度的 Q235B 鋼板作為主體,邊緣加裝 5mm 丁腈橡膠密封條,配合不銹鋼壓條緊固,縫隙處粘貼阻尼密封膠(如 3M? AC55230),使防護罩隔聲量提升至 25 分貝以上?
- 內部襯貼 50mm 厚玻璃棉吸聲層(密度 60kg/m3),表面覆蓋穿孔率≥25% 的鍍鋅穿孔板(孔徑 5mm,孔距 10mm),吸收設備內部反射聲能?
(二)結構阻尼與材料改性?
- 金屬外殼阻尼處理在沖床齒輪箱、電機外殼等薄鋼板部件內側涂刷 3-5mm 厚的高阻尼涂料(如 ST-1 型阻尼漿,損耗因子≥0.3),通過 "約束阻尼層" 結構抑制板材彎曲振動:?
- 中間層:敷設丁基橡膠阻尼層(厚度 3mm,拉伸強度≥8MPa)?
- 外層:覆蓋 0.5mm 鋁箔約束層,形成 "粘彈性阻尼三明治結構"經測試,該處理可使 100-2000Hz 頻段振動幅值降低 40%-60%,輻射噪聲下降 8-12 分貝。?
- 對氣動沖床的進氣閥加裝消聲節流閥(如 SMC AS 系列),將氣流噪聲從 105 分貝降至 85 分貝以下?
- 齒輪傳動系統更換為斜齒輪(重合度≥1.3)并涂抹阻尼潤滑脂(錐入度 310-340),降低嚙合沖擊噪聲 15 分貝?
(三)異常噪聲專項整治?
建立 "紅黃綠" 三色噪聲預警機制:?
- 紅色設備(噪聲≥100 分貝):停機檢修,更換磨損部件并加裝專用隔聲罩(內部貼附聚氨酯泡沫吸聲層)?
- 黃色設備(90-100 分貝):48 小時內完成密封改造與阻尼處理?
- 綠色設備(≤90 分貝):納入常規巡檢,每季度進行噪聲頻譜分析?
二、傳播途徑控制:構建三維降噪屏障?
(一)隔音工程:阻斷噪聲傳播路徑?
- 墻面:采用 "雙層輕鋼龍骨 + 阻尼隔音板 + 吸音棉" 組合結構? 外側:12mm 石膏板 + 5mm 阻尼氈(面密度≥10kg/m2)? 中間:50mm 離心玻璃棉(降噪系數 NRC≥0.85)? 內側:15mm 穿孔硅酸鈣板(穿孔率 20%)綜合隔聲量可達 40 分貝,滿足《工業建筑隔聲設計規范》(GB 50118)中車間外墻隔聲要求?
- 門窗:定制平開式隔聲窗(三層中空玻璃,厚度 5mm+12mm 空氣層 + 5mm+12mm+5mm),配三元乙丙橡膠密封條,隔聲量≥35 分貝;工業隔聲門采用 50mm 厚巖棉夾芯板,門縫加裝自動升降式密封膠條?
- 主體框架:鋁合金型材(6063-T5)+5mm 鋼化玻璃觀察窗?
- 隔聲層:內層 5mm 玻鎂板 + 中間 50mm 巖棉 + 外層 1.5mm 鍍鋅鋼板?
- 通風系統:加裝帶消聲彎頭的軸流風機(風量 2000m3/h,噪聲≤65 分貝)罩體預留設備檢修門(配磁吸式密封膠條),整體降噪量可達 20-25 分貝?
(二)消聲處理:降低空氣動力性噪聲?
- 管道消聲器配置對氣動沖床的壓縮空氣管道(管徑 DN50)安裝阻抗復合式消聲器:?
- 前段:擴張室消聲器(長度 600mm,擴張比 4:1),消除低頻脈動噪聲(50-300Hz)?
- 后段:阻性消聲器(內壁貼附 20mm 厚玻璃纖維吸聲氈,密度 80kg/m3),處理中高頻氣流噪聲(500-5000Hz)消聲器插入損失≥15 分貝(100-5000Hz 頻段)?
- 排風口噪聲控制在沖床散熱風扇排風口安裝消聲百葉(葉片間距 50mm,傾斜角度 45°),內部填充玻璃棉吸聲材料(護面層為鍍鋅穿孔板,穿孔率 30%),可降低排風噪聲 10-15 分貝?
(三)吸聲處理:衰減車間混響聲能?
- 吸聲體構造:框架為鍍鋅鋼網(網格 100×100mm),內填 100mm 厚離心玻璃棉(密度 48kg/m3),外覆玻璃纖維透聲布?
- 布置密度:按每 10m2 吊裝 1 個 3m×2m 吸聲體(總吸聲面積占頂棚面積 30%)?
- 降噪效果:混響時間從 2.5 秒縮短至 1.2 秒(500Hz 頻段),車間噪聲級降低 8-10 分貝?
- 地面吸聲處理對混凝土車間地面鋪設 5mm 厚阻尼隔音墊(面密度 15kg/m2)+6mm 厚穿孔木質吸聲板(穿孔率 25%),配合彈性支撐龍骨,可吸收 200-2000Hz 的反射聲能,尤其對低頻噪聲的駐波現象有顯著改善?
三、新建廠區聲環境規劃:避免噪聲問題前置化?
(一)總平面布局優化?
- 沖床等高噪聲設備集中布置在廠區東側(主導風向下方),與辦公樓、宿舍樓保持 50m 以上距離,并設置 30m 寬的綠化隔離帶(種植雪松、梧桐等高大喬木,寬度≥15m,可衰減噪聲 10-15 分貝)?
- 高噪聲車間與低噪聲區域之間設置 "L" 型隔聲屏障(高度 6m,采用混凝土基礎 + 金屬吸隔聲板,降噪量≥20 分貝)?
- 設備選型噪聲預評估在設備采購階段要求供應商提供噪聲檢測報告(空載 / 負載工況下 1m 處聲壓級),優先選用低噪聲型號(同類設備噪聲差值≥5 分貝時優先采購),從源頭控制聲源強度?
(二)建筑聲學設計前置?
- 沖床基礎采用 "浮筑樓板" 設計:在混凝土基層與設備基礎之間設置 100mm 厚玻璃棉減振層,配合橡膠隔振器(固有頻率≤5Hz),減少振動通過建筑結構傳播?
- 管道穿墻處預留 10mm 減振縫隙,填充彈性密封材料(如聚氨酯發泡劑),避免剛性連接形成聲橋?
- 在廠房設計階段預設隔聲窗安裝預埋件、設備吊裝支架荷載能力(考慮隔聲罩附加重量)?
- 電氣控制室、操作間按靜音室標準建設(本底噪聲≤40 分貝),采用雙層密封門與獨立空調系統?
四、綜合治理方案實施流程?
(一)現狀檢測(1-2 周)?
- 使用多功能噪聲分析儀(如愛華 AWA6290M)進行車間噪聲 Mapping,繪制 1/3 倍頻程頻譜圖與等聲級分布圖?
- 通過振動傳感器(如 PCB 352C03)檢測設備振動加速度級,定位結構噪聲源?
(二)方案設計(2-3 周)?
- 基于檢測數據進行噪聲預測(采用 Cadna/A 聲學模擬軟件),確定各降噪措施的降噪量分配?
- 編制施工圖紙(包括隔聲罩節點圖、阻尼層施工工藝卡、吸聲體布置圖)?
(三)工程實施(4-6 周)?
- 設備本體治理:優先處理紅色預警設備,72 小時內完成故障修復與阻尼處理?
- 車間降噪施工:按 "先圍護結構后空間吸聲" 順序施工,避免交叉污染,重點控制密封節點質量?
(四)效果驗收(1 周)?
- 檢測治理后車間各崗位噪聲值(測點距設備 1m,高度 1.5m),需滿足《工作場所有害因素職業接觸限值》(GBZ2.2)要求?
- 進行長期噪聲監測(安裝在線噪聲傳感器,實時上傳數據至智慧工廠管理系統)?
五、經濟性分析?
通過系統性治理,可使沖床車間噪聲從 105 分貝降至 85 分貝以下,達到職業健康標準,同時提升設備壽命(減少振動損耗)、改善員工工作效率(研究表明噪聲每降低 10 分貝,工作效率提升 5%-8%)。建議在新建項目中同步實施噪聲控制規劃,相比后期改造可降低 40%-60% 的治理成本,實現經濟效益與環境效益的雙贏。