烟机设备噪声防治的初步探析

祁 骞，范长宾

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，山东济南 250104）

0 引言

随着社会发展、法律的健全、人们健康意识的提高，职业卫生防护逐渐引起各方面的关注。工矿企业加强职业病防治是企业加强安全生产、提升职业卫生安全管理水平的重要基础工作，卷烟工业企业为进一步提升人性化管理，以人为本、保障员工身心健康，始终高度重视职业卫生防护。烟草工业企业存在的主要职业危害因素是噪声、粉尘等。在危害人类环境的几种主要环境不利因素中，噪声污染已悄然跃居前列[1]，并很有可能演变为影响人类生活环境的主要污染因素。烟机设备运行区域的噪声经过检测，基本判定为低中频、低频噪声[2]。鉴于生产一线员工长期接触低频噪声，若控制措施不到位，噪声就会成为影响职工身体健康的一个不良因素，对人的听力、心血管系统、孕妇及胎儿、血糖浓度及血脂粘度等均有不同程度的影响[2]。因此加强噪声管理，强化人员防护十分必要。

作为上个世纪末期引进德国设计在中国制造的烟机设备ZJ17，如今仍然是卷烟工业企业使用数量最多的烟机设备之一。限于当时的技术水平和设计理念，以及多年的生产使用，设备出现老化在所难免，因此该烟机设备在噪声控制方面需要重新进行评估和改进。

1 烟机设备噪声分布现状

1.1 烟机设备噪声来源分析

ZJ17 烟机设备由5 个主要部分组成，根据卷烟卷制工艺的流程分别是：供丝机（VE）、卷烟机（SE）、接装机（MAX）、烟支装盘机（HCF）、烟支卸盘机（MAGOMAT）。通过对噪声发生源的分析，卷烟机的噪声源主要发声点有：①大流量负压风机及其所配动力电机；②循环风机及其所配动力电机；③负压集中供给系统；④供丝机平准器机构及烟丝回收振槽机构；⑤双倍烟支切割刀盘；⑥接装机高压涡流风机；⑦烟支滤棒及滤嘴烟支切割系统；⑧烟支滤棒输送系统；⑨烟支传送及调头鼓轮转动噪声[3]。

把ZJ17 烟机设备产生的噪声按照声音产生的原理可以分为以下3 种：①空气动力性噪声即机械旋转噪声，各鼓轮旋转引起的声波振动，运行时叶轮或者传烟鼓轮旋转时，固体部件高速运动打击周围的气体介质，导致周围气体压力变化形成的；②机械噪声，即机械工作面之间材料的机械摩擦、撞击，电机的电刷和滑环或换向器运动时摩擦产生的机械噪声；③电磁噪声，设备构件受到电力作用磁致伸缩和电磁感应引起振动而产生的声音。

1.2 噪声吸收材料和隔声设计

在烟机设备设计制造阶段，设备本身具有部分降噪隔声功能，如刀头箱部位使用了大面积的石棉吸声材料，防护罩加装透明有机玻璃，废烟收集盒采用阻尼材料进行隔声等。但是由于设计年代较早等原因，在人员经常接近使用的盘纸架、水松纸架附近，缺少有效防护。同时由于早期的烟丝分选设计更多是依靠机械输送，因此在烟丝一次、二次分选过程中产生较多的噪声污染；由于使用了较多的机械动力，连接接触面开口较多，在外部防护隔声上密闭性相对较差。通过分贝仪的测定，证实以上部位比其他防护较好的部位隔声效果差。同时，设备的动力部分安装使用的减振部件，由于常年振动磨损，加剧了噪声的产生。部分金属防护结构紧固螺钉及垫片使用不严谨，不能有效减少动力机构引起的连带振动。

2 优化防护

对设备噪声进行治理，最好的方案是从根本上降低噪声源的噪声强度。考虑到ZJ17 烟机设备的设计原理和目前使用情况，对其进行本质性的改造代价太高，同时噪声治理不能以影响设备生产效率、改变企业生产管理流程、增加操作及维修人员的工作量为代价，选用的降噪材料还必须满足烟草工艺要求、食品安全生产要求，杜绝使用有可能影响烟草制品品质及损害员工身体健康的材料。综合考虑，提出以下若干建议。

（1）针对空气动力性噪声的控制措施。①按管道噪声频率分布规律特点，加装特制消声器，进而达到降噪效果；②引用消声技术，如紧固环、消声碗、强抗力等，增加集阻、抗、共振于一体的高效空气管道消声器[4]；③在开放式风道的入口处加装频率分布较宽的带插片式消声器；④在加装通风管道进出口噪声消声设施基础上，增加设备外部罩壳吸、隔声装置，利用声波入、反射角度及衍射特性，降低罩壳吻合频率，减少吻合效应，尽最大可能使噪声在设备内部反复被吸收，大幅减小内部噪声对设备外的能量辐射。

（2）控制机械噪声的措施。根据机械噪声产生部位、产生原因和机理，结合控制思路提出具体建议措施：①根据具体噪声类型和参数，在ZJ17 烟机设备供丝机前面和侧面的部分防护罩内侧加装噪声阻尼片等吸声材料，内部消耗噪声能量，降低内部混响声；②在ZJ17 烟机设备盘纸运行架前面面加装隔音防护，保证隔音防护的密封性；③在接装机部位透明防护罩选用多层惰性气体填充技术及高强度高隔声量有机玻璃夹胶技术的安全门，同时原有安全防护门与固定架之间缝隙太大，加装弧形噪声阻尼结构，隔档设备与外部的直接连通，减少噪声对外辐射；④废烟收集盒改为双层真空结构，收集盒内表面安装大面积多层同吸声特性、针对接装机内部频带能量集中区域的复合吸声材料体；⑤定期维护，及时更换破损的吸声材料，采用新型环保高性能吸声材料替原有的石英棉[5]；⑥在接装机水松纸部位，加装一体化气动开关隔音罩；⑦在ZJ17 烟机设备上有针对性地对动力电机加装减振垫片，在保证传动、配合精度要求的前提下减低谐振，降低声桥特性影响。

3 多措并举

（1）强化制度管理。一方面优化设备管理制度，及时对相关部位进行维护，科学管理设备。另一方面做好职工的工间休息安排，在不影响生产的情况下，尽最大可能降低噪声对职工的健康影响。

（2）进行技术升级。加装全自动上料设备，减少职工接害的强度和时间。

（3）落实个人防护措施。正确佩戴耳塞、耳罩，有效加强个体防护。尽量减少夜间工作的时长。

（4）减少声响反射。考虑设备排放的美观性、整齐性同时，可以适度进行角度调整，减少声响的反射，减弱由于同类设备造成的声响共振。

4 结语

在设备的降噪改进中要注意以下4 点：①吸声处理要考虑到材料的共振频率和吻合频率，使吸声材料起到很好的阻隔作用；②吸声材料要考虑到工作温湿度和粉尘的影响；③设备的密闭隔声处理要考虑到设备元器件的散热性，避免因散热不好造成设备内部过热而损耗电机寿命；④选择适合老旧设备的吸声降噪技术。根据国家职业卫生标准的相关要求，考虑设计方案的经济性和合理性，通过设计与科学论证确定详细治理方案。改造完成后，需要通过有关的声学测试来验证改造效果。

噪声治理可以极大改善工作环境，有利于促进安全生产和保障劳动者的身体健康，提高工作效率[6]。实际生产活动中的噪声治理是一项综合机械设备噪声治理和室内声学处理甚至设备科学放置等一系列复杂性工程，需要从多方面考虑才能达到更好的效果。