課程設計說明書
課程設計名稱雜訊汙染控制工程設計
課程設計題目： 南昌航空大學金工實習場地室內降噪設計
學院名稱環境與化學工程學院
專業： 環境工程班級： 100221
學號： 10022118姓名： 薛山
評分教師
2023年11月 28日
南昌航空大學金工實習場地室內降噪設計
一概述3
二設計原理、路線3
三室內聲場環境資料3
四室內降噪設計與分析6
(一)聲源分析與降噪設計6
(二)聲場環境分析與降噪設計8
五金工實習降噪設計與管理建議11
六課程設計總結11
附參考文獻11
一概述中國教學能力的提高與教學環境的變化同步伴隨著當代現代化程序。其中，教學場地的雜訊控制能有效的提高教學效果。本課程設計以南昌航空大學金工實習場地室內降噪設計為教學內容，通過實際場地的設計，能有效的將理論知識與實踐相結合，提高雜訊汙染控制設計能力。
並將基礎設計與工程中專項設計相結合，提出綜合設計中的諸如：管理、執行等延伸性的有益建議。
本課程設計根據任務書要求，在參考南昌航空大學金工實習場所室內平面布置圖及背景資料等資料基礎上，以南昌航空大學金工實習場地的降噪設計作為設計標的物件，根據金工實習情況，選取機器、窗戶特定區域性區域進行雜訊資料定點監測目標，並記錄相關分析指標（時間、室內區域、雜訊源——機械運轉、聲級等指標）。其次，以雜訊控制最大化作為設計要求，進行主動聲源的分析、隔聲設定設計、吸聲材料鋪設設計，從而最大程度的降低金工實習時間段的雜訊聲壓級。最後，給出有益的金工實習管理建議。
任務書給定設計條件要求為：充分考慮通風、採光、通道暢通的條件下，結合給定資料進行設計，給定資料內容有：室內機器原始測量資料：
車床(21台套)執行雜訊聲壓級87~90db，鑽床(2台套)執行雜訊聲壓級78~84db；室內無人、無金工實習時，背景雜訊聲壓級45db，金工實習準備間隙時間的背景雜訊聲壓級54~60db；單台車床地面投影2×0.7m；奈米吸聲塗料a的吸聲係數100~1000hz平均吸聲係數為0.11~0.
23，1000~6000hz，平均吸聲係數不小於0.31。設計中其它引數則系通過資料檢索與現場測量獲取。
本課程設計同時參照「中華人民共和國雜訊汙染防治法」和國家gb3096—93《城市區域環境雜訊標準》適用區劃，課程設計區域屬於以居住、文教機關為主的區域，即1類功能區。按gb/t14623-93《城市區域環境雜訊測量方法》進行現場環境雜訊測量。設計雜訊限值按1類標準控制，即昼間和夜間的等效連續聲級限值分別為55db和45db。
並以《城市區域環境雜訊測量方法》（gb/t14623-93）為依據進行室內雜訊測量，另根據雜訊汙染控制工程要求的聲場雜訊聲壓級的變化量進行室內聲場設計與建議依據。
二設計原理、路線
根據「南昌航空大學金工實習場地室內降噪設計」任務書，在南昌航空大學金工實習場地室內降噪最大化的設計要求下，對南昌航空大學金工實習室內操作聲場環境進行雜訊資料測量。
設計主要路線為：檢索資料、、有益建議與總結。
三室內聲場環境資料
根據任務書的設計要求以及給定資料進行補充測量，測量天氣條件為：室內外溫度20℃，空氣相對濕度72%，微風，多雲，設計要求的資料全部記錄如下：
1. 室內聲場背景環境資料：
說明：背景雜訊指的是機器關閉時的金工實習場地室內雜訊，測點為室內中心；窗台處、門處的聲壓級資料測量嚴格遵守gb3096-2008聲環境質量標準。室內面域28.9×20m。
圖1: 金工實習場地室內平面布置圖
2. 雜訊源執行以及相關雜訊測量資料：
3. 定點測量資料：
測量定點1(兩台車床中線位置，周邊16m2僅有此兩台車床執行，轉速300~1000rpm)
測量定點2(室內空置場地，空置2公尺的半徑圓範圍區域，室內有不少於6臺車床執行)
說明：主要在室內南向空間。
四室內降噪設計與分析
根據任務書與課程設計指導書進行室內降噪設計，主要涵括聲源分析與降噪設計、聲場環境分析與降噪設計，具體如下：
(一) 聲源分析與降噪設計
根據金工實習場地雜訊**，確定工具機開動執行時產生雜訊，是室內雜訊的主要**，其次，人員講解、提問是次要雜訊**。根據任務書資料：車床(21台套)執行雜訊聲壓級87~90db，鑽床(2台套)執行雜訊聲壓級78~84db；以及實地觀測與分析，車床執行臺套數均布執行6台套以上，室內聲場穩定，單台車床常態執行雜訊聲壓級實測值87~90db，穩定值87db，鑽床同時執行時，對室內聲場影響較低，設計中直接採用任務書提供資料資料：
常態執行，單台雜訊聲壓級84db，掩蔽區(鑽床檯面下部)為78db。
降噪設計認為：車床為主要雜訊源，其設計主要位置為：水泥減振基礎臺、擋板、電機機罩。鑽床水泥減振基礎臺可以參見車床的相同設計。
根據圖2所示，具體設計與說明如下：
圖2: 聲源降噪設計——工具機及設計方位示意圖
1 水泥減振基礎臺
車床等工具機底座採用水泥減振基礎臺，有助於承接執行時的振動，把振動能直接消除於
基礎臺，或向地面擴散，避免能量波的反向傳導引發雜訊的聲能疊加，從而達到降噪目標。水泥減振基礎臺採用混泥土分層設計，用料主要是普通水泥以及砂石，普通水泥為p.o 42.
5,砂石細度60目，即可。水泥：砂石=1:
1.5進行減振層設計，其底層採用水泥：砂石=1:
2.3~2.5進行底座層設計，上層採用水泥：
砂石=1:1.2~1.
5進行施工。根據經驗資料以及一般車床的常規設計，三層結構厚度比按照2:1:
3~5設計以便最大程度的降低工具機執行振動的影響，水泥減振基礎台台高採用常規設計10~12cm，經查驗，現場工具機主要為普通車床，故設計中其餘設計引數均採用常規設計即可，為：與地面傾斜角度65~90°，水泥減振基礎臺面積為2×0.7m。
2 擋板
車床等工具機的擋板，主要設計依據為執行工具機主要轉軸的長度與工具機的高度，工具機的轉軸是主要的雜訊傳導與輻射源，車床的主要轉軸連線杆一般長度為30cm~50cm，見圖2所示，擋板正對的主要轉軸連線杆長度為50cm，故擋板長度為50cm以上，考慮到操作過程中的其它因素，擋板長度可以加長為60cm。擋板設定高度則依據操作人員的一般身高175cm進行設定，及擋板設定時，高度為175cm。
根據隔聲構件臨界頻率公式：分析計算，可知隔聲構件密度極限值：
式中，m為構件的面密度,kg/m2；b為構件彎曲勁度，牛頓公尺；e為構件的楊氏模量，採用結構鋼常見引數上限均值1000mpa，即n/m2；d為構件厚度，採用設計擋板常規厚度3mm，即0.003m； fc為臨界頻率，採用金屬材料，以結構鋼材質下限值2400hz為設計值，進行分析計算。
計算結果表明隔聲構件材料密度應該小於1.246kg/m3。
根據設計計算分析，擋板的材質不能採用金屬，以區別與車床加工材質的固有頻率，最大程度的起到隔聲效果，從而降低雜訊從一台工具機到另一台工具機的直達距離，降低不同工具機操作者之間的雜訊影響，達到降噪效果。設計材料採用聚乙烯塑料擋板，根據金屬材質固有頻率的聲波激發輻射特性，擋板作用設計厚度3~5mm.
3 電機機罩
電機機罩是電機雜訊源雜訊向周圍輻射的主要媒介，由於開設有通氣孔，故電機機罩的
降噪設計主要通過採用特殊降噪材料進行設計，設計認為金屬雜訊頻率主要集中在2400hz以上，故相應雜訊阻隔或吸聲降噪涉及頻率集中於2400~20000hz，相應聲輻射阻隔材料可採用金屬/非金屬復合結構材料，且材料表面材料的微顆粒結構具有一定的量子吸、隔聲效果和作用。限於技術水平與科研成果，電機機罩設計僅限於建議參考。
(二) 聲場環境分析與降噪設計
根據聲場環境資料與測量資料，聲場降噪設計主要是吸聲材料的鋪設以及門、窗台等人員流動和通風口等牆壁結構部位設計。
根據測量知道：工具機之間的過道聲壓級達85db，門窗附近為82db左右，降噪設計主要為室內的吸聲降噪、隔聲間降噪、利用消聲器降噪。
1.吸聲降噪設計：
奈米吸聲塗料a的吸聲係數100~1000hz，平均吸聲係數為0.11~0.23，1000~6000hz，平均吸聲係數不小於0.31，室內面域s=28.9×20=578㎡。
其中表示聲波在空氣中每傳播100m衰減的分貝數，
可知在室內中隔聲源所降低的分。而f=2400hz大於 1000hz。
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