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ANIIl-TI XI\TRSITYOF.SCTENCK& TEClINOkOflV课程结业论文题 目 选煤厂振动噪声来源及防治姓 名 李双双所在学院 材料科学与工程学院 专业班级 矿物加工07-1班学 号 200712584指导教师 张东晨 二0—0年四月二十四日课程论文指导教师评阅意见- 业级 专班课程论文评语日 成 嚎 壮劉年导指选煤厂振动噪声来源及防治矿物加工07-1班 李双双摘 要 ：概述了选煤厂里噪声来源及防治及噪声监测和消噪技术的发展状况，其 中包括新的基于小波变换的振动信号消噪方法和基于数学形态学的旋转机械振 动信号降噪方法两种监测系统关键词：选煤厂、噪声、监测、消噪、机械振动随着现代化工业大生产的不断发展，机械设备的结构变得越来越复杂，并 且经常运行于高速、重载以及恶劣环境等条件下由于各种因素的干扰和影响， 会导致机械设备发生故障，轻则降低生产质量或导致停产，重则会造成严重的 甚至是灾难性的事故为此，为尽最大可能地避免事故断技术近年来得到了极 为广泛的重视，其应用所达到的深入程度十分令人鼓舞目前，机械设备状态 监测与故障诊断已经基本上形成了一门既有理论基础、又有实际应用背景的交 叉性学科。

一、选煤机械噪声来源及防治1.1 跳汰机风阀由于周期性的进排气脉动引起周围介质密度的变化，以及排放气体与风阀 之间的相互作用，从而产生强烈的噪声，属空气动力性噪声，为 “单源辐射”， 噪声值为108 dB解决的办法是采用阻抗复合消声方式，在管路接口变形处安 装有孔板、玻璃纤维等材料的消声器，可降低 20 dB 左右1.2 离心式鼓风机和压风机其噪声来自吸排风口的压力突变，空气扰动，涡流和蜗轮周期性地积压空 气和机壳引起的振动，同时还有电动机产生的声音，属空气动力性噪声和电磁 性噪声的混合，为“双源辐射”，达99 dB方法是在产生噪声的部位采用阻 性消声器，吸声效果较好，处理后噪声值为 80 dB1.3 离心脱水机产生噪声的原因很多，如旋转部件的振动，刮刀、筛篮、轴承及物料相互之间的摩擦和电动机的噪声，属机械噪声和电磁性噪声的混合，噪声值为 94dB解决办法是采用弹性地脚螺栓固定，并对刮刀、筛篮等旋转部位做动平衡，对电动机采用阻抗复合消声装置，噪声可降至 85 dB1.4 水环式真空泵 噪声主要来源于排气口、真空泵和消音罐的连接处，为空气动力性、机械 性和电磁性的混合，声值为90 dB左右。

采用与鼓风机相同的方法，并在消音 罐与真空泵连接的管路及消音罐外加二次消音装置，能降低 10 dB1.5 振动筛激振器、筛体、筛板及物料的振动和相互撞击，同时引起周围空气的振动， 加上电动机的噪声，属混合噪声，达100 dB在激振器与主梁之间架弹性垫板, 采用新型有机材料筛板，同时加大筛板在筛体上的紧固性，改善筛体固有的振 动频率，用橡胶弹簧代替钢弹簧，这些措施可降低噪声 15 dB1.6 溜槽主要是物料撞击、摩擦所产生的噪声，噪声值为100 dB振器、筛体、筛板 及物料的振动和相互撞击，同时引起实际应用中，故在溜槽内衬橡胶，既降低 噪声，又耐磨，并在满足工艺要求的前提下，尽量减少溜槽的倾角和落差，采 用这种方法可降低 22 dB2 小结 此外，还要加强设备日常维护管理，专人负责，定期给轴承补油和换新， 减少轴承噪声，对风管进行固定并对磨漏的管路及时进行补焊，设备地脚螺丝 拧紧，减少振动，这些都能较好的降低噪声二、新的基于小波变换的振动信号消噪方法对信 号 进 行消噪处理是提高数据可靠性和数据分析精度的关键，其核心 是要提高信号的信噪比做到去伪存真，去粗取精这是因为测得的信号中往往 存在各种干扰，如外部环境的干扰及测试仪器本身所受的干扰，这些干扰在信 号中一般体现为各种形式的噪声。

在故障诊断中，消噪效果往往直接影响着后 续的故障分析和诊断噪声是一种不确定的随机过程，根据其功率谱特性可大 致分为白噪声和有色噪声为消除信号中的噪声，已提出了很多种方法，传统 的方法有最优滤波或最优估计方法及自适应滤波方法等，用这些方法时，往往 需要一些先验知识和做一些假设，比如噪声和有用信号的类只需知道信号大致 属于哪种类型就足够了，然后就可套用一些标准的消噪声方法，正如DONOHO［'l 所说:“你可以和那些做出正确假设的人做得一样好，而比那些做出错误假设的 人做得好小波 基 函 数的紧支性是小波变换可用作消噪处理的主要依据， 它可以使信号的能量集中在少数大的小波系数上，而噪声分解后的小波系数一 般都非常小，这使得人们可以按照一定的策略对信号进行滤波正是由于小波 变换这种优点，它一经被提出，就广泛地应用于信号的消噪处理中［2-61在应 用小波变换消噪时，关键是要设置适当的阐值门限硬门限法，Matlab为这两 种小波消噪方法都提供了相应的实现函数但实际应用中，信号中可能会含有 一些小能量的有用分量，它们分解后的小波系数也会较小，当这些小波系数比 门限闽值小时，这些小能量分量就会被当成噪声消除。

这种情况在其他消噪方 法中同样存在根据 旋 转 设备振动信号的循环平稳性，提出了一种新的基于 小波变换的信号消噪方法，并分别用它和Ma tlab提供的小波消噪方法，对数字 试验数据和试验数据进行了消噪处理，结果表明新方法有良好的消噪性能三、基于数学形态学的旋转机械振动信号降噪方法振动 信 号 分析是旋转机械状态监测与诊断中应用最广泛的方法随着振 动测试精度的不断提高，对现场数据采集的要求也相应提高但由于现场的复 杂性，实际应用中，现场采集的数据往往被各种噪声污染，在某些情况下噪声 干扰甚至大于实际的真实信号，信号降噪成为动态信号测试和设备故障诊断研 究的重要内容数字滤波器是振动信号预处理的常用手段，大多数场合已代替 了传统的模拟滤波器常用的数字滤波器有时域平均法、基于傅立叶变换的滤 波器及小波滤波器等时域平均方法在具体实施过程中需要对大量的数据进行 处理，且要求有时标信息的支持;小波降噪技术的降噪效果则在很大程度上取决 于滤波器性能的优劣，即选择不同的滤波器所得的降噪效果也有所区别另外， 常用数字滤波器由于基于时域、频域或时频域(如小波)构建，存在着诸如时滞、 相移等缺点;对于信号频率和噪声干扰的频率重叠在一起的情况，基于频域构建 的所有数字滤波器，包括小波滤波器都无法将两者区分开来。

数学 形 态 学［‘ (mathematicalm orphology)是基于积分几何和随机集论建立起来的有别于基于 时域、频域的数学方法‘这友法进丘值且处理旦丑取决于待处理信号的局部形 振动 信 号 分析是旋转机械状态监测与诊断中应用最广泛的方法随着振动测 试精度的不断提高，对现场数据采集的要求也相应提高但由于现场的复杂性， 实际应用中，现场采集的数据往往被各种噪声污染，在某些情况下噪声干扰甚 至大于实际的真实信号，信号降噪成为动态信号测试和设备故障诊断研究的重 要内容数字滤波器是振动信号预处理的常用手段，大多数场合已代替了传统 的模拟滤波器常用的数字滤波器有时域平均法、基于傅立叶变换的滤波器小 波滤波器等时域平均方法在具体实施过程中需要对大量的数据进行处理，且 要求有时标信息的支持;小波降噪技术的降噪效果则在很大程度上取决于滤波 器性能的优劣，即选择不同的滤波器所得的降噪效果也有所区别另外，常用 数字滤波器由于基于时域、频域或时频域(如小波)构建，存在着诸如时滞、相 移等缺点;对于信号频率和噪声干扰的频率重叠在一起的情况，基于频域构建的 所有数字滤波器，包括小波滤波器都无法将两者区分开来。

数学形态学［‘〕(mathematicalm orphology)是基于积分几何和随机集 论建立起来的有别于基于时域、频域的数学方法‘这友法进丘值且处理旦丑取 决于待处理信号的局部形状特征，通过数学形态变换将一个复杂的信号分解为 具有物理意义的各个部分，将其与背景剥离，同时保持信号主要的形状特征， 要比传统的线性滤波更为有效数学形态滤波器［(Z)在图像处理、形状分析、 模式识别、计算机视觉等方面己得到广泛应用，应用于电力系统的信号分析［'〕 也有一定的研究本文根据旋转机械振动信号的特点，采用数学形态滤波器处理含噪声的振 动信号，以期在有效消除信号噪声的同时保留原信号的全局和局部特征通过 仿真计算研究了数学形态滤波器对含有不同类型、不同强度噪声信号的降噪能 力，实践表明该方法能取得较好的效果参考文献［1］ 矿物加工机械振动学［2］ 马大猷.噪声与振动控制工程手册［M］.北京:机械工业出版社,2002.［3］ 方同，薛攻•振动理论及应用［M］.西安:西北工业大学出版社，2000:175-181.［4］ 张发启.现代测试技术及应用［M］.西安:西安电子科技大学出版社,2005.［5］ 刘习军，贾启芬，张文德.工程振动与测试技术［M］.天津:天津大学出版社，1999.。