Buller från bandsågning av plåtdetaljer

arbetsgruppen mot
Ljudlrycksnivå
BULLER
inom verkstadsindustrin
d6rel.2 10 5 Pa
12 o
~"
,
100
fo-
80
v
- fo-' l>-" "",
~
,
....
MEDDELANDE
,
Nr6
1975
Verkstadsföreningens och Metalls gemensamma organ för bullerbekämpning
60
,
,o
I
31 ,
125
500
250
63
2000
11000
H,
4000
1000
120
./
100
./
k
80
~
1--' f-o. V
Buller från bandsågning
av plåtdetaljer
Erfarenheter av bullerdämpningsåtgärder
~.
60
Ingenjör Peter Bengtson, Roger Ekström och civilingenjör Hans Elvhammar, Ingemanssons Ingenjörsbyrå AB, Göteborg
40
63
Bild 1. Bullerkällor vid bandsågning.
1. Drivanordning, 2. maskinhälje, 3. sågbandet, 4. sågställe, 5. arbetsstycke.
sågar såväl tomgångs- som bearbetningsbuller. De primära bullerkällorna,
bild 1, utgärs av drivanordning, maskinhölje, sågband samt sågställe och
arbetsstycke. Tomgångsbullret härrör
från de tre första källorna, men Ijudutstrålningen från dessa ändras avse.
värt vid belastning.
Drivanordningar
Elmotor, remtransmission, växellåda
samt glapp och obalanser i lagringar
för svänghjulen alstrar luftljudsutstrålning. Obalanserna kan också orsaka
lågfrekventa vibrationer i maskinstativ
och underlag.
Maskinhölje
Vibrationer
från
drivanordningar,
bandstyrningar etc. ger upphov till
ljudutstrålning från maskinytorna. Speciellt gäller detta ostagade plåtytor,
som exempelvis skyddskåpa för övre
och undre svänghjul.
soo
m
31,
250
2000
1000
8000
-4000
H,
Bild 2. Liudnivån på operatörens plats
vid sågning av förstyvningsbalk i 2 mm
stålplåt utan resp. med fixtur.
Enbart balk, 106 dB(A),
- - - - - balk med odämpad fixtur, 101
dB(A), -,- ,-. balk med dämpad fixtur,
96 dB(A).
Sågband
Vid sågbandets rörelse försätts det i
vibrationer och genom resonanser förstärks dessa, varvid stomljud utstrålas.
Detta kan antas öka betydligt under
sågningen.
Genom luftvirvlar (turbulenser) bakom sågtänderna alstras vid hög bandhastighet högfrekvent luftljud, som kan
vara besvärande vid tomgångskörning.
Inbyggnad av bandsågen
är ingen realistisk åtgärd
Sågställe och arbetsstycke
Den dominerande luftljudsutstrålningen sker normalt från sågstället, då tänderna kommer i ingrepp med arbetsstycket.
Arbetsstyckets utformning, tjocklek,
dimensioner och material avgör vilka
resonanse r som uppstår. Särskilt vid
profilerade plåtytor uppstår resona nser, som förstärker vibrationerna och
orsakar kraftig stomljudsutstrålnin g
under sågningen.
Ytterligare stomljud uppkommer genom att arbetsstycket ej är stumt fäs-
Ljudnivån från bandsågen kan givetvis
minskas avsevärt om en hel inbyggnad
kan åstadkommas. För den aktuella
sågen var detta emellertid helt orealistiskt med hänsyn till kravet på betjäning.
Eftersom ljudnivåerna på operatörsplatsen är höga, 100-105 dB(A) är representativa värden, är det särskilt angeläget att minska bullret. För att nå
hörselskaderisk&ränsen 85 dB(A) erfo rdras att utstralningen från sågen reduceras ca 15- 20 dB(A).
Dessa värden är mycket svåra att nå
vid åtgärder i efte rhand på en maskin.
tat mot arbetsbordet. Eftersom man
håller det i händerna, kan det »skramla)) mot bordsytan .
Bandsågning av detaljer i metall orsakar ofta hörselskadligt buller för såväl operatören som annan
personal i sågens närhet.
I artikeln redogörs för hur bullret vid sågning av tunnplåtsdetaljer kunnat minskas ca 10 dB(A)
utan vittgående förändringar av maskin el/er arbetsmetoder. Det bästa resultatet erhålls vid sågning med fixtur.
331.0"3
D Vid bandsågning av metall används
två principer, nämligen konventionell
sågning och friktionssågning. Den vanliga så~ningen äger rum vid jämförelsevis lag bandhastighet; ca 80 m / m in
anges vara lämplig vid sågning av 1,5
-3 mm plåt av kolstål.
Vid friktionssågning används däremot hög hastighet - ca 900 m/min vid
nämnda exempel (va nligen 10-30 ggr
högre hastighet än vid konventionell
sågning). Materialet i snittytan antar då
så hög temperatur att det mjuknar e ller t. o. m . smälter. Sågtänderna transpo rterar materialet från sn ittet, och givetvis stä lls spec iella krav på såg bandet vid denna typ av sågning.
Alternativa arbetsmetoder
svåra att använda
vid kapning av plåtprofiler
Sågning av oregelbundna plåtdetaljer
är en enkel bearbetning jämförd med
de flesta andra metoder, men förutom
buller uppstår ytterligare arbetsmiljöproblem som gör det önskvärt att söka
alternativa arbetsmetoder. Främst är
det riskerna för handskador och skador
från kringflygande metallspånor.
621 .935
628.517.2
699.844
Vid Saab-Scania, Oskarshamn , där
de här redovisade försöken genomförts, har man därför gradvis reducerat
antalet arbetsoperationer i bandsågarna.
Genom att systematiskt undersöka
alternativa bearbetningsrnetoder ha r
antalet sågade artiklar rninskat från 75
till f. n. ca 50 st.
De alternativa metoderna har i första hand varit nibbling, klippning med
rullsax eller modifiering av klippverktyg, så att ett färre antal presskanter
behöver avlägsnas.
Samtliga dessa lösningar medför att
bullera1stringen blir väsentligt lägre,
men det har icke varit möjligt att helt
slopa bandsågningen. Särskilt vid tvärkapning av dubbelbockade profiler är
det vanskligt att finna en annan metod.
på grund av att artiklarna ofta tillverkas
i små serier, har det ibland ej helle r
varit ekonomiskt försvarbart att anskaffa nya verktyg etc.
av äldre typ (fabrikat )onsereds Fabriker AB, typ BS-D) och ursprungligen
konstruerad för träbearbetning. För att
sågen skulle passa för de nuvarande
arbetsuppgifterna - sågning av oregelbundna och komplicerade karosseridetaljer - har den modifierats vid
Saab-Scania .
Av detta skäl har e lmotorns driveffekt ökats till 2,2 kW och vidare har
man monteral en växellåda kopplad till
bandsågens drivande svänghjul. Härigenom uppnås en band hastighet av
2860 m / min, som befunnits vara lämplig.
Den aktuella bearbetningen är närmast att jämföra med friktionssågning.
Det förekommer emellertid ingen
vätskekylning av sågba ndet eftersom
sågningen sker intermitte nt.
Av 50-talet karosseridetaljer sågas ca
40 i fixturer. Härigenom sparas ritsningsarbete och vidare underlättas
styrningen av arbetsstycket.
Mycket stor bandhastighet
i provsågen
Bullret från sågstället
dominerar Ijudalstringen
Den bandsåg, som använts vid bullerdämpningsförsöken vid Saab-Scania, är
Liksom vid de flesta andra bearbetningsmaskiner förekommer vid bandSärtryck ur Verkstäderna nr 61975
Rotogravyr 1975
2
3
Bandvibrationer - schematiskt
Bild 6. Vid s~gning av tunn plåt är endast en sågtand i
ingrepp (bilden t. v.). Vid grövre arbetsstycke är flera tän der i ingrepp samtidigt (bilden t. h.), vilket ger lägre bu ller.
,. S~gblad, 2. tunnpl~t, 3. grovt arbetsstycke.
Obalanser i maskinen åstadkom
kraftiga lågfrekventa vibra tione r i
bjälklag och maskinstativ, vilka ibland
också kund e o rsaka buller. Vibrationerna (men ej bullret) minskade markant sedan svängh julen fö rsetts med
ny gummibeläggning och ombalanserats.
MÖJLIGHETER ATT MINSKA
SÅGNINGSBUllRET
Utstrålningen från sågs täll e och arbetsstycke dominerar som nämnts, och vid
nykonstruktion av maskiner bör man
i första hand söka reducera dessa bullerkä llo r.
Primära åtgärder mot bulleraistringen är då att studera inverkan av sågbandets utformning oc h möjligheterna
att dämpa utbredningen av vib ratione r
från sågstället ut i arbetsstycke t.
Sågbandsutfonnning
Bullret från sågstället uppkommer då
en sågtand med e n plötslig stöt träffar
materialytan. Genom att utforma processen så, alt flera tänder samtidigt är
>li ingrepp)) I bör man få en minskad
kraft pa varje tand. Resultatet blir
minskad Ijudalst ring, bild 6.
Bild 7. Vibrationer i sågbandet påverkas av s~gtändemas
skränkning. s. k. rakerskränkning ger minsta vibrationerna vid sågning i tjockt material.
1. Rak skränkning, 2. v~gformad skränkning, 3. rakerskränkning med var tredje tand oskränkt.
Detta förhå lla nd e kan exempelvis
åstadkommas genom att man minskar
tanddelningen hos sågbandet. I standarden för metallsågblad har man
emellertid beträffande delningen angivit 24 tänder per tum som maximivärde.
Vid sågn ing av tunna plåtar är det
således inte möjligt att erhålla ingrepp
av flera tänder samtidigt.
Är godset däremot tjockare kan man
även vänta sig, att en gynnsam skränkning av sågbandets tänder inverkar på
Ijudalstringen från materialet.
på bild 7 åskådl iggörs hur sågbandet
styrs i snittet - med minskade vib rati oner som fö ljd - vid en skränkningsmetod med var tredje tand oskränkt. Som
jämförelse visas hu r sågbandets awikelse är större vid »vågformad » skränkning.
Av bilden framgår även alt vid sågning längs med plåtytor utnyttjas den
gynnsamma sk ränkmetodens fördelar
oberoende av plåttjockleken.
Sammanfattning
De utförda försöken visar att bulleraistringen vid bandsågning kan minskas med en kla mede l.
Den största bullerkällan vid tunnplåtssågning är arbetsstycket. Genom
a tt dämpa svä ngningarna i detta vid
sågn in gen med speciellt utformade
gummibeklädda fixturer kan ca 10
dB (A) förbättring erhål las.
Ytterligare max. 5 dB(A) reducering
av ljudnivån vid operatörens plats kan
uppnås om sågbordet utförs ljudabsorberande och om »s iktskyddet» utformas med största möjliga yta. Skyddet bör placeras mellan operatör och
arbetsstycke så att avskärmni ng erhålls
i flera arbetsläge n. Dessa åtgärder i
kombination med lämpligt va l av sågband är enkla att utföra i efterhand.
Metoder för att minska ljudutstrålninge n från maskine ns o lika delar ger sa nnolikt liten effekt och u tförs lämpligen
av fab rikant en i samband med maskinens konstruktion.
Även med utförda åtgärder måste en
hög ljudnivå - ca 90 dB(A) - påräknas
vid sågning.
Emellertid sän ks dagsmedelvärdet
(ekvivalentnivån) för operatören p. g. a.
lägre bullera1string vid tomgångskörning.
Mätningar av
ekvivalen tnivån
har
inte utförts vid den akt ue lla bandsågen, eftersom den a llmänna ljudnivån
i lokal en varit alltför hög.
•
Bild 3. Exempe l på utformning av dämpad sågfixtur för
kantsågning av plåtdetaljer. Den undre sektionen visar
sågningsmomentet och fixturens konstruktion.
,. PI~tdetalj, 2. dämpad fixtur, 3. sågband, 4. gummibeläggning av kallvulkaniserande massa, t. ex. Fabrikat Devcon Flexane (uretangummi), 5. »a rm ering » av perforerad
plåt.
RESULTAT FRÅN DEN
PROVADE BANDSÅGEN
Stomljud från arbetsstycket
kan minskas med fixtur
Vid sågning av detaljer i någorlunda
Ljudlrycksnivå
c!8.el.2
genom att utforma fixturen så att den
ligger i tät kontakt med arbetsstyckets
yta. Speciellt god dämpeffekt kan uppnås om fixturen bekläds med ell stomljudsdä mpande material, t. ex. gummi,
på de ytor som ligger an mot arbetsstycket.
på bild 2 visas hur ljudnivån hos
operatören vid provsågen förändras
vid sågning aven mindre karosseride-
KI~
Pa
>20
'00
stora serier kan det vara lönsamt att
använda en fixtur. Den kan konstrue-
ras på ol ika sätt, men huvudsyfte t är
all fixturen skall ge styrning för sågbandet. Man vinner också tid genom
all ritsningsmomentet bortfaller.
Man kan räkna med att minska reso nanssvängningarna i arbetsstycket och därmed stomljudsutstrålningen -
Bild 5. Konstruktionen hos I}udabsorberande sågbord
och transparent splitterskydd.
1. Kassett av tätperforerad (0 3, clc 5 mm) 1 mm stå lplåt med stagjärn, 2. 50 mm mineralull, Gullfiber kvalitet
3024,3. slits för silgband, 4. styrkIackar, 5. justerbart splitterskydd av 5 mm pOlykarbonatplast.
"',-
80
.'
~
..tl
~
~
l.(.:
~,
60
Tomgångsbullret kraftigt men
ej avgörande i utgångs laget
'o
31 ,
soo
125
63
250
2000
1000
8000
'1 000
Frekvens
Bild 4. Inverkan av ljudabsorberande
sågbord på ljudnivån vid operatörsplats .
- -- - sågning av plan plåt rned
standard sågbord, 97 dB(A), - - - - d: o med ljudabsorberande sågbord,
93 dB(A).
talj (förstyvningsbalk i 2 mm stålplåt)
utan resp. med fixtur. Bullerreduktionen är som synes 10 dB(A).
Exem pel på utformning aven fixtur
illustreras i bild 3.
ljud reflexer från sågbordet
påverkar operatören
Efte rsom både luflljudsutstrålningen
från sågstä lle oc h stomljudsutslrå lning-
Av bild 4 kan utläsas att ljudnivåerna
vid höga frekven se r har sänkts på operatörsplatsen.
Sågbordets utformning med ljudabsorberande beklädnad och skyddsyta
av pe rforerad plåt framgår av bild 5.
Yllerligare 2-3 dB (A) sänkn ing av ljudnivån ka n erhållas med ett lämpligt
splillerskydd, va rs konstruktion visas
på bilden.
Då bandsågen kördes i tomgång uppmättes ca 80 dB(A) på operatörens
pla ts.
Subjektivt och med utgångspunkt
från genomförda mätningar kunde
man sluta sig till att stomlj ud sutstrålningen från transmission och maskin-
kåpor har mindre betydelse för bullret hos operatören under sågning.
För att minska bullret vid tom gångskörning är det betydelsefullt a tt dämpa
d essa källor.
Skydds~åporna dämpades med hjälp
av massa-vilken används som lim för
en från arbetss tycket reflekteras mot
sågbordet upp till operatörens öra, utfördes prov med ljudabsorberande beklädnad som eliminerar reflexerna. En
förbällring med 4 dB(A) uppmälles vid
sågnin g av 1 mm karosseri plåt.
b e klädnadsplåtar. Härigenom skapades
en s. k. sandwichkonstruktion. Vidare
försågs kåporna invändigt med Ijudabsorberande beklädnad av minera lull.
Inge n mätbar förbättring vid tom gångskörning eller sågning kunde
dock konstateras.
~