GBT 17421.5-2015 机床检验通则 第5部分：噪声发射的确定

机床检验通则第5部分：噪声发射的确定前言 I 12规范性引用文件 3术语和定义 24测试系统 65被测机床的安装和运行 6测量方法 77测量的不确定度 88记录内容 89检验报告内容 10噪声发射值的声明和验证 911工作位置和其他规定位置噪声发射声压级的测试方法 12机床噪声声功率级的测定方法 附录A(规范性附录)传声器在测量表面上的分布 附录B(规范性附录)当量吸声量A的测定 21附录C(资料性附录)脉冲噪声测定指南 附录D(资料性附录)记录内容示例 24附录E(资料性附录)机床和设备噪声发射声明示例 26参考文献 I 本部分为GB/T17421的第5部分。本部分使用翻译法等同采用ISO230-5: 声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法噪声源声功率级测定标准声源的性能要求和校准(ISO6926: GB/T17248.1—2000声学机器和设备发射的噪声 ——增加了第6章条编号(即6.1～6.4);—增加了第7章条编号(即7.1～7.2);测定工作位置和其他指定位置发射工作位置和其他指定位置发射声压1机床检验通则第5部分：噪声发射的确定GB/T17421的本部分规定了工作场所固定在地基上机床及其相关辅助装置的噪声测试方法。测本部分第11章中规定了测量机床附近的工作位置和其他指定位置的躁声本部分第12章规定了在一假想包络机床测量表面上测出声压级，并经过本部分的测试环境一般为：有一个或多个反射平面的室内，并满足本部分中11.4按照本部分规定方法测试某一指定位置的噪声声压级和某一机床的声功率级值很可能与真实值不按本部分规定的方法测试噪声声压级和噪声声功率级，其结果应满足2级精度(工程法)和3级精度(简易法)。因为2级精度更高，所以应尽量达到2级。第7章给出了测量不确定度的专门信息尽管2级精度(工程法)更高，但3级精度(简易法)可满足噪声声明和其他目的的要求。本部分仅完整叙述了3级精度的测定。对于2级精度的测定，还可使用ISO3744和ISO11204规定的方法。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引2ISO3744:1994声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场中的工程法(Acoustics—Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpressure—EngineeringISO3746:1995声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法(Acoustics—DeterminationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpremethodusinganenvelopingmeasurementsurfaceoverareflectingISO4871:1996声学机器和设备噪声辐射值的确定和检测(Acoustics—Declarationandverifi-cationofnoise-emissionvaluesofmachineryandequipment)ISO6926:2000声学测定声功率级用的基准声源的性能和校准要求(Acoustics—Requirementsfortheperformanceandcalibrationodeterminationofsoundpowerlevels)ISO7960:1995机床噪声木工机床的工作条件(Airbornenoiseemittedbymachinetools—Op-eratingconditionsforwoodworkingmachISO8500机床噪声机械压力至2500kN的工作条件(Airbornenoiseemittedbymachinetools—Operatingconditionsformechanicalpressesupto2500kN)ISO8525机床噪声金属切削机床的工作条件(Airbornenoiseofmachinetools—OperatingconditionsformetalcuttingmachinetISO11200:1995声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级测量基本标准的使用导则(Acoustics—Noiseemittedbymachineryandequipment—Guidelinesfortheuseofbasicstandardsforthedeterminationofem(Acoustics—NoiseemittedbymachineryandequipmentlevelsataworkstationandatotISO11204:1995声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射量环境修正法(Acoustics—Noiseemittedbymachineryandequipmentlevelsataworkstationandatotherspecifiedpositions—IEC60651:1979声级计(Soundlevelmeters,andIEC60804:1985积分平均声级计(Integrating-averagingsoundlevelmeters,andAmendmentIEC60942:1997电声学音响校准器(Electroacoustics—Sound3发射声压emissionsoundpressurep指在反射面上按规定工况运行和安装条件的声源附近，某指定位置的声压。它不包括背景噪声及测试目标允许的一个或多个反射面之外的反射声影响。发射声压级emissionsoundpressurelevelL。发射声压有效值的平方p²(t)与基准声压的平方p}之比的以10为底的对数乘以10,采用IEC60651规定的时间计权和频率计权进行测量。发射声压级可由式(1)计算：时间平均发射声压级在某测量时间间隔T内，一个随时间变化僳声信号的均方声压级与同一时间内连续稳态发射声压C计权峰值发射声压级C-weightedpeakemissionsoundpressurelevel在一个运行周期内所测到C计权的瞬间最高发射声级。单一事件发射声压级single-eventemissionsoundpressurelevel对一个单一声学事件，在规定的持续时间T(或规定的测量时间)内的时间积分发射声压级，通常4L'。操作者的位置operator'sposition指定位置specifiedposition操作周期或操作循环的一部分或几倍。在这段时间内，测定发射声压级或得到最大发射噪声声5背景噪声修正值backgroundnoisecorrection该修正值用以表示背景噪声对被测机床指定位置发射声压级的影响，当被测机床操作位置的发射声压级LA与指定位置的背景噪声L”A二者之差△LA低于规定值(见11.4.2.1、11.4.2.2、12.3.2.1和K₂该修正值用以表示反射或吸收声对表面声压级的影响。局部环境修正值localenvironmentalcorrectionE₃该修正值用以表示反射声对被测机床指定位置(如：工作位置)发射声压级的影响。沿声源发射表面，恰好包络声源且终止于反射面上的最小假想矩形体。测量表面measurementsar包络声源，面积为S,测点位于其上的一个假想几何表面。 Lpf测量表面上的所有传声器位置上时间平均声压级的能量平均。加上背景噪声修正K:和环境修正K₂,单位为分贝(dB)。W噪声源在单位时间内发射的声能量。被测噪声源发射的声功率与基准声功率之比以10为底的对数乘以10。测试的频率范围frequencyrangeofinterest一般而言，测试的频率范围包括中心频率为125Hz～8000Hz的倍频程带。6d包括传声器和电缆在内的仪器系统，应优先满足IEC60651:1979中1型测试仪器的规定每次测量前后，传声器应使用准确度为±0.3dB的声音校准器(IEC60942:1997中规定的第1校准器应按IEC60942的要求每年检定一次。测试系统应按IEC60651的规定(如果使用积分平均声级计时，则应按IEC60804的规定)至少每两年在实验室检定一次，使其校准至符合相应的测量引起的噪声发射变化条件。如果有所属类型被测机床应尽可能按正常使用状况安装在反射面位置上。在制造厂的装配如果机床在测试环境中的位置能够加以选择，应按12.2.1的要求，7在大多数情况下，被测机床的噪声发射与机床的安装和支撑条件有关。当机如果不存在典型安装条件或该条件不能用于测试时，应注意避免因对于特殊目的的测试，应适当规定一个或多个工作条件。它可使同类型机床6.1按本部分中11.2和12.2.2规定的每个传声器位置处，测取A计权声压级和C计权声压级峰值的a)被测机床工作期间的A计权声压级L;b)背景噪声产生的A计权声压级L”;c)11.2中规定位置的C计权峰值声压级Lpc.(仅适用于本部分的第11章)。87.1测量的不确定度(K)取决于再现性标准偏差(见ISO4871:1996的附录A)。当按ISO3744和程法(2级)和简易法(3级)的再现性标准偏差的最大值(不包括工作条件改变引起的变化)。而再现性7.2第11章和第12章所述的方法可得到2级(工程法)和3级(简易法)精度，其精度取决于环境条9a)所有被测声压级数据；c)规定位置的A计权发射声压级，如果需要，还可包括其他频率计权和/或其他频带的发射声d)规定位置的C计权发射声压级的峰值，如果需要，还可包括工作位置的噪声发射的其他时间f)每个规定位置的A计权局部环境修正值K₃a。k)测量表面的线性尺寸和面食S;c)测距d和传声器位置的定位情况；d)环境修正值K应按12.3.3规定的一种方法测定；e)每个测点i的A计权声压级L,和L”;f)表面A计权声压级工，。9.1检验报告上只记录与测试有关的数据(见第8章)。如果被测机床或设备的具体噪声检验标准中9.4规定位置的发射声压级应修约至最接近的整数分贝(对于2级精度修约至最接近的0.5dB)。9.5被测机床的A计权声功率级应修约至最接近的整数分贝(对于2级精度修约至最接近的0.5dB)。9.6本部分包括两个精度等级。检验结果应标明测试时所采用的精度等级(即工程法2级或简易法3的不确定度K的信息(见ISO4871:1996中的第5章)。(3级)。本部分给出了获得2级精度(工程法)或3级精度(简易法)结果的测试环境和局部环境修正工作位置是指操作者使用的一个规定位置。它可位于声源所在房间的除非在具体类型机床的相关噪声检验标准中另有要求，否则传声器的位置应按11.2.2至11.2.5的11.2.2操作者坐在座位上操作时的传声器位置当座位与被测机床连接在一起，并且操作者不在测试现场时，传声器应置于座位的座面中央上方0.80m±0.05m处，除非具体的噪声检验标准中另有规定。当座位没有与被测机床连接在一起，并且操作者不在测试现场时，传声器的位置应在各类型被检机床或设备的具体噪声检验标准中描述。如果没有检验标准，则应在检验报告中描述传声器的位置。如果操作者在测试现场，应调整座位使操作者便于操纵。座位的座面至操作者头顶的距离为11.2.3操作者在固定位置站立时的传声器位置对于操作者在测试现场应按11.2.1的规定。对于测试时操作者或旁观者不在测试现场，或者在具体的噪声检验标准中没有对站立的操作者规定其位置时，用相对操作者正常站立的地面上的一个基准点规定传声器的位置。该基准点是操作者头部中央正下方地面上的一点。传声器应置于基准点正上方，高度范围在1.55m±0.075m内。通常在相关的噪声检验标准(如果有)中会给出这个高度。11.2.4操作者沿规定路线移动时的传声器位置当操作者沿规定路线在被检机床附近移动时，应有足够数量的传声器位置或一个可移动的传声器，以测试规定路线的声压级。并通过沿路线长度连续积分，或者通过在间断分布的位置上和规定时间间隔内进行足够次数的测量，用式(4)计算声压级，单位为分贝(dB): (4)T;——分次测试时间间隔；N--分次测试时间间隔的总数；LpA,T分次测试时间间隔T;期间内的A计权发射声压级。基准线应规定为操作者头部中央正下方地面上的一条线，其线作为典型的规定路线。当具体噪声检验标准没有为移动的操作者规定其他高度，则传声器的位置应在基准线正上方，高度范围在1.55m±0.075m内。在固定的操作者位置处确定传声器的位置时，规定的路线应为各类型被检机床或设备的具体噪声检验标准给出的路线。当没有规定位置时，应至少在规定路线上确定4个传声器位置，并充分抽查噪声场。11.2.5旁观者和自动化机床的传声器位置如果不能辨别操作者位置，则应在具体的噪声检验标准中规定和标明“约定的”工作位置(如用于维护、维修或修理)或者一个及多个旁观位置。另外，如果没有具体的噪声检验标准，应在距离基准体(3.17定义的)每边1m,距离地面上1.55m±0.075m高度处确定4个或更多的传声器位置进行测试。记录发射声压级的最高值作为被检机床的发射声压级，并记录该值的测试位置。11.3测量参数被测机床在每个规定位置按规定操作周期或操作循环所测的基本参数为：6.1中的a)、b)和c)中的GB/T17421.5—2015/ISO11.4测定参数为了测量规定位置的发射声压级，除声压级的峰值L,c,m不允许修正外，测得的声压级都应进行背景噪声修正K₁和局部环境修正K₃。11.4.2发射声压级的差△LA大于10dB(2级精度为15dB),则规定位置的发射声压级为式(5)所示，单位为分贝(dB)。式(6),单位为dB。L₂A=10×lg[10°4A-10°/4^]-K₃₄…………(6)对△LA在3dB～10dB(2级精度为15dB)之间的每个规定位置都应进行背景噪声修正。如果△LA大于6dB,则检验结果满足2级精度的要求，否则满足3级精度的要求。11.4.2.3如果△LA小于3dB,测试无效。为了评估被反射的声音对规定位置发射声压级的影响，局部环境修正值K₃a的测定按以下规定 测定的前提条件是环境修正值K₂A(见12.3.3)不大于7dB: 如果采用工程法(2级),应按ISO11204的要求测定KzA,以下给出了导出3级精度(简易法)的一种方法，这种方法一般低估K₃a的值。测试数据所采用的局部环境修正值K₃₄应不大于2.5dB。 如果KaA的计算值大于2.5dB,则局部环境修正的估算值仍采用2.5dB, 用这种方法得到的发射声压级通常比用工程法(2级)测得的发射声压级要大， 按照这种方法，规定位置的局部环境修正值K₃A按式(7)计算，单位为分贝(dB):K₃a=10×lg[1+4(2πa²/A)] (7)式中：a为被测机床最近的主要声源与规定位置的距离，单位为米(m);A为1kHz时的当量吸声量，单位为平方米(m²)。当主要声源不能确定时，a应为被测机床最近的部件与规定位置的距离。当操作者沿一路线移动当量吸声量A的值，按附录B给出的方法选择。12机床噪声声功率级的测定方法12.1概述本章规定了在包络机床和相关装置的测量表面上测出声压级，并且经过计算得出噪声声功率级的率级，最后可得出2级精度(工程法)或3级精度(简易法)的测试结果。d的推荐值为1m,特殊情况下可缩减为0.5m。本部分不使用其他数值的d测距。精度等级还取决于传声器位置的数量(2级见ISO3744,如果基准体的水平尺寸大于10m,则不能测定声功率级。在这种情况下，应测定规定位置的发射对于某些在顶部发射大量噪声的高型(l₃大于3.5m)机床(如某些大功率压力机),可在另一高度h₂=3/4(l₃+d) (8)对于具体类型机床经调研表明传声器位置数减少后测得的表面声压级与用全表面声压级的偏差不大于1dB时，则传声器位置可以减少(如当发射模式对计算法适用于6.1中a)和b)的声压级计算。为分贝(dB): (9)如果△LA大于6dB(A),则测试结果满足2级精度的要求，否则满足3级精度的要求。如果KzA小于或等于2dB,则达到2级精度，如果KzA小于或等于7dB,则达到3级精度。通过计算标准声源(见ISO6926)的声功率级测定修正值K₂A。标准声源应在一个相似反射平面 (11)正值K₂A主要取决于测试房间的当量吸声量A与测量表面的面积S的比值。声源在测试房间的位置K₂A=10×lg[1+4(S/A)]Lw=Lga+10×lg(S/S₀) (13)(规范性附录)传声器在测量表面上的分布A.1传声器规定位置的定位方法(见图A.1)图A.1传声器规定位置的定位方法A.2小型机床的测量表面和传声器位置的示例(见图A.2)图A.2小型机床的测量表面和传声器位置的示例(l₁≤1m,l₂≤1m,l₃≤3.5m)A.3小基座高型机床的测量表面和传声器位置的示例(见图A.3)图A.3小基座高型机床的测量表面和传声器位置的示例(l₁≤1m,l₂≤1m,l₃>3.5m)说明：1——基准体；2——反射平面。单位为米1——基准体；2——反射平面。(规范性附录)当量吸声量A的测定B.1概述本附录提供了两种可供选择的方法，用于测定在局部环境修正值K₃A[11.4.3中式(7)]和环境修正值Kzx[12.3.2.2中式(12)]中使用的当量吸声量A。B.1.1近似法应用表B.1估算测试室的表面平均吸声系数α。由式(B.1)计算出A值，单位为平方米(m²)。A=α·Sv……………(式中：α——表B.1给出的A计权值平均吸声系数；Sv——测试室的总表面面积(墙壁、天花板和地面),单位为平方米(m²)。表B.1平均吸声系数α的近似值平均吸声系数α房间几乎全空，墙壁光滑坚硬，材料为混凝土、带家具的房间；矩形的机房：矩形的工业厂房带家具的不规则形状房间，不规则形状机房或工业厂房带软体家具的房间；天花板或墙面装有少量吸声材料的机房或工花板)B.1.2混响法如有要求，提供测量房间的混响时间来测定吸声量A的值，测量混响时间用宽带噪声或脉冲声激发，用A计权接收系统(见ISO354)。由式(B.2)计算出A值，单位为平方米(m²):A=0.16(V/T)………式中：V——测试房间体积，单位为立方米(m³);B.2测试室的限制条件为了使测试室内的测量表面满足本部分规定的测量要求，吸声量A与测量表面的面积S之比应大于或等于1[见式(B.3)],即：A/S值越大越好。如果不能满足上述要求，应选择新的测量表面。新测量表面的总面积要小，但仍然需要位于声源近场之外。另一种加大A/S值的方法是将附加的吸声材料装入测试室内，然后在新的条件下重新测定如果位于被测声源近场之外的任意测量表面都不能满足本节的要求，本部分不适用这种特殊环境测试。对于室外的测试场所，环境修正值KzA的值通常很小。(资料性附录)脉冲噪声测定指南在大多数情况下，相同操作循环下对使用时间特性I测定的平均A声计权压级L,和相应的LpA值进行比较，可有助于判断噪声中是否包含显著的脉冲声。这种比较一般在一个或多个传声器位置进行，并且在每个位置处至少操作循环测试10次。(LɔAg—LpAg)的差值为脉冲-噪声指数(