動力手工具之振動與噪音之研究

林育泉

指導教授 ： 王志宏

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00608

摘要

手工具的應用相當廣泛，依照動力源可分為人力手工具和動力式手工具。動力式手工具擁有快速、高破壞力、高轉矩等優點，但是卻會帶來嚴重的振動與噪音問題。這些問題不僅會影響操作者工作效率
、降低工作環境品質，長期下來更會對操作者產生傷害，尤其在振動型手工具中，振動與噪音更加嚴重。但以往學者研究較著重在振動型手工具的振動問題，對於噪音問題的文獻卻較為缺乏。因此我們選定碎石機當為研究對象，希望先藉由實驗找出其主要噪音源，而後再建立可以探討其噪音之理論模型。
經由實驗我們可以得知碎石機之主要噪音源為工件與鑿子，並且包含了許多高頻噪音。而碎石機之手把振動主要集中在低頻，且最大峰值與馬達轉速頻率相同。因此得知文獻中之剛體模型可用來分析手部振動，但一定無法分析噪音。在兩個主要噪音源中，工件之噪音變動性太大，因此不加以探討，關於鑿子我們再經由實驗獲得了其振動與噪音之特性，並得知高頻峰值來自於鑿子的第一個軸向自然頻率。
接著我們根據實際碎石機建立了理論模型。此理論模型目的為用探討鑿子之受力、並利用受力探討鑿子振動。之後利用模擬得到鑿子振動與碎石機之噪音特性一致。因此我們可利用此模型探討哪些設計參數會影響碎石機之噪音。最後發現只有兩個因素較重要(1)鑿子之受力(2)鑿子本身之動態行為。而改變鑿子受力可能有不良影響，因此只能探討鑿子本身之動態行為。在嘗試兩種改善方式後，發現目前較可行之改善方式是在鑿子前半部加上減振材料，此方式對於高頻峰值及整體噪音都有改善，雖然效果沒有相當的顯著，但是此方法可以立即使用於工程上。

關鍵字

動力手工具 ； 碎石機 ； 鑿子 ； 振動 ； 噪音

參考文獻

【1】V.I.Babitsky , “Hand-held percussion machine as

percussion machines”Journal of Sound and

a suspended handle to attenuate rock drill hand-arm

parameters of an active vibration isolation system of

and Exposition on Noise Control Engineering. (2004)