淺論機(jī)械消音降噪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

楊陽

【摘 要】從噪聲的定義來看，噪聲主要是指對人們學(xué)習(xí)、生活、工作等活動嚴(yán)生干擾的聲音。噪聲在生活中是隨處可見的，尤其是工程機(jī)械噪聲。過大的機(jī)械噪聲不僅會干擾人們的日?；顒樱€可能會對人們的身體健康嚴(yán)生威脅，因此要采取相應(yīng)有效的措施對噪聲進(jìn)行控制。本文在詳細(xì)分析了工程機(jī)械噪聲的種類以及嚴(yán)生原因之后，提出了一些相關(guān)的噪聲控制對策，以期降低機(jī)械噪聲，減少工程機(jī)械噪聲污染。

【關(guān)鍵詞】工程機(jī)械；降噪措施；噪聲

0 前言

工程機(jī)械運(yùn)作時(shí)，由于機(jī)械零件之間會發(fā)生大量的摩擦，所以機(jī)械會在零件摩擦的作用下產(chǎn)生噪音。如果噪音的分貝較小，那么基本上不會對人們生活產(chǎn)生影響，但如果摩擦過大，機(jī)械噪音分貝過高，就會影響人們的生活，干擾機(jī)械操作人員的工作。 所以機(jī)械運(yùn)作時(shí)，一定要嚴(yán)格控制好機(jī)械噪音，盡量將噪音減小到可接受范圍內(nèi)。

1 噪聲的種類

工業(yè)革命以來我國工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展速度極快，尤其是在進(jìn)入21世紀(jì)之后伴隨著人們對可持續(xù)性發(fā)展觀念的重視，在工程機(jī)械行業(yè)開保新技術(shù)和信息新技術(shù)的引入使得人們對工程機(jī)械性能的要求越來越高其舒適性以及運(yùn)行時(shí)的噪聲控制的要求也越來越嚴(yán)格。機(jī)械噪聲的種類，也就是噪聲聲源的種類，包括噪聲產(chǎn)生的原因。 一般來講，工程機(jī)械在運(yùn)作時(shí)最易產(chǎn)生噪音的部位便是發(fā)動機(jī)，原因動力發(fā)電運(yùn)作，發(fā)電機(jī)做功會產(chǎn)生機(jī)械噪音?；驹硎且蚴艿娇諝鈩恿?、 機(jī)械傳動以及液壓等三種因素的同時(shí)影響。從這一現(xiàn)象來看，在處理工程機(jī)械機(jī)外噪聲聲源時(shí)，應(yīng)當(dāng)將發(fā)動機(jī)作為噪聲控制的主要對象，對發(fā)動機(jī)噪聲的種類和降噪措施作詳細(xì)分析。

1.1 結(jié)構(gòu)振動引起的噪聲

在工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)運(yùn)行中，會因?yàn)閮?nèi)部燃燒過程中的各種動力對其內(nèi)部構(gòu)件產(chǎn)生沖擊力而發(fā)出一定的噪聲。這種噪聲是一種混合噪聲，由燃燒噪聲和機(jī)械噪聲共同組成。前者燃燒噪聲是指因?yàn)榘l(fā)動機(jī)內(nèi)部油液燃燒引起的噪聲，而后者的機(jī)械噪聲主要指發(fā)動機(jī)運(yùn)行中因運(yùn)行速度過快，導(dǎo)致各構(gòu)件所承受的壓力也相應(yīng)加大，進(jìn)而在撞擊"摩擦過程中發(fā)出的噪音。最強(qiáng)烈的機(jī)械噪音屬活塞的撞擊聲。

1.2 動力噪聲

所謂空氣動力噪聲主要是由空氣引起的，空氣動力噪聲就是指在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行中需要進(jìn)入一定的空氣并排出一定的廢氣在此過程中所發(fā)出的噪聲。究其原因，發(fā)現(xiàn)這類噪聲產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)榭諝獾目焖倭鲃?，它在進(jìn)入發(fā)動機(jī)之后因快速流動而與發(fā)動機(jī)內(nèi)部零件發(fā)生了摩擦，從而產(chǎn)生噪聲。在發(fā)動機(jī)啟動和停止兩個(gè)瞬間所產(chǎn)生的進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲中，排氣噪聲相對要強(qiáng)烈，原因是發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的廢氣一般由廢氣管排出，而廢氣進(jìn)入廢氣管的速度極快，這就很容易導(dǎo)致廢氣在廢氣管內(nèi)形成強(qiáng)大的動量，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音。

1.3 液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲

工程機(jī)械運(yùn)行時(shí)，液壓系統(tǒng)會因?yàn)橥瑫r(shí)運(yùn)行而產(chǎn)生噪聲。一般在工程機(jī)械中，液壓傳動所產(chǎn)生的噪聲大都是因?yàn)轳R達(dá)、液壓泵或者其他元配件在使用中因?yàn)楦鞣N壓力的作用而形成的。在今天，很多廠家在生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)為了提高機(jī)械的性能，大多會選擇采用功率比較的高的機(jī)械液壓系統(tǒng)或設(shè)備，這便使得液壓系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)受到的壓力作用變得更大，隨之而產(chǎn)生的噪音也更大。

2 工程機(jī)械機(jī)外噪聲的處理方法

工程機(jī)械噪聲是機(jī)械運(yùn)行所產(chǎn)生的，難以徹底消除的一種環(huán)境噪音，如果得不到合理有效的控制，它對機(jī)械的工作環(huán)境以及工廠附近居民的生活、工作都會造成影響，輕微者干擾人們的正常生活，嚴(yán)重者則有可能形成噪音污染。所以，在工程機(jī)械運(yùn)行時(shí)，一定要嚴(yán)格控制好機(jī)械噪聲，采取有效的降噪處理措施，盡可能地減小噪音，將機(jī)械噪聲控制在正常的、不影響人們工作和生活的范圍內(nèi)。

下面介紹幾種較為有效的機(jī)械噪聲控制方法。

2.1 結(jié)構(gòu)振動噪聲的處理

由于結(jié)構(gòu)振動噪聲分為兩種，即燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。對于燃燒噪聲的控制主要是通過降低燃燒壓力的增長來完成的，可以通過選用改善油的品質(zhì)、采用增壓技術(shù)、提高廢氣的再循環(huán)和改進(jìn)燃燒室的結(jié)構(gòu)等改進(jìn)方法進(jìn)行控制。燃燒與混合氣的構(gòu)成、燃燒室的結(jié)構(gòu)都有密切的關(guān)系，通過影響壓力的升高率和發(fā)火的延遲期，進(jìn)而影響燃燒噪聲的大小。而控制機(jī)械噪聲的有效辦法主要是提高零件的加工精度。因此，在不影響工程機(jī)械設(shè)備使用和裝配要求的條件下，應(yīng)當(dāng)盡量減小氣缸與活塞之間的縫隙，只有這樣，才能減小活塞在運(yùn)行過程中對氣缸壁的沖擊力，從而有效的達(dá)到降噪的目的。另外，還可以通過將活塞制造成上面小下面大的錐形或者在合金活塞上鑲嵌鋼片等方法措施來減小活塞與氣缸之間的間隙，從而取得一定的降噪效果。

2.2 空氣動力噪聲處理

空氣動力噪聲控制主要包括進(jìn)排氣噪聲控制以及風(fēng)扇噪聲控制。其中，對于進(jìn)排氣噪聲的控制，可以設(shè)計(jì)合理的空濾器，加大空濾器的斷面面積或者長度以增大其容積；另外，還可使用排氣消聲器和進(jìn)氣消聲器等。對于風(fēng)扇噪聲的控制，由于風(fēng)扇的葉片形狀直接影響其周圍的渦流強(qiáng)度，因此，將葉片形狀改成有適合彎度和較好流線型的，可有效降低其周邊的渦流強(qiáng)度，進(jìn)而達(dá)到降低噪聲的目的。另外，采用高強(qiáng)度尼龍、玻璃鋼等有機(jī)合成材料也可降低噪聲。

2.3 液壓系統(tǒng)及駕駛室噪聲處理

工程機(jī)械設(shè)備的駕駛室是操作者工作的地方，若駕駛室噪聲過高，則會一定程度上影響到操作者的身心健康以及工作效率，嚴(yán)重的甚至?xí)斐刹僮魅藛T的過度疲勞，從而引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，工程機(jī)械設(shè)備如果配有駕駛室，則還應(yīng)對駕駛室進(jìn)行噪聲控制。由于工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)動機(jī)安裝在駕駛室的后下方，所以應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、吸音隔音以及對駕駛室地板進(jìn)行密封等有效措施來實(shí)施對駕駛室的噪聲控制。在駕駛室內(nèi)的噪聲一般都是由外界的噪聲經(jīng)由很小的孔洞或縫隙衍射進(jìn)來，從而造成駕駛室內(nèi)的板件振動與外界發(fā)動機(jī)的噪聲疊加而產(chǎn)生的。因此，可以在駕駛室的縫隙處嵌入泡沫塑料或橡膠一類的隔音材料來進(jìn)行密封隔音；也可以在靠近發(fā)動機(jī)的地板處黏貼吸聲材料，從而對噪聲進(jìn)行控制；另外，還可以在門板四周嵌加富有彈性的材料，從而可以將玻璃牢牢的嵌在彈性材料之中來防止噪聲。此外，在對機(jī)械設(shè)備的駕駛室進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)時(shí)還應(yīng)對材料的尺寸"質(zhì)量以及剛度等進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，同時(shí)安裝過程中加強(qiáng)板件疊加處的剛度，以此來減少由于振動而造成板件重疊處的二次輻射噪聲。最后，由于駕駛室安裝在車架上，因此還應(yīng)在駕駛室與車架之間合理的配置減振器。

3 結(jié)語

綜上所述，引發(fā)機(jī)械產(chǎn)生噪聲的因素很多，工程機(jī)械噪聲的種類也比較多，諸如系統(tǒng)噪聲、振動噪聲以及空氣動力噪聲等等。鑒于工程機(jī)械噪聲所具有的環(huán)境危害性所以需要采取行之有效的措施對其進(jìn)行控制，文中針對工程機(jī)械噪聲聲源不同，而提出的幾種相應(yīng)的降噪處理方法其在降低工程機(jī)械噪聲，提高機(jī)械工作效率，減少噪聲污染等多方面都有著重要的作用。對于企業(yè)來說，降低工程機(jī)械噪聲，不僅可減少噪聲對環(huán)境的污染和危害，還能擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)品的市場號召力為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]