淺析減振降噪在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

胡林兵 鄒春根 劉俊紅 王陽

摘 要：機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)振動與噪聲的原因有許多，要得到降振降噪的效果，必須綜合思考各種原因，以取得較好的效果。文章針對機(jī)械設(shè)計過程降振降噪的使用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；降振降噪；運用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.054

在機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)做好降振降噪處理，能夠有效控制噪聲源，并結(jié)合機(jī)械設(shè)施的運轉(zhuǎn)情況，編制出科學(xué)的降振降噪計劃，唯有如此，方可做好噪聲擴(kuò)散的控制工作，降低噪聲污染，消滅噪聲源，為人類創(chuàng)造一個健康、適宜的生活環(huán)境，維護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1 噪聲源控制途徑

1.1 選用科學(xué)的機(jī)械設(shè)施

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時，需要合理利用金屬材料，這樣可以降低機(jī)械設(shè)備內(nèi)的內(nèi)阻尼性能。在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程，嚴(yán)格控制機(jī)械設(shè)施的振動，能夠有效減少能源的耗損。隨著機(jī)械設(shè)施激振力的出現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備內(nèi)的結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)改變，其中所涉及的噪聲將通過表面形式得到傳播。若機(jī)械設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程，材料內(nèi)的內(nèi)阻尼性能偏高，則整個設(shè)備降振效果就會不斷提高[1]。針對部分高分子材料而言，內(nèi)阻尼性能能夠有效提高機(jī)械設(shè)施激振承受能力，還將減小機(jī)械設(shè)施的能量消耗，進(jìn)而降低機(jī)械設(shè)施在運行過程所造成的振動效果。

1.2 完善機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)

機(jī)械裝置在運轉(zhuǎn)時不可避免的會有結(jié)構(gòu)噪音的存在，這種輻射源并不會直接表現(xiàn)空氣里。噪音擴(kuò)散的途徑源于機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，該種噪音在機(jī)械設(shè)備工作環(huán)節(jié)就有。當(dāng)機(jī)械設(shè)施轉(zhuǎn)動時，主要包含齒輪箱與振動篩等，盡管齒輪箱是封閉式的機(jī)械設(shè)施，而振動篩在運行過程必定會出現(xiàn)振動效應(yīng)，并且結(jié)構(gòu)振動所出現(xiàn)的輻射幾率很高，在總聲能中占據(jù)的比重已超過93%，如此就要求在機(jī)械設(shè)計階段，完善引起結(jié)構(gòu)噪音的機(jī)械裝置，便于完全規(guī)避噪音。

（1）齒輪箱工作時噪音的產(chǎn)生。機(jī)械裝置中齒輪在工作時噪音的產(chǎn)生，主要是因為齒輪間相互撞擊以及齒輪間出現(xiàn)摩擦而造成齒輪體有所振動引起的齒輪噪音。

對于齒輪噪音，能夠采取以下措施進(jìn)行控制：①以斜齒輪和人字齒輪取代原來的直齒輪，來保證齒輪工作時所產(chǎn)生的噪音實現(xiàn)均勻傳播。因為此時所出現(xiàn)的沖擊載荷很小，且其還能夠保證齒輪穩(wěn)定運行狀態(tài)下，以此不斷減少噪聲。②兼顧到負(fù)載問題，縮小齒輪的壓力角，最好的角度為20°，能夠有效減小噪音。③針對齒側(cè)間隙應(yīng)科學(xué)設(shè)置，能在很大程度上減少噪音的分貝，若齒側(cè)間隙很大，就會造成撞擊噪音的產(chǎn)生。

（2）振動篩在運行時所出現(xiàn)的噪音。機(jī)械設(shè)施運行環(huán)節(jié)，為防止處在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動篩出現(xiàn)結(jié)構(gòu)噪音，能夠適當(dāng)調(diào)節(jié)軸承滾動體的構(gòu)造，也能夠通過安設(shè)減震器的途徑降低結(jié)構(gòu)噪音。圖1是空心滾動體軸承。

若對軸間所出現(xiàn)的相對運行較低，就能夠在軸承和振動篩間或是激振器和振動篩間安設(shè)減震器。針對減震器的選取，需要減震器的參數(shù)能夠讓機(jī)械設(shè)施在運轉(zhuǎn)時維持振幅良好，且振動器能夠處在穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，伴隨振動器的高頻響應(yīng)不斷下降，降噪的效果便會更加明顯[2]。一般小型振動篩減小噪音量都能夠達(dá)到6分貝，但大型或是中型振動篩減小噪音量會大很多。

2 機(jī)械設(shè)計過程噪聲控制辦法

2.1 利用吸聲技術(shù)與隔音技術(shù)

吸聲技術(shù)關(guān)鍵是利用吸聲材料吸收機(jī)械設(shè)施齒輪內(nèi)材料間隙，唯有如此方可確保機(jī)械設(shè)施在運轉(zhuǎn)過程降低材料摩擦，減少能耗，防止噪聲在空氣中傳遞。而隔音技術(shù)主要采用一個隔音材料來處理，這樣方可將機(jī)械設(shè)施在運轉(zhuǎn)時所出現(xiàn)的響聲擋回去。針對機(jī)械設(shè)備內(nèi)的噪聲而言，要求在房內(nèi)和房屋樓頂安裝吸聲材料，減少房內(nèi)的噪聲，降低噪聲的傳遞。針對隔音屏幕設(shè)計而言，能夠通過固定模式展開設(shè)計，如此方可起到較好的隔聲、阻隔效果。

2.2 采用消聲裝置管控機(jī)械噪音

除吸聲、隔音技術(shù)之外，在機(jī)械設(shè)計過程，科學(xué)使用消聲裝置也可以有效消除一些噪音，被動消聲手段被廣泛使用在機(jī)械設(shè)計過程。消聲器是當(dāng)前采用最普遍的一種設(shè)備，該種裝置的科技含量較高，加工材料所耗費的成本也很多，科技含量和加工成本與消聲效果呈正比關(guān)系[3]。

2.3 采用隔振技術(shù)消除噪音

在機(jī)械設(shè)施運轉(zhuǎn)中，因為振動而出現(xiàn)的噪音是無法規(guī)避的。利用隔振技術(shù)能夠有效減小噪音，即在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時，針對振動源能夠采取抗振動措施，就是將需要避免振動的阻尼件和彈性部件相連接，采取一定的防御措施能夠減少振動幅度，避免噪聲出現(xiàn)。對振動實現(xiàn)隔離的方式有許多，主要涉及被動隔振法與主動隔振法。被動隔振需要將極易產(chǎn)生振動的物體和振動源相隔離。主動隔振是指有效隔離支撐振動源的基本功能。從原理方面來說，隔振系統(tǒng)主要由彈簧、阻尼器所構(gòu)成。當(dāng)振動擴(kuò)散到隔振系統(tǒng)內(nèi)后，彈簧振子及阻尼器會發(fā)揮出隔離作用，令振動效應(yīng)逐漸衰減以降低振動率，最后增加隔振效果。

3 結(jié)束語

簡而言之，在機(jī)械裝置運轉(zhuǎn)階段，其內(nèi)部的振動噪聲是無法規(guī)避的。若要從本質(zhì)上處理這個問題，就必須嚴(yán)格管控振動源，并有效連接機(jī)械設(shè)施和阻尼件，唯有如此方可采取科學(xué)的方法控制噪聲。針對機(jī)械設(shè)施振動噪聲而言，要隔離好振動源，并優(yōu)化隔振系統(tǒng)，這樣可以減少機(jī)械設(shè)施的振動頻率，提升隔振效果，確保機(jī)械設(shè)施能夠持續(xù)運行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳思源.減振降噪在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，

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