電機噪聲降低的工藝措施分析

＊賈紀然 楊浩偉

（中建七局第二建筑有限公司 江蘇 215300）

引言

二十一世紀的第三次工業(yè)革命，是科技革命的時代。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及在人類社會中的不斷應(yīng)用，人們對于生活質(zhì)量以及環(huán)境舒適度的要求越來越高，因此污染性的噪聲問題相較于過去受到了越來越多人的重視。因此如何改善電機的振動以及噪聲是電機企業(yè)存在的一個普遍問題。聲音主要是由振動產(chǎn)生的，噪聲主要是由電機的振動產(chǎn)生的，因此要想減少電機的噪聲，就一定要相應(yīng)的減少電機的振動。電機的振動主要分為電磁振動以及機械振動兩類。除去電機的設(shè)計質(zhì)量以及安裝水平之外，在制造零部件時工藝水平的高低對電機振動以及噪音的減弱也產(chǎn)生相應(yīng)的影響。下面將會圍繞以上具有影響作用的三個方面做出探究。

1.電機噪聲的分類

保護環(huán)境不應(yīng)該只是停留在有形物體的方面，抽象無形的物體也不應(yīng)該放過。對于噪聲的管控也是保護環(huán)境的一個重要組成部分，并且電機噪聲的大小也是衡量一個電機成品質(zhì)量高低的主要因素。所以對電機噪音的管控已經(jīng)作為國內(nèi)以及國外電機制造企業(yè)主要問題存在。其中電機的噪音主要分為以下五種類型，在介紹電機噪音分類的同時也會辯證的提出有針對性的解決方法。

第一種類型就是電磁噪聲，電磁噪聲主要是由于時間節(jié)點以及空間位置上的改變造成的。通過學(xué)術(shù)性的語言來介紹的話就是，電機內(nèi)部空間中存在一個氣息流動的縫隙，氣息在這其中流動的時候會形成一個轉(zhuǎn)動的氣場，這個氣場會帶動周圍的定子以及轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動以及周期性的振動，這就是出現(xiàn)噪聲的根源[1]。除此之外，有些制造時的故障或者設(shè)計時的不精確也是造成電機噪音的原因。因此針對第一種類型的解決方法就是：在最初設(shè)計時就應(yīng)該保證數(shù)據(jù)的準確性以及精確性，千里之堤毀于蟻穴，就連一個小數(shù)點都不應(yīng)該懈怠，只有這樣才可以減少在制造時出現(xiàn)的錯誤。在制造的時候應(yīng)該嚴格按照設(shè)計圖上的要求來做，制造出可以精準安裝的電機設(shè)備，這樣就會減少后期噪音問題的出現(xiàn)。除了以上兩種解決方法之外，也可以適當?shù)脑龃髿饬骺p隙的大小、相應(yīng)的就會減少氣流縫隙的流過的密度；或者在設(shè)計時就采用交流電動機的磁性槽楔，這兩種辦法也是解決噪聲問題的有效措施。增加電機底座的強度與穩(wěn)定性可明顯緩解上文提出的由于定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生不必要的轉(zhuǎn)動而造成的噪音[2]。以上方法對電磁噪聲來說都是有針對性的解決辦法。

第二種就是空氣動力噪聲，例如汽車鳴笛、輪船鳴笛，但是汽車鳴笛與輪船鳴笛以及火車鳴笛相比起來，真是小巫見大巫，因此港口一般都不是人們聚集生活的地方。這些都是較大、較明顯的噪音，雖然電機的噪音不太明顯，但是放任不管對于使用者也會是一種折磨，企業(yè)的經(jīng)濟效益就會明顯的降低。因此不能因為這些是小問題就不去解決它，電機中的空氣動力噪聲主要分為兩種，第一種是渦流噪聲第二種是鳴笛噪聲。通過研究可以得知：形成渦流噪聲的根源主要是轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇在形成的冷氣流中交替出現(xiàn)引起的渦流；而鳴笛噪聲的根源就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的速度過快，對空氣進行壓縮加大空氣的密度，這就使得空氣在障礙物上摩擦?xí)r發(fā)出噪音[3]。對于電機內(nèi)部的鳴笛噪音又會是不一樣的解釋，與上面提到的氣流縫隙大概是一個意思的徑向風(fēng)溝，縫隙過小，氣流的流速過快，自然就形成了噪音。對于第二種類型的解決方法主要是在制造時在電機內(nèi)部增加隔音罩，將鳴笛噪音密封在電機內(nèi)部；并且增大通風(fēng)溝的寬度，降低定子和轉(zhuǎn)子的周期轉(zhuǎn)速也是明顯緩解鳴笛噪音以及空氣動力噪音的方法。

第三種就是換向噪聲，換向噪聲的日常叫法也可以稱為電刷噪聲。這種噪聲不同于其他噪聲的是，有滑環(huán)和換向器的電機噪聲是不可避免的，這就意味著想要在設(shè)計以及制造的源頭上來控制噪聲的產(chǎn)生已經(jīng)是不可能的了。因此只能在了解的基礎(chǔ)上尋找解決辦法，換向噪聲主要是由摩擦噪聲以及撞擊噪聲引起的。摩擦噪聲就比較好理解，滑環(huán)和換向器在連接處轉(zhuǎn)動的時候必定會產(chǎn)生摩擦的聲音。因摩擦而造成的噪聲大小和空氣濕度、滑環(huán)與換向器表面光滑度、壓力系數(shù)有關(guān)。因此及時的清理滑環(huán)與換向器，并且降低它們表面的摩擦系數(shù)是減少噪聲的有效辦法。撞擊噪聲的形成是由于兩個換向器之間有一個云母溝，在制造時或者長久使用的磨損都會導(dǎo)致?lián)Q向器的變形，在換向器轉(zhuǎn)動時就會互相撞擊發(fā)出噪音。因此在制造時保證精準切割，在使用時定期維修可以有效減少這種情況的發(fā)生。

第四種就是機械噪聲，旋轉(zhuǎn)電機這一種類型主要是電機發(fā)出的噪音屬于機械噪音，占地面積較大并且需要高速運轉(zhuǎn)的電機容易發(fā)出這種噪聲。在制造時數(shù)據(jù)不精確，導(dǎo)致安裝時不能無縫銜接，使得定子和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率不能按照固有頻率進行，也可能造成機械噪聲?；蛘唠妱訖C的噪聲也可能是外界原因造成的，使用電機的人可能會因為擔(dān)心雜物進入電機內(nèi)部會對電機造成損害，因此會在電機外部加一層防塵罩之類的東西。而這種防塵罩缺點就是，電機在工作時的振動可能會被防塵罩轉(zhuǎn)化為機械噪聲。解決以上問題分為兩種方法：一種是加大罩子的穩(wěn)定性，例如：增大罩子的強度；另一種就是在電機內(nèi)部安裝可以吸收振動的材料。這兩種方法從內(nèi)部和外部共同解決機械振動的問題有效減少了機械噪聲的出現(xiàn)。

第五種就是負載噪聲,這種噪聲的形成原因主要是在制作、搬運、安裝、使用等一系列步驟中，對電機的重視程度不夠或者管理不到位導(dǎo)致對電機造成磨損或者損壞。在電機內(nèi)部連接處或者縫隙有損壞導(dǎo)致零件表面的摩擦系數(shù)增大時，就會在電機工作時出現(xiàn)噪聲，或者磨損導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子的運動由周期性運動轉(zhuǎn)變成不規(guī)則運動，這也是噪聲出現(xiàn)的原因之一[4]。對于這種噪聲控制的方法有以下幾種：第一種就是在制作的時候就要避免噪聲的形成，主要體現(xiàn)在對電機加工的時候，要對電機內(nèi)部滑輪等經(jīng)常轉(zhuǎn)動和摩擦的部位做好光滑度以及粗糙度的檢測，軸承內(nèi)壁的油孔是否光滑，所使用的材料是否符合要求?？傊?，要相對電機的噪聲有效的控制除去要在制作和生產(chǎn)時把好每一關(guān)之外，還要了解怎樣對電機進行保養(yǎng)，以及監(jiān)察和診斷電機哪里出現(xiàn)問題的技術(shù)，進而可以為降低噪聲制定有針對性的方案。

2.改善辦法

要降低電機的噪音主要重點還是放在從電機內(nèi)部找原因，因為電機外部的原因過于明顯，改善的方法不需要過多的思考。要想有效改善電機噪聲問題，還是要從電機內(nèi)部找原因，這樣才可以從根本上解決重難點問題。因此要想降低電機的噪音，就一定要提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平衡精度，因為噪聲都是由不正常的振動引起的[5]。首先通過研究可以知道轉(zhuǎn)子各部位的不平衡量的分布在電機內(nèi)部是不均勻的，因為減少轉(zhuǎn)子的不正常振動的前提是及時控制轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動時，離心力產(chǎn)生的慣性，所以在對轉(zhuǎn)子進行矯正的時候必須雙管齊下同時進行才可以使轉(zhuǎn)子的支撐點盡量靠近軸承檔。其次就是因為電機中作為散熱存在的風(fēng)扇可能因為使用時間過長或者年久失修導(dǎo)致風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生不平衡的風(fēng)向，因此在設(shè)計以及制造的時候一定要使用先進的工藝保證兩者的數(shù)據(jù)沒有偏差，這樣才能保證兩者的平衡性記憶對稱性，減少噪音的產(chǎn)生。最后就是轉(zhuǎn)子的使用材料問題，在電機的制造時，材料的選擇可是十分重要[6]。因為電機的價格較高所以一部電機的使用年限就會很長，電機在轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的熱量以及磨損的程度對于電機內(nèi)部零部件的磨損可是非常的嚴重。如果選擇較差的材料話，那使用這種材料所制造出來的零部件的壽命相較于使用高級材料的零部件肯定會偏低。這樣造成的后果不僅是電機的噪聲問題，制造電機的企業(yè)對電機的維修和管理也將會是一筆很大的費用。所以，在制造轉(zhuǎn)子時要使用硅鋼片，并且在進行質(zhì)量是否合格的鑒定時至少進行兩次以上的實驗。在制造時選擇光滑、厚薄均勻、毛刺較少的材料減少后期電機噪聲發(fā)生的可能性。最后需要注意的一點是，使用加重法對轉(zhuǎn)子的平衡進行矯正時，更好的辦法是使用焊接而不是鉚接。

3.結(jié)束語

降低電機噪音這件事情并不是一勞永逸一蹴而就的，在解決這個問題時要有信心、有激情、有恒心。電機噪聲降低工程是一個綜合性的工程，雖然現(xiàn)在新的科學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并且使用一定的科學(xué)技術(shù)手段借助聲波的頻率以及圖像就可以檢測出噪聲產(chǎn)生的位置或者原因。但是并不能說所有的電機噪聲都可以借助機器來檢測，也有很多機器找不出的原因，或者是機器給出的解決辦法并符合實際情況。這時就需要電機專業(yè)的工作者們齊心協(xié)力，在收集數(shù)據(jù)后，科學(xué)合理的設(shè)計出有效的解決方法。