白云磊

摘要：機械設(shè)備是我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，隨著國家對生產(chǎn)環(huán)境的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，對機械設(shè)備在使用過程中產(chǎn)生的噪聲有了更高的要求。振動和噪聲不僅會影響到操作人員的身體健康，同時也不利于機械設(shè)備的維護保養(yǎng)。長期處于振動狀態(tài)下，會降低機械設(shè)備的使用壽命，提高維護費用，降低生產(chǎn)效率。所以在機械設(shè)計過程中，應(yīng)該充分考慮減震降噪，降低機械設(shè)備使用過程中的振動和噪聲，為生產(chǎn)提供一個良好的環(huán)境，同時提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；振動；噪聲；控制

機械設(shè)備在使用的過程中，由于使用材料或者結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的原因，會因為振動而產(chǎn)生一定的噪聲，對生產(chǎn)環(huán)境及周邊地區(qū)造成了嚴(yán)重的影響，同時還對機械設(shè)備自身產(chǎn)生一定的損耗。噪聲作為三大污染之一，應(yīng)該在機械設(shè)備設(shè)計階段進行優(yōu)化，減少機械設(shè)備在使用過程中的振動，降低噪聲的產(chǎn)生。為了提高機械設(shè)備設(shè)計水平，首先應(yīng)該對機械使用過程中產(chǎn)生噪音的原因進行分析，進而提出有效的改進措施?，F(xiàn)階段，根據(jù)機械設(shè)備產(chǎn)生噪聲的因素，在機械設(shè)計階段所能夠采取的減震降噪措施主要有改善機械設(shè)備使用的材料，優(yōu)化機械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用吸聲、隔聲、消聲等措施降低噪音的分貝。在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)該根據(jù)機械設(shè)備的性能和應(yīng)用環(huán)境等條件采取相應(yīng)的減振降噪措施，最大限度的降低機械設(shè)備的噪音。

1、噪音來源分析

機械設(shè)備在使用過程中，會產(chǎn)生不同程度的噪音，根據(jù)機械產(chǎn)生噪音的原理，可以將噪音源分為空氣動力性噪音和機械性噪音?？諝鈩恿π栽胍糁饕菣C械設(shè)備在運行過程中，由于高速噴射或者旋轉(zhuǎn)等原因與不穩(wěn)定氣流或者高速氣流相互作用而產(chǎn)生的噪音。另一種機械性噪音主要是因為機械設(shè)備在運行過程中，內(nèi)部組件之間產(chǎn)生的摩擦、碰撞、振動以及旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的噪音，比如軸承、齒輪、金屬板等就會產(chǎn)生機械性噪音。在對噪音來源進行分析后，就可以有針對性的采取相應(yīng)的設(shè)計措施，減少振動，降低噪音。

2 機械設(shè)計中對噪聲源的減振降噪措施

2.1 選擇噪聲較小的機械設(shè)備材料

機械設(shè)備在設(shè)計過程中所選擇的材料對減振降噪有直接的影響，機械設(shè)備產(chǎn)生噪音不僅與內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，所使用的材料也是關(guān)鍵因素。不同性能的機械設(shè)備材料，其內(nèi)阻尼各不相同，所以在減振降噪方面的作用有很大的差異。內(nèi)阻尼是機械材料的性能之一，在機械材料受到激振力的情況下，機械材料的內(nèi)部分子會吸收或者消耗一定的機械振動能量。內(nèi)阻尼性能越大的機械材料，其吸收和消耗振動能量的能力將越強，比如合金和高分子材料在降噪方面可以達(dá)到較好的效果。內(nèi)阻尼越小的機械材料，其吸收和消耗振動能量的能力就會相應(yīng)降低，比如銅、鋁、鐵等材料，所以機械設(shè)備的振動噪音就會越大。在機械設(shè)備實際設(shè)計過程中，因為內(nèi)阻尼較小的銅、鐵、鋁等金屬材料的實用性高，價格低廉，采購方便等原因而被廣泛應(yīng)用，所以在受到激振力的作用下，就會發(fā)出較大的噪音，還需要采取其他的措施來達(dá)到減震降噪的目的。在機械設(shè)計過程中，不僅要注重對材料在力學(xué)性能、化學(xué)物理性能以及工藝性能等方面的考慮，還要結(jié)合生產(chǎn)的實際需求、轉(zhuǎn)速要求以及強度等因素，選擇適宜的機械材料，當(dāng)然內(nèi)阻尼性能較強的高分子及合金材料是最佳選擇，可有效消耗振動能量，并且還可減弱振動的傳播，進一步達(dá)到減震降噪的效果。

2.2優(yōu)化機械設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

振動是機械設(shè)備運行的必備條件，而振動又是噪聲產(chǎn)生的必備條件，所以在機械設(shè)計中，對振動源采取隔振技術(shù)是有效降低噪音的技術(shù)手段?？梢岳弥鲃痈粽窦夹g(shù)以及被動隔振技術(shù)，將機械振動的阻尼件與彈性元件連接起來，利用內(nèi)阻尼較強的隔振材料或者相應(yīng)的防振技術(shù)降低機械的振動幅度和振動頻率，從噪音的振動源上防止噪音產(chǎn)生。隔振系統(tǒng)的構(gòu)成要素主要是彈簧和阻尼器，其隔振原理就是彈簧和阻尼器在振動進入隔振系統(tǒng)之后發(fā)揮各自的隔離作用，起到隔離振動的效果。從源頭上控制噪音，主要是振動篩噪音和齒輪噪音。對于振動篩噪音，可以對機械安裝減振器或者改變內(nèi)部軸承的滾動體結(jié)構(gòu)。針對齒輪組之間摩擦碰撞導(dǎo)致齒輪振動形成噪音，可以通過改變齒輪用人字齒輪或者斜齒輪來改變以前的直齒輪，讓齒輪的力傳遞更加均衡減少負(fù)荷。

3 噪聲傳播過程中的減振降噪設(shè)計

機械設(shè)備在設(shè)計階段，由于受到技術(shù)、資金、使用需求等各種因素的限制，在運行過程中還是會產(chǎn)生一定的噪音，在噪音源上無法有效控制。此時，就需要在噪音的傳播方面采取措施，利用吸聲、隔聲、消聲等方式，來減弱噪音在傳播過程中的振動，降低噪音的分貝。

3.1 吸聲技術(shù)

吸聲技術(shù)可分為兩部分設(shè)計，一方面是在機械設(shè)備設(shè)計階段，可以在部分組件中使用吸聲性能較好的材料，吸聲材料一般都具有較強的粘滯性和導(dǎo)熱性，在機械設(shè)備產(chǎn)生噪聲進行傳播的過程中，聲音會進入到材料的縫隙中，吸聲材料中的纖維會與聲波產(chǎn)生振動引發(fā)熱能，可快速消耗振動產(chǎn)生的噪聲，有效降低噪聲的傳播。另一方面還可在機械設(shè)備應(yīng)用的環(huán)境中采取吸聲技術(shù)，如果機械設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境為封閉空間，可在建筑內(nèi)部的墻壁以及屋頂貼吸聲材料，可進一步降低噪聲向外界的傳播。

3.2 隔聲技術(shù)

隔聲技術(shù)就是利用隔聲材料將機械設(shè)備產(chǎn)生的噪音隔擋回去，以此達(dá)到降噪的目的。在實際設(shè)計過程中，經(jīng)常會將隔聲技術(shù)與吸聲技術(shù)相結(jié)合使用，效果更佳。隔聲設(shè)備主要有隔聲套和隔聲屏等，隔聲套可安裝在設(shè)備的筒體部分，將齒輪箱和電機等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲隔離起來。隔聲屏可根據(jù)實際需求采用固定式或者移動式，以最大限度隔離噪聲為目的。

3.3 消聲技術(shù)

消聲技術(shù)屬于被動消聲，是在產(chǎn)生噪聲后降低噪聲的技術(shù)，目前主要消聲技術(shù)是使用消聲器，如抗性消聲器、阻抗復(fù)合式消聲器、小孔消聲器等。消聲裝置主要應(yīng)用于對空氣動力性噪聲的控制，雖然無法將聲能注入系統(tǒng)中，但是可通過調(diào)整在有功率來源下的噪聲頻率，以此來消減噪聲。因為消聲器主要是降低沿管道傳播的噪聲，所以對于結(jié)構(gòu)噪聲以及電磁噪聲無法達(dá)到消減的目的。消聲器一般會安裝在進排氣口，降低機械設(shè)備由于高速噴射或者旋轉(zhuǎn)與不穩(wěn)定氣流或者高速氣流相互作用而產(chǎn)生的噪音。目前消聲器應(yīng)用范圍比較廣泛，但是消聲器的科技含量較高，所以制造成本較高，但是對于空氣動力性噪音的消聲效果較好，在尖端武器、潛艇中都有所應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，消聲坑、消聲百葉窗等消聲設(shè)備也不斷的出現(xiàn)，由于不同的消聲裝置在使用環(huán)境、安裝施工難度以及成本等方面存在一定的差異性，所以在使用時應(yīng)該根據(jù)實際情況來選擇。

4 結(jié)論

減振降噪已經(jīng)成為我國機械設(shè)計的重要原則，也是提高機械設(shè)備生產(chǎn)效率，改善生產(chǎn)環(huán)境的重要舉措。減振降噪技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)該結(jié)合多方面因素而定。首先從機械材料的選用、機械內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面入手，然后再從噪聲的傳播方面降低噪聲，采取合理的減振降噪技術(shù)，以達(dá)到最佳的降噪效果。隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在機械設(shè)計減振降噪過程中，應(yīng)該善于利用新材料、新工藝、新技術(shù)，不斷提升設(shè)計理念，改善設(shè)計工藝，為機械運行的綠色化發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

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