机械消音降噪结构设计优化措施

机械消音降噪结构设计优化措施

肖莉芳

广东美的厨房电器制造有限公司528311

摘要：机械噪声由于机械设备运转时，部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体等发声体产生无规律振动而辐射出的噪声。机械噪声产生严重影响人们的生活。因此对机械消音降噪结构设计优化就很有必要。基于此，本文首先阐述了机械噪声声源种类，然后提出噪声声源基本控制方法及外噪声的处理方法，最后分析了新型消音降噪设备的研制及其应用。

关键词：机械消音降噪；结构设计；措施

引言：工程机械运作时，由于机械零件之间会发生大量的摩擦，所以机械会在零件摩擦的作用下产生噪音。如果噪音的分贝较小，那么基本上不会对人们生活产生影响，但如果摩擦过大，机械噪音分贝过高，就会影响人们的生活，干扰机械操作人员的工作。所以机械运作时，一定要严格控制好机械噪音，尽量将噪音减小到可接受范围内。

1、机械噪声声源种类

空气动力性噪声：由气体振动产生，如通风机、压缩机、发动机、喷气式飞机和火箭等产生的噪声。

机械性噪声：由固体振动产生，如齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声。

电磁性噪声：由电磁振动产生，如电动机、发电机和变压器等产生的噪声。

2、噪声声源基本控制方法

控制噪声的基本途径首先是控制噪声源，其次是控制噪声传播和噪声接收。

2.1噪声源的控制

控制噪声源的振动是最根本的办法。一般措施包括：降低激励，如减小冲击力、对旋转质量作动平衡；在设备安装和零部件装配时进行正确的校准和对中；保证相对运动件结合面的良好润滑并降低结合面的表面粗糙度；电气部件间的电磁力平衡；采取减振和隔振措施，以降低辐射噪声的构件对激励力的响应，如改变构件的固有频率，增大振动件或整个机械系统的阻尼等。

2.2噪声传播的控制

使噪声在传播途中衰减，以减少传递到接收部分的能量。一般措施包括：对噪声源采用隔声罩；在噪声源与接收部分之间设置隔声障壁；在车间的四壁、顶板上加附吸声材料，在空间装设吸声板；针对某些设备安装消声器；合理选择新建厂厂址、合理布置车间建筑物等。

2.3噪声接收部分的控制

噪声控制的根本目的在于对人体健康的保护。当控制噪声源和噪声传播不能满足要求时，长期处在90～100dB（A）噪声环境中工作或在高至115dB（A）强噪声环境中从事短期工作的操作者，可使用耳塞、耳罩和头盔等个人防护装置。此外，根据声波干涉原理用“反噪声”控制噪声的反噪声技术已开始试验研究，为噪声控制开辟了又一途径。

3、工程机械机外噪声的处理方法

工程机械噪声是机械运行所产生的，难以彻底消除的一种环境噪音，如果得不到合理有效的控制，它对机械的工作环境以及工厂附近居民的生活、工作都会造成影响，轻微者干扰人们的正常生活，严重者则有可能形成噪音污染。所以，在工程机械运行时，一定要严格控制好机械噪声，采取有效的降噪处理措施，尽可能地减小噪音，将机械噪声控制在正常的、不影响人们工作和生活的范围内。下面介绍几种较为有效的机械噪声控制方法。

3.1结构振动噪声的处理

由于结构振动噪声分为两种，即燃烧噪声和机械噪声。对于燃烧噪声的控制主要是通过降低燃烧压力的增长来完成的，可以通过选用改善油的品质、采用增压技术、提高废气的再循环和改进燃烧室的结构等改进方法进行控制。燃烧与混合气的构成、燃烧室的结构都有密切的关系，通过影响压力的升高率和发火的延迟期，进而影响燃烧噪声的大小。而控制机械噪声的有效办法主要是提高零件的加工精度。因此，在不影响工程机械设备使用和装配要求的条件下，应当尽量减小气缸与活塞之间的缝隙，只有这样，才能减小活塞在运行过程中对气缸壁的冲击力，从而有效的达到降噪的目的。另外，还可以通过将活塞制造成上面小下面大的锥形或者在合金活塞上镶嵌钢片等方法措施来减小活塞与气缸之间的间隙，从而取得一定的降噪效果。

3.2空气动力噪声处理

空气动力噪声控制主要包括进排气噪声控制以及风扇噪声控制。其中，对于进排气噪声的控制，可以设计合理的空滤器，加大空滤器的断面面积或者长度以增大其容积；另外，还可使用排气消声器和进气消声器等。对于风扇噪声的控制，由于风扇的叶片形状直接影响其周围的涡流强度，因此，将叶片形状改成有适合弯度和较好流线型的，可有效降低其周边的涡流强度，进而达到降低噪声的目的。另外，采用高强度尼龙、玻璃钢等有机合成材料也可降低噪声。

3.3液压系统及驾驶室噪声处理

工程机械设备的驾驶室是操作者工作的地方，若驾驶室噪声过高，则会一定程度上影响到操作者的身心健康以及工作效率，严重的甚至会造成操作人员的过度疲劳，从而引发严重的事故。因此，工程机械设备如果配有驾驶室，则还应对驾驶室进行噪声控制。由于工程机械设备的发动机安装在驾驶室的后下方，所以应该采用结构设计、吸音隔音以及对驾驶室地板进行密封等有效措施来实施对驾驶室的噪声控制。在驾驶室内的噪声一般都是由外界的噪声经由很小的孔洞或缝隙衍射进来，从而造成驾驶室内的板件振动与外界发动机的噪声叠加而产生的。因此，可以在驾驶室的缝隙处嵌入泡沫塑料或橡胶一类的隔音材料来进行密封隔音；也可以在靠近发动机的地板处黏贴吸声材料，从而对噪声进行控制；另外，还可以在门板四周嵌加富有弹性的材料，从而可以将玻璃牢牢的嵌在弹性材料之中来防止噪声。此外，在对机械设备的驾驶室进行设计和改进时还应对材料的尺寸"质量以及刚度等进行严格规定，同时安装过程中加强板件叠加处的刚度，以此来减少由于振动而造成板件重叠处的二次辐射噪声。最后，由于驾驶室安装在车架上，因此还应在驾驶室与车架之间合理的配置减振器。

4、新型消音降噪设备的研制及其应用

在国内，针对汽车阻尼消音板的研制随着时代的进步在不断地发展，新的材料，新的制作工艺的更新正逐渐向着符合预期标准的方向靠近。发电厂安全阀排汽系统消音器应用也在摸索阶段，基于对于发电厂的高压高速排汽噪声，采用节流与小孔喷注的复合消音器。由于它具有扩容降压和变频作用而会收到明显的效果。节流降压消声是将高压降分散为多个小压降，以达到降低高压排汽放空噪声的目的。还有就是在改性PBT排气消音器在旋转式压缩机上的应用，利用了PBT结晶速度快，最适宜加工方法为注塑，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型，成型前需预干燥，水分含量降至0.02%的优点。在实际应用中使用工程塑料来制作压缩机消音器，则可以克服现有金属消音器的缺点；且由于工程塑料的比重轻，一般不到钢的25%，若使用塑料消音器还可以降低压缩机成本。

结束语

综上所述，提高机器制造的精度，改善机器的传动系统，优化机械消音降噪结构设计，减少部件间的撞击和摩擦，正确地校准中心调整好平衡，适当地提高机壳的阻尼等，都可以使机械振动尽可能地减低，这也是从声源上降低噪声的有效办法。

参考文献

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[2]姜子豪.李浩.阚江明.减振降噪在机械设计中的应用[J].森林工程，2013

[3]杨阳.浅论机械消音降噪结构设计优化措施[J].山东工业技术，2014