减振降噪在机械设计的应用

减振降噪在机械设计的应用

摘要:工业化水平的不断提升,对机械工业设计提出了较高要求。如何提升机械工业的生产效率,增强机械设计中的减振降噪功能,是今后机械工业发展的主要方向。分析了噪音源的控制措施,并提出了机械设计中噪音控制的有效途径。

关键词:减振降噪;噪音控制;机械设计

近年来我国进入高速发展的工业化时代,机械设备已广泛应用于各行各业,机械使用频率从一定程度上反映国家总体生产水平。但随着机械化程度提高,机械化也给民众的工作和生活带来负面影响。机械在运转过程中会产生源源不断的噪音,这在我们的日常工作和生活中是极为常见的,采取一定的减振降噪措施才能有效降低噪音污染。

1噪音源的控制措施

1.1设备合理选材。机械设计中噪音主要来源于生产机械设备的材料,因此,要降低噪音污染就要从设备的选材入手,考虑材料对机械设备总体功能影响的同时还要多考虑材料所产生的噪音污染。对设计者而言,为了从根本上解决机械设备的噪音污染就要充分了解所选材料种类、材料性能以及材料在抗噪功能上的表现,通过分析所选材料的物理性质、力学性质、化学性能等等,多方面比较、全方位考量,保证能够满足机械设备功能的同时选择降噪能力最强的材料。结合实际应用,目前机械设备所选的材料主要有铁、铜等金属,该类金属都具备相同的优势就是用该材料制成机械设备,所产生的噪音污染较低,同时还能抑制系统共振的能量消耗。机械设备中每个由金属材料制成的构件,都承担着扩散声音的媒介作用,该原理是机械设备在运转中会产生噪音,并将噪音传播至金属构件表面。

1.2设备结构的优化。结构噪音来源于机械设备本身,是辐射源通过机械设备自身结构所产生的一种噪音。该类型的噪音普遍存在于机械设备运行阶段,该类型的噪音不仅会增加对周围环境的声环境污染,还会增加整个机械系统的能源消耗,严重时还会造成机械设备构件的内部损伤,影响设备安全性和使用年限。根据机械设备普遍特点分析,机械中的振动辐射源主要是由齿轮箱产生的,齿轮箱等封闭的壳体构件具有封闭的内部构造和工作原理,结构内部振动产生的辐射源会达到总噪音的90%以上。针对齿轮噪音,我们可以完善现有设计,采用斜齿轮或者人形齿轮代替传统设计,斜齿轮和人形齿轮相比于传统齿轮在结构上有着降噪优势,齿轮间能够均匀分散机械能量,减少系统运转时的荷载冲击,从而降低噪音;而通过调节受压角度,降低齿轮间的噪音污染也是设计中常用的方法;此外,通过加强润滑效果,选择更好的金属材料制造抗噪性能更佳的齿轮也不失为一种好的解决方式。

2机械设计中控制噪音的有效途径

2.1吸声技术和隔声技术的应用。在机械设计环节采用吸声技术和隔声技术是较为基础的解决方式之一。在设计环节,应该适时引入吸声材料和隔声材料。吸声材料具有粘滞功能可以迅速降低声波能量,有效阻止声波传递;而隔声材料主要是隔断声音传播,将噪音“反弹”回去,以此实现降噪功能。例如:在设计环节给齿轮箱等封闭构件加装套筒,就是隔声技术的巧妙应用。设计师应该依据机械性能和实际使用进行综合考虑,将吸声技术和隔声技术充分应用在机械设计环节,以此消除噪音污染。

2.2消声装置的应用。加装消声装置在机械设计中也是较为普遍的解决途径,在机械设计环节常采用被动式消声法降低设备噪音。消声器是目前机械设备中最常见的消声方式,该装置的降噪性能较高,器材制造费用较为合理,其消声效果是最佳的。在机械设计中,如果噪音源是通过空气传播的,给设备加装消声器是最佳的解决途径,该装置能够加快设备内部的空气流动,将噪音直接扼杀在摇篮中,避免噪音通过空气环境影响周围民众。但是消声器也有自身的短板,不适用于电磁噪音和设备结构所产生的噪音。消声器的降噪功能虽好,但也要依据噪音产生的实际原理而定。

2.3隔振技术的应用。物体振动必然会产生声音,而通过降低振动频率、强度就可以达到消除噪音的目的。但在机械运转的过程中,要想消除振动是极为不现实的。既然无法根除振动的产生,就可以采用隔离噪音的方法,也就是我们常用的机械隔振技术。隔振技术的基本原理就是在噪音源与防振物体之间使用隔振材料阻止噪音传播,例如:使用弹性较大的材料或者阻尼五金件进行软接,以此降低振动的强度及频率,达到降噪的功能。科学技术发展,机械化水平提高在改善民众生活品质的同时也带来不少负面影响,尤其是随着机械化水平提高,机械运行产生的噪音污染愈发受到民众的关注。合理控制机械设备运转产生的噪音,能够提升机械性能并延长机械的使用寿命,还能减少对民众生活和工作的影响。总之,从机械设计环节入手能够从基础环节降低机械噪音,保证机械运行“无声化”和“绿色化”。

参考文献

[1]王刚,张玉川.浅谈球磨机吸声降噪技术[J].中国新技术新产品,2012(7):123.

[2]吴九汇,马富银,张思文,等.声学超材料在低频减振降噪中的应用评述[J].机械工程学报,2016(13):68-78.

[3]梁红丽,慕媛媛.减振降噪在机械设计中的应用[J].低碳世界,2015(5):125-127.

作者:陈宇晖 单位:湖北工业大学