减振降噪在机械设计中的应用仲崇真

减振降噪在机械设计中的应用仲崇真

仲崇真王飞孟灿

临沂大学山东临沂276000

摘要：噪音作为一种污染形态在现代环境理念发展的背景下越来越受到人们的重视，如何对其进行处理也成为工业发展中的重要内容，为了有效的对噪音问题进行处理就需要从多方面对其进行控制，其中减振降噪在机械设计中的应用可以从根本上对噪音问题进行处理，以此来保证机械产品在使用中不会出现严重的噪音问题，使其结构性能可以得到有效优化。

关键词：减振降噪；机械设计；应用

引言

随着社会经济的快速发展，机械设备被越来越广泛的应用到人们的生活中，但是由于机械设备在运行的过程中将会产生一定的噪声污染，这就给人们的生活造成了一定的困扰，所以，最大化的消除机械设备运行过程中所产生的噪声污染有着极其重要的作用。

1机械噪声产生的原因及特点

1.1机械噪声产生的原因

根据机械噪声的形态可以将其分为两个种类，分别为空气动力性噪声及机械性噪声两种，机械噪声的产生会受到周边环境因素及自身性能因素的影响。同时机械产品其在实际的运行过程中不可能完全达到理想的运行状态，因此其噪声的产生可以说是一种运行中不可避免的现象，为此在机械噪声的处理中可以采用对其运行结构进行优化设计来减少振动及噪声问题的生成，以此来提升机械的应用质量。

1.2机械噪声的特点

第一种，空气动力性噪声。此种机械噪声的生成主要受到周边环境中气流的变化而产生，在机械运行中其运转所造成的气流出现不稳定的情况，包括喷射噪声、涡流噪声、旋转噪声、周期性进排气噪声、燃烧噪声和激波噪声等。

第二种，机械性噪声。此类噪声源的产生主要是由于机械运行中其固体部件因振动而出现噪音现象，其表现为固体振动、撞击、转动、摩擦等因素所造成的噪音情况。

2机械设计中对噪声源所采用控制措施

2.1选择噪声较小的机械设备材料

若想降低机械运行过程中的噪声，机械设备的自身材料因素应当第一个被考虑到，这是因为所用材料的不同其内阻尼性能也不一致。所谓的内阻尼性能就是当某材料受到一定激振力时，其内部分子抑制构件振动与消耗吸收能量的能力，通常来说，内阻尼性能的选择对于避免噪声有重要作用，因此，在设计某机械时，不仅应当对材料的物理性能、化学性能、力学性能、工艺性能等方面进行筛选，还要将内阻尼性能列入考虑范围之内。如果材料的内阻尼不大，就会较少地消耗振动能量，在给予激振力的情形下，材料的构件表面就容易发生巨大噪声，生活中常见到的铜、铁、铝等金属材料既是如此，而如果材料的内阻尼不小，在给予激振力的情形下，振动能量就会被内部分子转化为热能而被消耗，这就起到了降噪的效果，高分子材料与合金就是最好的例子，所以，当设计机械设备到齿轮部位时，结合旋转强度、转速要求等实际情况并适当运用高分子材料、合金材料、非金属材料值得一试。总体来说，机械组成材料是决定机械运行噪声的重要因素，只有按照机械作业情况的不同，选取最优材料建造机器设备，才能将噪声控制在声源处。

2.2控制机械设备的齿轮在运转过程中的噪声

齿轮转动过程中所发出的噪声是机械设备中最常见的噪声源。这是由于齿轮构成的材料大多数是金属材料，在齿轮与齿轮之间相互碰撞或相互摩擦过程中就会使齿轮体发生振动，进而造成噪音的产生。由于齿轮的运转频率以及齿轮体的不同，所产生的噪音级别也不同。除此之外，加工齿轮的精度以及齿轮设计的参数和齿轮箱内润滑油的粘稠程度都会对齿轮运转过程中的噪声级别产生影响。基于此，设计者要设计具有斜度的齿轮，或者是人字形的齿轮，这类形状的齿轮相比于直齿轮而言能够确保齿轮的匀速运转，产生的冲击载荷也比较小，齿轮的碰撞力度小，运行过程平稳，因此能够有效的减少齿轮运行中的噪音。除了设计科学的齿轮形状外，设计齿轮的压力角也是有效降低噪声的方式之一，据研究表明，齿轮的最佳压力角是20°。

3机械设计中减振降噪的具体应用技术

3.1吸声技术的应用

吸声技术实质是采用具有吸声特点的材料，将其应用到机械设计材料当中，由于吸声材料具有一定的导热性和粘滞性，因此在声音进入到这些材料当中的缝隙时，声波便能够与材料纤维产生振动，发出热能，并在极短时间内完全消耗，进而阻止声音传播。在机械设备房间内部和屋顶上均可适当地使用一些吸声材料，起到降低机械设备房间内噪声和阻止噪声传播到屋外的作用。

3.2隔声技术在机械设计中的应用

隔声技术主要指的是利用隔声材料或者材料中的隔声性能对噪音进行阻隔，通常情况下，要想达到较高的噪音处理效果，就要将吸声技术以及隔声技术综合应用。例如，在机械设备的筒体上安装隔声套，隔声套采用的制作材料是复合材料，该种材料具有较强的耐热性以及阻尼性。机械设备在运行过程中由于振动会产生一定的热量，复合材料耐热性会降低机械设备中的运行热量，同时其中的阻尼性会降低噪音的传播，实现对机械设备噪音的整体控制。另外，还可以利用隔声罩，将机械设备中的齿轮、机箱以及容易出现噪音的部位进行隔离，使其在一个相对较小、较为封闭的环境中运行，这种方式能够降低噪音的传播速度。除此之外，隔声屏也能够对噪音的传播产生阻碍作用，隔声屏主要分为活动式以及固定式，使用者根据实际情况进行选择。隔声屏主要是利用对噪音源进行阻挡的方式进行降噪，此过程中降低噪音的分贝以及传播速度，最终达到控制噪音的效。

3.3隔振技术的应用

在机械设备的运行过程中，振动是必然出现的一种情况，而振动也是噪声产生的一个必要条件，所以进行机械设计时，可以对振动源产生有效的隔振技术，进而有效地降低噪声。设计人员在对机械振动源进行防震动措施时，可采用主动与被动隔振技术，即将机械振动阻尼构件与弹性元件之间想连接，同时利用合适的隔振材料或者防振技术来降低机械的振动频率与幅度，从而防止振动源上噪声的产生。隔振系统主要是由阻尼器与弹簧构成，隔振原理是让阻尼器与弹簧进入到隔振系统当中，然后发挥各自的隔振作用，进而避免噪声的产生。

3.4消声装置的应用

除了上述吸声技术、隔声技术与隔振技术之外，在机械设计中合理的应用消声装置也是消除部分噪声的一种重要手段，安装消声装置作为一种被动消声方式在机械设计中有着广泛地应用。目前，消声器使用最为广泛，这种设备的科技含量高，尽管其耗费的成本也较高，但其消声效果非常的显著。在机械设计中，若噪声对空气动力有较大的依附性，则使用消声装置最为有效，由于消声装置能够让空气气流流通更加顺畅，因此可以有效地让噪声在机房内被消除，从而避免噪声散播到居住环境当中。需要注意的是，消声装置不适合在电磁噪声、结构噪声机械中使用，这是因为这两种类型噪声均无法使用消声器达到降低进气口、排气口噪声的作用，所以需要根据噪声的实际情况决定是否采用消声装置。

结语

机械设备的运行当中，若要确保运行的质量必须做好机械设备的防振降噪工作，最大限度地消除机械设备振动噪声，才可以保证机械设备正常的运行。为做好机械设备防振降噪工作，机械设计中可采用一系列的控制措施，如吸声技术、隔振技术、隔声技术、消声装置等，还可根据实际情况联合应用多种噪声控制技术，以求达到最好的防振降噪效果。

参考文献

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