浅析减振降噪技术在机械设计中的应用

浅析减振降噪技术在机械设计中的应用

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摘要:在机械设计中的噪声源的降噪需要考虑各种因素,并结合生成因子和噪声的特点进行适当的机械设计优化。目前,在机械设计中的降噪技术的完善和优化,有更多价值,不同的设计方法可有效提高施工机械的降噪水平。

关键词:减振降噪技术;机械设计;应用

1机械噪声的原因和分类

振动和降噪是机械设计过程中非常重要的一部分。要控制噪声传播,减少噪声污染,为人们提供舒适健康的生活和工作环境,保护自然生态环境。机械噪声根据其形状可分为两种类型,即气动噪声和机械噪声。它们受环境因素及其自身因素的影响,实际的机器操作不是很理想。对机械噪声进行处理,可以在机械运行中进行优化设计,减少振动和产生的噪声,提高机械的应用效率。

根据机械噪声的来源,机械噪声可分为机械噪声和空气动力噪声。机械噪声主要由固体振动引起,它是机械操作过程中机械设备各部件之间旋转、碰撞和振动引起的噪声,如摩擦噪声、齿轮噪声、轴承噪声、结构噪声、电磁噪声等。气动噪声主要是由不稳定气流、高速气流与其他气流和物体之间的相互作用引起的,主要包括喷射噪声、燃烧噪声和旋转噪声[1]。

2机械噪声的特点

1)机械噪声包括定期旋转射流噪声、冲击噪声和排气噪声。

2)机械噪声源主要是在机械运行中产生的,由于固定部件振动造成了旋转和固定的振动,产生噪声。振动噪声受摩擦和其他因素的影响[2]。

3机械设计中的噪声控制方法

3.1选择合适的机械材料

机械设备材料是机械噪音产生的重要因素。机械设计师必须对材料及其性能进行全面研究,分析机械材料的物理、化学和机械性能,然后选择噪声较小的材料。在机械设计的实际工作中,设计师经常选择铜和铁等金属材料,因为它们噪音低。在长期使用这些材料期间,一些能量被机械装置的振动消耗,并且这些部件充当在产生激励力的过程中传播声音的载体,这样可以使噪声扩散到零件表面,大大降低了机械噪音。机械产品材料的选择需要综合考虑材料的性能,以满足机械要求,在实践和应用中必须考虑是否有降噪,材料的阻尼性能起着重要的作用,在设计的每一个过程中,激振力消耗材料时,具有能量吸收和抑制振动的能力,在加载的同时,更好地发挥阻尼合金的降噪功能[3-5]。

3.2机械结构优化设计

在以振动为主要工作模式的振动筛、齿轮箱等闭式套管机的结构中,振动辐射声占总声能的90%。为了在机械设计中实现有效降噪,必须优化结果,并消除结构中的噪声源,如电磁噪声、齿轮噪声、振动屏噪声、管道噪声、液压泵噪声以及进气和排气噪声等。通常是通过机械结构改善噪声,尤其是在其运营过程中产生的噪声,这种方法可以改善振动噪声,改变噪声产生的因素,以减少结构噪声,是优化的主要措施。为此,可以用来控制结构的设计过程中的实践,应用合理的机械和结构振动噪声技术,确保结构的科学。结构噪声不存在于空气中,而是由噪声源通过机械装置本身的机械结构产生的,这在机械操作中是常见的。其不仅会影响机器的性能,还会损坏机械结构,缩短机器的使用寿命。

3.3降低机械设备齿轮操作的噪音

在机械设备运行期间,最常见的噪音来自齿轮操作。齿轮的工作频率不同于齿轮的工作频率,并且齿轮产生的噪音水平也不同。齿轮箱中润滑油的设计参数、加工精度和粘度会影响齿轮运行时产生的噪音水平。在设计机器时,设计者应设计具有一定倾斜度的齿轮。同时,齿轮的冲击力和冲击载荷小,运行过程相对稳定,从而使后齿轮运行时产生的噪音最小化。除了设计齿轮的形状外,确定齿轮压力角也是降低噪音的有效方法。此外,齿轮可以通过设计适当的间隙修剪齿,在操作期间使用润滑剂,以及选择具有更好内部阻尼特性的合金和聚合物材料,从而降低齿轮噪音。

4控制噪声传播的技术

机械设备在设计阶段需要多种因素的约束,包括技术、资金,在运行时可能会产生一定的噪音,噪音控制效果不理想,要采取降噪措施,减少通信的振动和噪声的分贝。

4.1吸声技术

声音设计技术分为两个部分:一是在设计阶段,在使用的机械和设备组件部分更好地吸声,利用吸声材料的粘度和导热性,在传输中的噪声材料吸声声音间隙中产生的声波振动,通过振动有效降低噪声传播。二是在机械和设备的环境中应用吸声技术,在建筑内部的墙壁和屋顶用吸声材料,进一步降低噪音向外传播。

可以在机械设计中选择具有良好吸声性能的材料,材料通过强大的声波传播的途径吸收声能,吸音材料和隔音材料的结构可以隔音或用作声能传播的屏障。隔音技术通常可互换使用,以获得良好的降噪效果。

4.2消声技术

消声技术可分为主动和被动噪声消除,控制方法相当成熟和普遍。主动噪声控制技术是一项新技术,需要高科技设备,用于抗噪声干扰的来源和早期的声音声波,组合使用是最常见的一种方法。排气管的消声器主要分为电阻消音器、阻尼消音器、阻抗孔排气管和主动消声器,气动噪音控制措施可使气流顺畅通过,有效预防或减少声能的传播。需要指出的是,气动装置的排气管能减小沿管道传播的噪声,电磁噪声的装置的结构和作用不明显。同时,对空气中的噪音,噪声控制中的喷口排气设备可以减少噪音。

虽然使用的不是消声器系统中的能量,属于被动噪声控制,但是可以调整频率,降低噪音。研究人员致力于行业研究,并有一个智能有源噪音控制系统,可自动调整噪音的声阻抗频率。通过输入电阻阻止声能,取得很好的效果,压力损失小。空气脉冲期间,施工方便,成本低。风机是一种新的方法和装置,排气流驱动的消声方法使用的是排气管与变量旋转叶轮,随着温度变化有不同的耐磨性,使空气驱动时叶轮的气体有不同的衰减,静音效果好,因为旋转叶轮与气流的能量存储,所以叶轮对气流脉动或暂时的压力不变,脉动气流稳定。

4.3隔振技术

噪声和振动是不可避免的,在工业实践中使用合适的分离技术,采取防振的弹性元件抑制和隔离噪声,采取主动控制的隔离,隔振对象与源分离的单独的隔振技术是一个重要的组成部分,新材料的应用能改善噪声源,解决衰减控制的问题。

5结束语

噪声是现代社会发展的产物,环境污染越来越受到人们的关注,如何处理噪音污染问题,成为人们关注的焦点。文章对减振降噪技术在机械设计中的应用进行了研究,通过振动控制,改善结构、优化性能,在机械设计的应用基础上解决噪音问题,为安全使用机械设备提供帮助。

参考文献:

[1]胡志豪.减振降噪在机械设计中的应用[J].现代经济信息,2017(21):328.

[2]杨磊.减振降噪在机械设计中的应用分析[J].现代工业经济和信息化,2017,7(2):32-33.

[3]陈思源.减振降噪在机械设计中的应用研究[J].内燃机与配件,2016(12):9-10.

[4]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,2013,29(5):55-59+63.

[5]盖希峰.机械设计中应用减振降噪方法的有效性[J].考试周刊,2017(30):22.

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