机械设计中减振降噪的应用

田仁贵

摘要：随着我国工业水平的不断发展，国家整体的工业机械化生产力也随之提升，但与此同时，噪声污染也成为近代工业发展的一项阻碍。因此文章就机械设计中减振降噪的应用展开相关论述。

关键词：机械设计；减振降噪；应用

同水污染、大气污染并称为世界三大污染问题的噪声污染，是阻碍工业发展的一项关键性难题。在当前这个工业化水平高度发展的时候，生产力的高低，是体现工业机械化程度的直接性内容。在日常生活中，机械设备的用途较为广泛，为民众生活带来了便捷性，但与此同时，其在运行过程中出现的噪声污染问题也不容忽视，根据机械运动所产生的噪声情况，主要可以将其分为机械性噪声和空气动力噪声，要想达到减震抗噪的目的，也需要把握这两类噪声的具体情况，像之前大家所采用的消声、吸声和隔音等措施，都可以对机械固有的设备不足问题进行解决，推动机械生产行业的发展与进步。

一、噪声的来源

（一）空气动力性噪声源

这一类的噪声，主要是由高速气流、不稳定气流，以及物体与气流发生相互作用所产生的，像大家平常了解到的喷射噪声、周期性排气噪声、燃烧噪声，以及旋转噪声、涡流噪声等等。

（二）机械性噪声源

机械性噪声源主要是由于固体振动所产生的，像在一些摩擦、撞击、交变机械应力，或者是磁性应力等内容的影响下，机械设备中的轴承、金属板、齿轮等由于振动、撞击而产生了机械噪声。这类噪声中主要有撞击噪声、齿轮噪声、轴承噪声、液压泵与管路噪声和建筑施工中机械所发出的噪声。

二、机械设计中对噪声源所采用控制措施

（一）机械设备的合理选材

机械设备的材料是机械产生噪音的重要源头之一，因此，在机械设计中，要充分考虑设备材料的各项性能，为了最大程度的降低机械中的噪声，机械设计者要仔细研究材料在使用过程中的各种性能，分析机械材料的力学、物理、化学等性能，在此基础上选择噪声较小的机械材料。在实际的机械设计中，大多会选用一些铁、铜等噪声较小的金属材料，这些材料的运用使得机械设备在抑制振动的过程中逐渐的消耗较小的能量，在慢慢的产生激振力的过程中，构件就会承担扩散声音的载体角色，将噪声扩散到构件物体的表面，就可以更好的实现降低噪声的效果。

（二）机械设备结构的优化

结构噪声属于一种辐射源，其并不会直接地暴露于空气之中，而是通过结构内容来进行传播，这类噪声广泛存在于各类机械的运转过程之中。工作人员在进行机械设计工作的时候，需要针对结构机械的内容，展开必要的设计优化，这样才能达到理想化的除声降噪效果。

1.振动筛噪声

一些具有旋转性的机械设备，针对其振动筛，可以通过安装减震器，或者是对轴承滚动体的结构进行改变，这样能够达到降低结构噪声的目的。如果是轴间运动要求不高的情况，那么不妨在筛体和激振器之间安装一组减震器，并且合理设置减震器的参数，这样能够确保其在工作频率下可以获得稳定振幅，确保振动机的正常化运行，达到理想化的减震效果；如果轴间相对运动精度要求较高，那么可以利用空心滚动体轴承，这样能够取得良好的降噪效果。

2.齿轮噪声

在机械运作的过程中，当齿轮达到一定转速的时候，其受迫振动频率与齿轮体的固有频率达到一致，进而产生共振，整体的噪声级别也会急剧提升。根据这方面的情况，不妨采用以下这些措施来进行控制：首先，在满足生产要求的情况下，可以利用斜齿轮来取代直齿轮，这样力的传递能够更加的均匀化，运动平稳，降低共振，进而达到减噪的设计目的；其次，在兼顾负载的基础上，要降低齿轮的压力角，这样也能够起到削弱噪声的目的；然后，对于齿侧间距也要进行正确的选择，避免由于齿缝间距较小而发生撞击噪声；最后，在确保齿轮传递功率的前提下，需要选择那些黏度较强的润滑油，这样能够确保平稳的传动状态，减低噪声问题。

3.电磁噪声

在工业生产中，变频器、变压器和电动机等机械是产生电磁噪声的主要来源。像电动机的运用中，直流电动机和同步交流电动机的噪声特性相同，在理论上，可以采取增大气缝间距来降低一些不平衡力，但是这样规划设计内容的同时，也有可能会由于磁极磁通密度的限制，导致电机功率、效率降低，温升增大。所以，不妨采取变化式的气隙间距来降低电磁噪声；而交流异步电动机所产生的电磁噪声，主要是定子、转子之间各种谐波相互作用，属于槽噪声。在解决的时候，可以利用斜槽转子来削弱齿谐波；降低气隙的齿密，减小径向作用力；增大定子转子气隙，能够改善磁场的均匀性，同时增加加工精度，可以使气隙更加的均匀化。

三、噪声传播途径的控制

（一）隔声技术与吸声技术的应用

借助隔声材料与隔声结构来对声能传播进行控制的方法，被称之为隔声技术；而借助吸声材料的内摩擦作用于粘滞性，能够将进入材料空隙中的声能转变为热能，达到吸收和耗散目的的技术属于吸声技术。在具体应用过程中，这两种方法经常会被交叉使用，以便达到更好的降噪效果。例如针对丝织厂，不妨在机房的屋顶、墙面上安装吸声材料，降低机房内部的混响声和向外辐射的噪声，而在工业用的钢球磨煤机设计应用上，可以从以下几个方面入手：首先，可以在筒体内安装多层耐热材料复合的隔声套，将筒体内的噪声，经过阻尼材料的内耗衰减；其次，隔声罩是利用罩形结构，将整个钢球磨煤机的齿轮箱、本体和电机等部件所产生的噪声，封闭在一个相对较小的空间中，这样能够避免噪声向周围进行辐射；最后，可以通过设立隔声屏来对声源进行阻隔。在进行类似内容的设计时，工作人员需要注意到，当与噪声源的距离较远时，应首选吸声措施，其能减弱反射声，对于直达声并无作用。

（二）利用消声设备控制机械噪声

合理的采用消声设备也能够很好的消除部分噪声，被动消声的方式被广泛应用于机械设计中。消声器是目前使用最广泛的消声装置，这种设备的科技技术含量高，制造材料所花费的成本也比较大，技术含量与制造成本和消声的效果的成正比的关系。在机械设计中，如果噪声对空气的动力的依附较大，使用消声设备是最为恰当的控制噪声的办法，消声器的安装能够促进空气气流的流通，将噪音消除在机械房内，就能有效法避免噪声散播到人们居住的环境中去。消声设备不适应用于产生电磁噪声或者结构噪音的机械设备中，这两种类型的噪声都无法使消声器发挥降低进气口、排气口的噪声的作用，因此，消声设备的使用要根据噪声情况而定。

（三）利用隔振技术控制机械噪声

振动是机械设备运行的必备条件，而振动又是噪声产生的必备条件，所以在机械设计中，对振动源采取防振措施的隔振技术是有效降低噪音的技术手段。技术人员在对振动源采取防振动方法时，可以利用主动隔振技术以及被动隔振技术，将机械振动的阻尼件与弹性元件连接起来，利用一些隔振材料或者相应的防振技术降低机械的振动幅度和振动频率，从噪音的振动源上防止噪音产生。隔振系统的构成要素主要是弹簧和阻尼器，其隔振原理就是弹簧和阻尼器在振动进入隔振系统之后发挥各自的隔离作用，起到隔离振动的效果。

总之，振动和噪音都是影响机械设备运行质量的重要因素，也是影响人们生活以及社会环境的关键所在，因此，相关研究者在进行机械设计时要从所用的材料入手，利用消声设备、隔振技术、吸声技术与隔声技术相结合的方式降低或者消除噪音，以此促进机械运行的绿色化发展。

参考文献：

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[3]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（05）