机械设计中减震降噪的应用探究（1）

王红梅

【摘要】 当前阶段，社会经济的不断发展，推动了相关行业的现代化进程，也使得产业技术的改革迫在眉睫。噪声污染作为三大污染源之一，在机械产业的使用环节，带来了安全隐患的同时，也阻碍了社会发展的脚步。为此，本文从机械设计中的设备基础材料筛选和设备结构优化两方面出发，对在噪音产生的源头实现减震降噪进行技术探究。

【关键词】 非金属材料；结构噪声；内阻尼性能

城镇现代化进程的加快使得工程建筑行业进入了发展的黄金时期，这在一方面促进了城镇基础设施建设的发展与完善；在另一方面，也对机械设计中减震降噪技术提出了新的要求。工程建设等方面的噪音不仅对附近居民的正常生活与学习带来了负面影响，对于机械的操作效率也产生了极为不利的阻碍作用。为保证在施工项目中，将机械使用时带来的噪音影响降到最低，把噪音污染从源头开始控制起来，在机器设计时，将减震降噪的技术同设计目标结合，实行必要的噪音传播防卫措施势在必行。

一、对于生产设备的基础材料进行筛选

设计师进行机械的设计时对于需要使用的材料进行优先筛选，在考虑机器设备使用效率的同时，将其对环境的噪音影响作为重要的参考因素。一些机械设备的设计包含的专业知识涉及面非常广泛。这就需要设计团队对各项准备材料进行性能方面的测试，包括力学、分子生物、化工学科等，同时也要掌握专业器材的操作流程和材料的加工技术等等。针对材料在降噪方面的性能检测，主要采取内阻尼性能实验，一次外标准确定材料的选用是否符合设计目标。内阻尼性能是在噪音振动的激振力的冲击时，被检测物质的构成分子对于激振力的消耗和吸收，降低激振力的冲击力度，抑制设备使用时产生的振动等形成的对于抗噪性能进行衡量的参数。

在当前阶段，相较于内阻尼性能较高的高分子合金材料，在设备的设计中，设计是优先考虑的材料以铁、铜等内阻尼参数比较小，但实用性高、价格低廉、采购方便的金属材料为主。在机械使用的过程中铁、铜等材质受到噪声的激荡力冲击时，其构成分子对于震动能力的消耗能力不强，对噪音的吸收程度也很低，不但无法充分发挥内阻尼的对于激荡力的阻挡作用，还会成为噪音传递的载体。合金材料比普通的金属材料通常拥有的内阻尼性能更强，在机械的减震方面发挥着尤为重要的作用。当机械设备在运行时产生了激荡力，高分子材料对于产生的冲击振动会通过合金分子之间的摩擦被消耗，在震动的传递方面，也起到了滞后的效果，多方面性能的叠加，为机械设备的减震降噪提供了基础。

以机械设计中的齿轮为例，齿轮在设备运转时，由于采用的材料不同，运转速度不同，产生的噪音危害程度也有着较大的差距。因此，为降低噪音，减小振动的激荡力，设计师在机械设计环节应考虑将普通的金属材料替换为合金或非金属材料。特别是机械设计的目的是为了应用于冶金产业或机械运转的环境中粉尘的含量高于一般标准，对于齿轮的设计材料通常选用非金属。非金属齿轮对于激荡力的消耗较于普通金属有着较强的优势，处于粉尘含量较高的环境下，也不会影响齿轮的使用效率，可以有效的降低齿轮的损耗，从源头上实现了减震降噪的效果。在工程建设与工业生产等方面实现降噪，对于提升机器使用过程中的环境质量有着重要帮助。即使在齿轮快速的使用过程中，如果采用的内阻尼性能较强的 材料，因其对于载荷具有相当一部分的承受能力，可以对齿轮产生的噪音分贝进行有效的吸收，将噪音转化为热能，实现振动能量消耗的目的。

二、在机械设计过程中优化结构

设计师在机械设计师应优先考虑使用内阻尼性能较大材料，在此基础之上，对于设备在使用过程中产生的结构噪音，也应该加强技术层面的防御。由于结构噪声的辐射源是通过机械设备的构造方式的不同而产生的或大或小的噪音，其噪声源隐藏在机械结构内部，不会展露于空气中，存在于机械设备运转的各个环节，比较典型的有设备使用过程中发生振动噪音的振动筛和在密闭环境中发生振动效应的齿轮箱等。跟设备材料产生的振动有所差别，结构产生的声能在总声能占据百分之九十以上的比例，因此，控制设备设计的结构噪音，对于设备使用中产生的总噪音量有着决定性的影响。

（一）机械设备的齿轮在运转的过程中所产生的噪声

机械设备的齿轮在运转的过程中所产生的噪声，是由于齿轮之间相互撞击或者由于齿轮之间相互摩擦就会导致齿轮体出现震动，齿轮的噪声就会产生。当齿轮处于运转状态并达到一定的运转速度的时候，就会由于振动频率等同于齿轮的箱体、固有频率以及齿轮体都是相等的而有共振产生，辐射噪声的级别也会有所提高。包括加工齿轮的时候所能够达到的精度、其设计参数，齿轮箱内的润滑油所具有的粘稠度达到，都会不同程度地影响齿轮运转中所产生的噪声。

（二）机械设备的振动筛在运转的过程中所产生的噪声

机械设备运转的过程中，为了避免处于旋转状态的振动筛产生结构噪声，可以对轴承滚动体的结构进行调整，也可以采用安装减振器的方式消除结构噪声。如果对轴之间所产生的相对运动不高，就可以在轴承与振动筛之间或者激振器与振动筛之间安装减振器。对于减振器的选择，要求减振器的参数可以使机械设备运行的过程中保持振幅稳定，且振动机可以处于正常的运行状态，随着振动机的高频响应逐渐降低，噪音降低的效果就会更为显著。

三、结语

降低机械设备在使用中产生的噪音，相關部门应从噪声源头进行有效控制，加强在机械设计过程中对非金属材料和合金材料的应用，以确保材料的内部分子对噪声冲击力进行足够的消耗与吸收。与此同时，由于结构噪声在总声量中占据相当大的比例，因此设计师在进行机械设计时，要将影响机器性能结构的因素放在参考的首要位置。结构噪声产生的主要构件是齿轮箱和振动塞，在进行结构设计优化时，要重点考虑这两部分。在机械设计中实现减振降噪，是保证机械设备在工程产业等方面提升使用效率，保障生产过程的环境质量安全，推动机械设计行业全方位发展的重要前提。

参考文献：

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[2]黄权峰.浅谈机械设计中的减振降噪技术[J].工程技术：文摘版，2016（6）

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