摘要：我国工业生产、建筑施工中所产生的噪音已经严重影响到人们的身心健康，机械中的噪音污染表现更为强烈，基于此，本文主要以噪声的来源和分类作为切入点，研究和分析在机械设计中噪声源的控制方式。在机械设计中要达到减振降噪的效果，应该从材料选取、机械结构优化、隔震技术等方面实施，从而保障机械运行的常态
关键词：减震降噪；机械设计；具体应用
引言
噪声污染是世界上三大污染之一，与大气污染、水污染一样严重影响人们的身心健康。随着经济技术的不断发展，工业生产、建筑施工等方面也越来越趋向于机械化、集约化。在生活生产中，机械设备被广泛运用，机械运行过程不可避免地会产生机械噪声，进而形成一定的噪声污染问题。减少和消除运行的机械设备所产生的噪声一直以来是人们关注的焦点问题。在工程方面，控制运行机械所产生的噪声的方式主要有噪声源的控制和噪声传播途径的控制。在生活中，控制噪声采取的方式主要有消声、隔声、吸声等方式，在一定程度上可以消除机械设备在运行过程中所产生的噪音。
1.噪声的来源和分类
根据机械的噪声源的不同，可以将噪声划分为空气动力性噪声和机械性噪声。空气动力性噪声主要是由高速气流、不稳定气流等气流与物体之间相互作用而产生的，包括燃烧噪声、喷射噪声、旋转噪声等。机械性噪声主要是因为固体的震动而产生的，在机械运行的过程中，由于机械设备零件之间的碰撞、旋转、震动导致噪声的产生[1]。这类噪声包括齿轮噪声、周期性作用力激发的噪声、构噪声、摩擦噪声、轴承噪声、结转动系统的振动噪声、电磁噪声等。
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
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[2]。
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.减振降噪在机械设计中的具体应用
3.1利用吸声技术控制机械噪声
吸声技术的关键就是选取具有吸声性质的材料，将其充当机械设计材料的一份子，吸声材料具有一定的粘滞性和导热性，当声音进入到材料当中的缝隙时，声波与材料纤维产生振动引发热能，并能以极快的速度消耗殆尽，有效阻止了声音的传播[3]。在机械房的内部以及房屋顶部可以适当的贴一些吸声材料，以此，降低机械房内的噪音，还能有效的避免噪音传播到外界环境中。
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3.2利用隔声技术控制机械噪声
隔声技术的关键就是选取具有隔声性质的材料，将机械房内的噪音挡回去，以此达到降噪的效果。为了更好的实现降噪效果，可以采用吸声技术与隔声技术相结合的方式，在进行机械设备的设计时，在设备的筒体位置安装隔声套利用隔声套将齿轮箱、电机等噪声源隔离起来。隔声屏的应用原理与隔声套具有一定的相似性，可以根据具体的操作需要，设计固定式或者是移动式的隔声屏，以便很好的阻挡噪音，避免噪音外泄给人们带来困扰[2]。
3.3利用消声设备控制机械噪声
除了吸声、隔声技术以外，在机械设计中，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[4]。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。
3.4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。
3.5根据机械工作实际情况，选择合适的材料构建机械设备
要降低机械运行的噪声，首先就应该考虑构建机械设备本身的材料因素，因为不同材料的内阻尼性能都有所不同。内阻尼性能表示一种材料受到激振力的作用时，内部分子消耗吸收能量和抑制构件振动的能力大小。选取合适的内阻尼性能，能够有效地避免噪声的产生。所以，在机械设计的过程中，不但要注重材料中的工艺性能、力学性能、化学性能、物理性能等方面，更应该考虑内阻尼性能。材料的内阻尼较小，消耗振动的能量就少，在激振力的作用下，容易使材料的构件表面产生很大的噪声，例如铝、铁、铜等金属材料。材料的内阻尼较大，在激振力的作用下，内部分子会将振动能量转化为热能消耗掉，以达到降噪的效果，例如合金、高分子材料等[5]。所以，在机械设备的齿轮设计上，可以根据转速要求、旋转强度等实际情况，适当地运用非金属材料、合金材料、高分子材料等来生产机械的齿轮。可见，机械的组成材料对于机械运行所产生的噪声因素有着决定性的作用，选取好的内阻尼性能材料来构建机械设备，能从噪声源处消除噪声的产生。
4.结论
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
[1]刘松,李新强.减振降噪在机械设计中的应用分析[J].山东工业技术,2017,(20):31.
[2]邢鹏鸾.机械设计中减震降噪的应用探究[J].现代盐化工,2017,44(05):40-41.
[3]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(02):32-33.
[4]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.
[5]欧阳陵江.动态优化方法在农业机械设计中的应用[J].现代制造技术与装备,2016,(07):133-135.
论文作者:何贵琼
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/12
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