浅谈低噪声机械结构设计思路

浅谈低噪声机械结构设计思路

李阳

广东美芝精密制造有限公司  528305

摘要：随着机械工业的飞速发展，国家对于机械结构设计情况给予了高度关注，原因是现阶段的机械结构常伴随着噪声问题，如何的控制噪声污染，将机械噪声降低至最低程度，成为了十分重要的课题。本文将概述低噪声机械结构设计思路，结合噪声产生原因加以分析，提出合理化建议。

关键词：低噪声；机械结构；设计思路

机械噪声对于机械设备的运行可以产生直接影响，因此需要高度重视。部件之间的机械摩擦力以及撞击力等，都是噪声问题的根源，这些机械噪声若是未能及时控制，将会产生严重后果，还易损害机械设备【1】。近些年，国家对于机械结构的设计给予了关注，人们也开始关注机械结构设计的低噪声问题。

一、机械结构噪声原因

机械结构运行中，因原子材料在原子重力作用下发生了碰撞，通过相互作用而产生了冲击性质的噪声，负面影响较大。此外，周期性的应力作用也是产生噪声的原因之一，比如物体运动旋转不平衡的离心力和因物体运动不平衡惯性作用之下引发的发声振动等，都会导致噪声问题。机械零件的摩擦或者是滚轧时，应表面过于粗糙，使得随机力出现，进而产生的噪声。不同原因导致的噪声都需要精准分析，还要明确它们的相互作用，只有保证噪声源分析得当，才能更好的处理。在进行识别的环节，可以优先选择仪器测试或者是听觉分析，由此保证分析结果精准无误。

二、机械结构噪声发声部位

①旋转不稳定的传动件，如离合器和齿轮等，从而引发了噪声问题；部件在旋转环节有所变化，也因动作不平衡或者是振动机械曲轴连接机构存在问题等，使得噪声问题格外突出。

②形状粗糙的齿轮滚动轴承部件发出了噪声，比如摩擦传动机构等，使得相应问题格外明显【2】。因为接触面不平面相互作用，以至于产生了噪音，比如制动器和链条传动机构等。

③传递不均匀压力的时候，或者是压力峰值突变的情况下，都会引发多种多样的问题，对于后续的维护管理非常不利。

④涡流空气分离或者是增压阶段出现了空气紊流，管道压迫阀或者是容器等的影响突出。

不管是哪一部位出现了噪声，都应该及时寻找应对措施加以处理，以免影响到机械结构的稳定运行，使得相关行业发展受阻。

三、机械结构噪声传播途径

    机械结构噪声传播的途径较多，比如直接传播、反射传播和转播传播等，不同的传播途径有着不同特点，在进行控制时应该抓住它们的差异，促使着机械结构噪声控制得当。

（一）直接传播

机械结构噪声传播中，受到诸多介质的影响，其传播的形式也有明显差异，重点划分出直接传播、反射传播等【3】。所谓的直接传播，就是机械结构噪声出现后没有任何阻隔的传播，重点是通过空气介质进行传播，同时也能在固体或者是液体中传播。想要控制机械结构噪声的直接传播，需要对源头分析，将其及时控制到位。

（二）反射传播

噪声在传播过程中难免遇到障碍物，若是无法改变方向的障碍物，会将噪声反射回去，还有部分会被吸收。这种反射传播的控制有着一定难度，应重视反射的规律，将其加以控制。

（三）转播传播

在噪声传播途中通过激发其他的声波振动，使得第二次噪声源出现，这就是转播传播。若是主体构件中的噪声振动频率和其他主体固有频率相近，则会出现明显的共振，辐射波出现后也会产生更大的振动噪声。

噪声能够通过空气向着周边物体传播，也能在固体以及液体等多个介质中快速传递，并且实际传播的时候还会产生二次噪声。

四、低噪声机械结构设计思路

    机械结构设计中，要重视低噪声这一重要指标，应该通过科学合理的手段优化设计方案，使得机械结构的低噪声效果符合预期【4】。对于噪声源要详细分析，还要明确噪声隔离的条件，通过适当增加阻尼以及降低空气声辐射等，实现低噪声设计目标。

（一）科学分析噪声源

根据上文中的分析，明确机械结构噪声的产生原因，为了实现低噪声设计目标，需要结合噪声源判断，确保相应的成果更加显著。首先，要减少机械传动零部件间的固有频率。在具体设计环节，应该对相应指标加以判断，促使着机械传动零部件材料有效改善，还要尽可能的运用内阻尼高的材料，比如铝合金或者是ABS等。其次，应提升传动零部件间的摩擦损失。在具体的实践环节，需要重视零件装配方式的优化，在零部件间增加阻尼层，使其发挥出最大的利用价值。再者，有效率的控制传动部件辐射。机械结构装配环节，要重视孔与槽中适当添加吸声材料，这样可以发挥出理想的吸声效果，还能减少构件纵向及扭曲的刚性。最后，要注重机械零部件减振及防振。组装的过程中，应该尽可能的应用弹性支承或者是附加质量减振及防振手段，使其展示出自身的功能。

（二）关注噪声的隔离

1.设置流体声隔振

为了实现更加理想的降噪目标，需要在声源和强烈流体震动的阶段设置出流体声隔振，也就是在机械零部件间添加弹性固定支撑元件，使其发挥出理想的降噪效果。在具体操作的环节，应结合实际情况分析，还要确保设置的流体声隔振符合要求，由此体现出相应的成效【5】。

2.强化发声机械振动阻抗

可在声源与固体声激励位置适当的添加致密弹性管道，如支撑部位增设加强筋等，使得机械传动阶段的阻抗明显增加。通过这样的方式，可以让隔音效果显现出来，也能实现降噪的目的。

3.双弹簧弹性支承

这种设计能够发挥出自身价值，也能显现出理想的支承效果，对于降低噪声影响具有较大帮助。

（三）增加阻尼

机械结构设计中，为了科学的控制噪声问题，需要重视机械零部件噪声发射体，要对其适当的增加阻尼，以便起到较为理想的降噪效果。比如在机械壳体或者是盖板上运用弹性元件加以固定，由此更好的呈现出优势之处，借助于高阻尼材料的功能，将原有的钢板加以取代，效果较为突出。若是弯曲壳体，则要适当的添加不对称加强筋，也可考虑开槽的手段，使得相应结果更加理想【6】。

（四）降低空气声辐射

也就是在空气有声源或者是强烈辐射的噪音处适当加装隔声罩，使其发挥出保障功能，展示出隔音消声的屏障作用。封闭空气净化器通道中，可以适当的加装空气消声器，由此更好的体现出消声效果，满足相应的需求。此类方案的运用具有明显优势，也能从最大程度上控制噪声负面影响，使得相应的成效稳步提升。

结语

噪声控制的原则是注重产品质量、科学控制成本等，因此需要关注适宜的措施和手段，让低噪声机械结构设计成果显现出来。通过本文的详细分析，了解到机械结构产生噪声的原因，明确噪声传播的路径，制定出适宜的控制方法，旨在优化机械设备降噪设计方案，给广大同行业者提供参考。

参考文献

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[2]于胜,朱林波,刘亮清.满足DNV·GL水下噪声要求的科考船主推进轴桨设计与选型研究[J].柴油机,2018,40(04):33-38.

[3]曹小娜.ADI专注MEMS 30年,超低噪声、超低功耗系列MEMS加速度计产品面市[J].世界电子元器件,2017(05):39-40.

[4]孙学敏,孙鸿洋,许宁.一种用于低噪声放大器的波导同轴转换结构及绝缘子焊接工艺[J].空间电子技术,2016,13(04):16-21.

[5]吴焕铭,杨海钢,尹韬,吴其松.一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片[J].电子与信息学报,2013,35(10):2524-2531.

[6]胡浩.低噪声土方机械未来发展方向——解读《土方机械噪声限值及测定方法》系列新国家标准[J].中国标准化,2011(12):86-89.