...维修技术和汽车设计NVH减振降噪材料及技术在汽车车身上的应用...
廖强+张育林
[摘 要]在如今新时代下工业化的进程越来越高，给人们的生活方式带来了很大的改变。虽然带来的好处和便利如此之多，但是也出现了各种各样的污染问题，噪声问题就非常的典型和严重。所以就需要在机械设备的必须運行一些减震降噪技术，以噪音的来源作为切入点，研究如何在机械设计中来控制噪音的产生，从源头降低噪音的出现。本文介绍机械设计中减震降噪的技术应用，从而保障机器设备运行起来更为绿色化。
[关键词]机械设计、减震降噪、应用探讨
中图分类号：TM741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0380-01
一、引言
大气污染、噪音污染和水污染一直是世界三大污染之一，这些严重地影响了人的居住环境和身体健康。从19世纪的工业革命到如今21世纪全面进入工业化时代，如今的生产是越来越依赖机械和自动化，而且对于人们的生活工作方法也带来了很大的变化，所以在如今机械运用如此广泛的今天所带来噪音污染十分严重。如何有效减少机械运行时带来的噪音是现在的相关人员和部门所必须考虑的问题，在工程机械方面对噪音的控制一般是传播途径的控制和噪音的声源控制，都可以一定程度的消除机械设备运行中产生的噪音。
二、噪音的来源和分类
根据机械所产生的噪音源的不同可以把噪音分位机械性噪声和空气动力性噪声。
1、空气动力性噪声
空气性噪声主要是气流（不稳定气流、高速气流等）与物体之间相互作用才产生的，比如喷射噪音、燃烧噪音和旋转噪音都是空气动力性噪音。
2、机械性噪音
机械性噪音主要是指机械固体的震动产生的，在机械设备的运行中会具有大量的震动，就会导致引起机械设备内部（金属板、齿轮和轴承）之间容易产生摩擦、碰撞、震动和旋转从而发出噪音。所以摩擦噪音、齿轮噪音、转动系统的震动噪音、定期作用力噪音电磁噪音和内部撞击带来的噪音等都是机械性噪音。
三、在机械设计中减震降噪的措施
1、使用消声技术
在机械设备的运转中震动是不可避免的，所以有时候对工程或者机械设备会采用一定的隔震技术，如今在工程中运用得比较广泛的是在预先设计的时候用阻力件与弹性原价在震动源、防震源和地基的物体进行连接。有效地隔绝或者减少震动来达到降噪的目的，因为弹簧振子和阻力件可以起到减少和隔离振动的作用来达到隔离震动降低噪音的目的。还有就是应用吸声技术，在使用这项技术的前提必须要选择吸声材料和结构。吸声技术用吸声材料所具有的导热性、内摩擦作用和粘治滞性的特点，借用空气和材料中细小的纤维震动，用热能进行转化利用然后进入到吸声材料空隙的声波声能，然后进而把这股热能消耗吸收点。一般为了控制机械设备运转产生的噪音，把吸声材料安装在屋顶和墙面效果十分明显。比如使用细的吸声棉放置机房顶，不仅可以直接对机房内部噪音处理对向外的辐射声也可以进行有效的处理，而且对用处传来的噪音也可以通过吸声处理来降低反射声。但是这一技术也是有着缺点处理声音来源比较近的直达声直接接受效果没有那么好，只能从远处传来的直达声变成反射声的处理吸声技术材料就可以发挥很大的作用，所以吸声材料的摆放位置十分重要。
2、使用消声器
一般分位2种对噪音消声进行划分，分位主动和被动消声控制。在如今的减震降噪中运用得十分广泛的就是被动控制法，在高精度的设备中一般采用主动消声技术，但是技术发展的年限比较短，有很大的进步空间。主动消声技术通过对有机结合干扰声音波和对噪音来源的抵抗，来达到消除或者大量降低噪音的来源。如今比较常见的就是小孔消声器和复合型消声器。只要安装到位可以对空气动力性噪声就行有效的控制降低，通过气流同时对噪音的传播能够有效的控制，但是消声器无法控制机械性噪音和其他传播途径。因为这种消声器降低噪声是沿着管道传播的，所以在排气口运用消声器来处理噪音效果是十分明显的，可以最大限度地把噪音降到最低。而且消声器不仅作为一个主动消声的手段还可以作为其他消声器材（消声百叶窗、消声坑）的辅助工具，因为是地下设备不仅不会占有过多的空间，而且施工起来也比较容易，也不会产生比较大的压强损失，对大量的气流运动有着明显的消解作用。消声百叶窗是如今比较先进的消声工具，可旋转阻力叶轮由着进气流来驱动，而且在不同的温度会产生不同阻力产生在叶轮轴承之间，从而有效的对噪音进行控制。
3、优化机械设备的内部结构
机械性噪音不是空气动力性噪音，是机械内部结构运转时所发出的噪音。这种噪音的发出不仅带来的污染还对机械的使用性能造成一定的影响，而且可能会伤害到机械的内部结构从而缩短机械的使用寿命。机械的主要工作方式为振动，所以结构振动辐射声占据全部声能的90%以上，所以为了达到降噪的目的。所以需要注重在机械设计中就需要考虑到降噪的因素和内部结构的优化，从源头上控制噪音。可以从两方面来努力，一是振动筛噪音和齿轮噪音。首先针对振动筛噪音，可以有针对性地对机械安装减振器或者改变内部轴承的滚动体结构。如果轴承相对运动要求没那么高，再根据实际情况选择减震器。然后在轴承体和振动筛体安装减振器降低机械运转带来的高频响应来达到降噪的目的，对于大型电动机、变压器和变频器的电磁力不平衡产生的电磁噪音，可以改变斜槽转子和气陗间距离来减少电磁噪音。针对齿轮组之间摩擦碰撞导致齿轮振动形成噪音，可以通过改变齿轮用人字齿轮或者斜齿轮来改变以前的直齿轮，让齿轮的力传递的更加均衡减少负荷。也是能够达到降噪的目的，当然也可以在设计的时候选择一些更加合适材料（内阻力性能好合金、高分子材料）来建设齿轮。因为齿轮的设计参数和粗糙度还有加工精度对齿轮产生的噪音大小都有影响。或者对齿轮的尺寸或者间陗进行改变修齿。20度为最佳让噪音能够有效的降低，这样对噪音都能够进行有效的控制。
4、选择更为合适机械作业实际情况的材料来建设机械设备
为了降低机械性噪音，在对机械设备的构建中。不仅要考虑优化机械内部结构还要对构建机械材料的选择中进行考虑。因为不同材料所具内阻力性能都是不一样的，内阻力就是材料受到激振力下，内部分子所吸收或者消耗能力和部件振动能力的大小，内阻力材料（铜、铝、铁）越小所消耗的振动能量就越小，在激振力的作用下所产生的噪音更大。内阻力越大材料，内部分子会把振动能量转换为热热消耗掉，比如合金和高分子材料。所以选择更大内阻力材料来构建机械设备可以达到良好的降噪效果。所以可以看出在材料的选择上不但要注重力学性能、工艺性能和化学物理性能还要考虑内阻力性能，可以根据生产需要、转速要求和强度等实际情况，考虑一些非金属材料比如前面提到了高分子和合金材料构建齿轮可以带来良好的降噪效果，所以可以看出材料的选择来构建机械设备对其运行时所产生噪音大小有着决定性的因素。所以有时候不必要盲目的选择金属材料可以根据实际情况选择内阻力大的材料进行替代来构建机械设备，能从噪音源控制消除噪音的产生或者大小。
四、结束语
如今机械在我国各项工程上面的普及范围是越来越大，所以不可避免带来了大量的噪音。机械噪音不但对机械的性能和使用寿命带来影响，更对居住环境和人身健康也带来了很大的危害。虽然如今的工业区已经远离城区，但是在厂区上班的工人无法避免。所以对机械噪音降噪和减震的研究一直在进行，所以可以从机械设计入手，合理使用消声器、消声技术、内部结构优化和构建设备的材料进行实施，达到机械设备运行更为正常和绿色化的脚步进行发展。
参考文献
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