淺論機械消音降噪結構設計優化措施

楊陽

【摘 要】從噪聲的定義來看，噪聲主要是指對人們學習、生活、工作等活動嚴生干擾的聲音。噪聲在生活中是隨處可見的，尤其是工程機械噪聲。過大的機械噪聲不僅會干擾人們的日常活動，還可能會對人們的身體健康嚴生威脅，因此要采取相應有效的措施對噪聲進行控制。本文在詳細分析了工程機械噪聲的種類以及嚴生原因之后，提出了一些相關的噪聲控制對策，以期降低機械噪聲，減少工程機械噪聲污染。

【關鍵詞】工程機械；降噪措施；噪聲

0 前言

工程機械運作時，由于機械零件之間會發生大量的摩擦，所以機械會在零件摩擦的作用下產生噪音。如果噪音的分貝較小，那么基本上不會對人們生活產生影響，但如果摩擦過大，機械噪音分貝過高，就會影響人們的生活，干擾機械操作人員的工作。 所以機械運作時，一定要嚴格控制好機械噪音，盡量將噪音減小到可接受范圍內。

1 噪聲的種類

工業革命以來我國工程機械行業的發展速度極快，尤其是在進入21世紀之后伴隨著人們對可持續性發展觀念的重視，在工程機械行業開保新技術和信息新技術的引入使得人們對工程機械性能的要求越來越高其舒適性以及運行時的噪聲控制的要求也越來越嚴格。機械噪聲的種類，也就是噪聲聲源的種類，包括噪聲產生的原因。 一般來講，工程機械在運作時最易產生噪音的部位便是發動機，原因動力發電運作，發電機做功會產生機械噪音。基本原理是因受到空氣動力、 機械傳動以及液壓等三種因素的同時影響。從這一現象來看，在處理工程機械機外噪聲聲源時，應當將發動機作為噪聲控制的主要對象，對發動機噪聲的種類和降噪措施作詳細分析。

1.1 結構振動引起的噪聲

在工程機械的發動機運行中，會因為內部燃燒過程中的各種動力對其內部構件產生沖擊力而發出一定的噪聲。這種噪聲是一種混合噪聲，由燃燒噪聲和機械噪聲共同組成。前者燃燒噪聲是指因為發動機內部油液燃燒引起的噪聲，而后者的機械噪聲主要指發動機運行中因運行速度過快，導致各構件所承受的壓力也相應加大，進而在撞擊"摩擦過程中發出的噪音。最強烈的機械噪音屬活塞的撞擊聲。

1.2 動力噪聲

所謂空氣動力噪聲主要是由空氣引起的，空氣動力噪聲就是指在發動機的運行中需要進入一定的空氣并排出一定的廢氣在此過程中所發出的噪聲。究其原因，發現這類噪聲產生的主要原因是因為空氣的快速流動，它在進入發動機之后因快速流動而與發動機內部零件發生了摩擦，從而產生噪聲。在發動機啟動和停止兩個瞬間所產生的進氣噪聲和排氣噪聲中，排氣噪聲相對要強烈，原因是發動機所產生的廢氣一般由廢氣管排出，而廢氣進入廢氣管的速度極快，這就很容易導致廢氣在廢氣管內形成強大的動量，從而產生強烈的噪音。

1.3 液壓系統產生的噪聲

工程機械運行時，液壓系統會因為同時運行而產生噪聲。一般在工程機械中，液壓傳動所產生的噪聲大都是因為馬達、液壓泵或者其他元配件在使用中因為各種壓力的作用而形成的。在今天，很多廠家在生產機械產品時為了提高機械的性能，大多會選擇采用功率比較的高的機械液壓系統或設備，這便使得液壓系統在運行時受到的壓力作用變得更大，隨之而產生的噪音也更大。

2 工程機械機外噪聲的處理方法

工程機械噪聲是機械運行所產生的，難以徹底消除的一種環境噪音，如果得不到合理有效的控制，它對機械的工作環境以及工廠附近居民的生活、工作都會造成影響，輕微者干擾人們的正常生活，嚴重者則有可能形成噪音污染。所以，在工程機械運行時，一定要嚴格控制好機械噪聲，采取有效的降噪處理措施，盡可能地減小噪音，將機械噪聲控制在正常的、不影響人們工作和生活的范圍內。

下面介紹幾種較為有效的機械噪聲控制方法。

2.1 結構振動噪聲的處理

由于結構振動噪聲分為兩種，即燃燒噪聲和機械噪聲。對于燃燒噪聲的控制主要是通過降低燃燒壓力的增長來完成的，可以通過選用改善油的品質、采用增壓技術、提高廢氣的再循環和改進燃燒室的結構等改進方法進行控制。燃燒與混合氣的構成、燃燒室的結構都有密切的關系，通過影響壓力的升高率和發火的延遲期，進而影響燃燒噪聲的大小。而控制機械噪聲的有效辦法主要是提高零件的加工精度。因此，在不影響工程機械設備使用和裝配要求的條件下，應當盡量減小氣缸與活塞之間的縫隙，只有這樣，才能減小活塞在運行過程中對氣缸壁的沖擊力，從而有效的達到降噪的目的。另外，還可以通過將活塞制造成上面小下面大的錐形或者在合金活塞上鑲嵌鋼片等方法措施來減小活塞與氣缸之間的間隙，從而取得一定的降噪效果。

2.2 空氣動力噪聲處理

空氣動力噪聲控制主要包括進排氣噪聲控制以及風扇噪聲控制。其中，對于進排氣噪聲的控制，可以設計合理的空濾器，加大空濾器的斷面面積或者長度以增大其容積；另外，還可使用排氣消聲器和進氣消聲器等。對于風扇噪聲的控制，由于風扇的葉片形狀直接影響其周圍的渦流強度，因此，將葉片形狀改成有適合彎度和較好流線型的，可有效降低其周邊的渦流強度，進而達到降低噪聲的目的。另外，采用高強度尼龍、玻璃鋼等有機合成材料也可降低噪聲。

2.3 液壓系統及駕駛室噪聲處理

工程機械設備的駕駛室是操作者工作的地方，若駕駛室噪聲過高，則會一定程度上影響到操作者的身心健康以及工作效率，嚴重的甚至會造成操作人員的過度疲勞，從而引發嚴重的事故。因此，工程機械設備如果配有駕駛室，則還應對駕駛室進行噪聲控制。由于工程機械設備的發動機安裝在駕駛室的后下方，所以應該采用結構設計、吸音隔音以及對駕駛室地板進行密封等有效措施來實施對駕駛室的噪聲控制。在駕駛室內的噪聲一般都是由外界的噪聲經由很小的孔洞或縫隙衍射進來，從而造成駕駛室內的板件振動與外界發動機的噪聲疊加而產生的。因此，可以在駕駛室的縫隙處嵌入泡沫塑料或橡膠一類的隔音材料來進行密封隔音；也可以在靠近發動機的地板處黏貼吸聲材料，從而對噪聲進行控制；另外，還可以在門板四周嵌加富有彈性的材料，從而可以將玻璃牢牢的嵌在彈性材料之中來防止噪聲。此外，在對機械設備的駕駛室進行設計和改進時還應對材料的尺寸"質量以及剛度等進行嚴格規定，同時安裝過程中加強板件疊加處的剛度，以此來減少由于振動而造成板件重疊處的二次輻射噪聲。最后，由于駕駛室安裝在車架上，因此還應在駕駛室與車架之間合理的配置減振器。

3 結語

綜上所述，引發機械產生噪聲的因素很多，工程機械噪聲的種類也比較多，諸如系統噪聲、振動噪聲以及空氣動力噪聲等等。鑒于工程機械噪聲所具有的環境危害性所以需要采取行之有效的措施對其進行控制，文中針對工程機械噪聲聲源不同，而提出的幾種相應的降噪處理方法其在降低工程機械噪聲，提高機械工作效率，減少噪聲污染等多方面都有著重要的作用。對于企業來說，降低工程機械噪聲，不僅可減少噪聲對環境的污染和危害，還能擴大企業產品的市場號召力為企業創造更大的經濟效益。

【參考文獻】

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[責任編輯：薛俊歌]