减振降噪在机械设计中的应用探讨

前言

在振动、摩擦以及气流等众多因素的影响下，导致机械设备在运行时会产生很多噪声，不仅影响了工人的身心健康，同时也为周边环境带来了众多不良影响。

因此，机械设计人员应该充分意识到机械噪音的危害性，在进行机械设计时，采用多种减振降噪技术并进行合理应用，进而为人们创造一个健康的生活环境。

机械噪声来源

机械性噪声

机械性噪声主要是在固体振动的作用下产生的，比如，在磁性应力、撞击、交变机械应力以及摩擦等影响下，会导致机械设备的齿轮、金属板以及轴承等发生振动或者是碰撞，进而产生噪声。

机械性噪声主要体现在摩擦噪声、撞击噪声、齿轮噪声、结构噪声、电磁噪声、振动噪声、管路噪声以及轴承噪声等方面。

动力性噪声

动力性噪声的产生与气流具有密切关系，气流和物体之间的作用、高速气流以及不稳定气流等都会产生动力性噪声。

动力性噪声在机械制造业当中比较常见，主要体现在喷射噪声、排气噪声、涡流噪声、激波噪声、旋转噪声以及燃烧噪声等方面。

减振降噪在机械设计中的应用

合理选择设备材料

在机械设计过程中，需要对机械设备进行合理选材，既要对材料的工艺性能、力学性能、化学性能、物理性能、功能性以及经济性等进行充分考虑，也需要对材料的内阻尼性能进行仔细分析。

对于内阻尼性能来说，指的是在激振力的影响下，材料内部分子抑制构件振动以及消耗吸收能量等能力的大小。

在进行机械设计时，设计人员普遍喜欢将铜、铝以及铁等作为设计材料，这些材料的内阻尼比较小，不会消耗太多的振动能量，在激振力的影响下，构件会辐射出较强的噪声。而对于一些减振合金以及高分子材料来说，其内阻尼比较高，在受到激振力影响之后，合金内部会产生摩擦，进而产生振动损耗效应，实现振动能量向热能的转化，通过振动能量的消耗来降低噪声。

在对齿轮进行设计时，如果转速以及强度等要求较低，那么在材料选择方面可以选择非金属材料，进而增强降噪效果。

另外，对于面粉厂以及冶金厂等来说，通过非金属材料对齿轮进行制作，不仅可以降低噪声，同时也可以对腐蚀严重以及多粉尘的环境进行积极应对，改善了生产车间的工作条件。

注重结构优化

在机械设备进行运行时，会产生一些噪声，不仅引起了噪声污染，同时也会降低机械设备的使用性能，严重时会导致设备结构损坏，降低设备的应用效果。

对于齿轮箱以及振动筛等来说，其结构振动所辐射出的噪声约为总声能的93%，因此在进行机械设计时，需要做好机械设备的结构优化工作，进而对噪声源进行有效消除。对于齿轮噪声来说，是因齿轮组间的摩擦以及碰撞等而引起齿轮体振动，进而产生噪声。

在对齿轮进行优化设计时，可以从以下几个方面入手：

第一，用人字齿轮或者是斜齿轮等对直齿轮进行代替，增强齿轮力传递的均匀性，对冲击载荷进行有效避免；

第二，对齿侧间隙进行合理设计，做好齿轮的修齿工作；

第三，在齿轮运行过程中可以对润滑剂进行充分运用，减少齿轮摩擦；

第四，可以用高分子材料以及合金等对齿轮进行制作。

对于振动筛噪声来说，可以对轴承滚动体结构进行优化，或者是将减振器安装到机械设备上，进而实现减振降噪的目的。

具体而言，可以将机械振动的弹性元件和阻尼件等进行有效连接，通过浮筑地面防振技术以及隔振材料等对机械振动频率以及幅度等进行有效降低，进而对噪音产生进行有效防止。

电磁噪声主要是因为电磁力不均而引起机械振动，进而产生噪声。比如，变压器、电动机以及变频器等在运行过程中都会产生电磁噪声。其中，同步交流电动机和直流电动机的电磁噪声相同，可以通过斜槽转子以及气隙间距等的改进来降低电磁噪声。而对于交流异步电动机来说，可以通过闭口齿槽对高次谐波进行有效消除，或者是通过斜槽转子对高次谐波进行削弱，进而降低电磁噪声。

对吸声技术进行合理应用

吸声技术实际上就是对具有吸声功能的材料进行有效运用，将其作为机械材料的重要组成部分。

吸声材料的导热性以及粘滞性等都比较强，当声音进入材料缝隙时，材料纤维和声波会发生振动，进而产生热能，再迅速对其进行消耗，能够对声音传播进行有效阻止。

在进行机械设计时，可以在房屋顶部以及厂房内部等安装一些吸声材料，如此一来，不仅能够降低房内噪音，同时还可以对噪音传播进行有效避免。

对隔声技术进行合理应用

隔声技术实际上就是对具有隔声功能的材料进行有效运用，对房内噪声进行有效阻隔，进而实现降噪的目的。

为了对降噪效果进行有效保障，可以将隔声技术和吸声技术进行结合使用。在进行机械设计时，可以将隔声罩安装到设备筒体处，通过隔声罩对电机以及齿轮箱等进行有效隔离。

另外，也可以对隔声屏进行有效运用，结合实际需要，对隔声屏进行合理设计，进而阻挡噪音，为人们营造一个较为安静的生活环境。

对隔振技术进行合理应用

在设备运行过程中，必然会产生一些振动，而这些振动又会引发一些噪声，因此在进行机械设计时，需要为振动源制定一些防振措施，通过隔振技术对噪声进行有效降低。

隔振技术主要包括被动隔振技术和主动隔振技术两种，设计人员可以结合实际情况，对这两种技术进行合理应用。

具体而言，可以将机械振动的弹性元件和阻尼件等进行有效连接，通过防振技术以及隔振材料等对机械振动频率以及幅度等进行有效降低，进而对噪音产生进行有效防止。

对于隔振系统来说，其主要是由浮筑橡胶减振垫以及弹簧等要素构成的，其隔振原理为：在振动的作用下，浮筑橡胶减振垫以及弹簧等会进入到隔振系统当中，之后在系统当中对自身的隔离功能进行有效发挥，进而对由振动而产生的噪声进行有效降低。

对消声装置进行有效应用

如果噪声比较依赖空气动力，那么在进行机械设计时，可以对消声装置进行有效应用。

现阶段，比较常用的消声装置就是消声器，对其进行有效安装，可以对气流流通进行有效促进，在房内对噪音进行消除，可以对噪声传播进行有效避免。但是该技术对电磁噪声以及结构噪声等来说比较不适合，因此在应用过程中需要视噪声情况而定。

结语

减振降噪不仅是机械设计行业发展的必然选择，同时也是我国可持续发展战略对机械制造业提出的全新要求。

对于机械设计人员来说，应该增强对其的重视，在明确各种噪声源的基础上，结合实际情况，对设备材料选择、设备结构优化、吸声技术应用、隔声技术应用、隔振技术应用以及消声装置应用等技术进行合理运用，在减振降噪的基础上，实现机械制造和环境保护的协调发展。