工程机械整机降噪技术研究
工程机械噪声声源分析及降噪处理研究
技术与检测Һ㊀工程机械噪声声源分析及降噪处理研究董宇岗摘㊀要:噪声也是工程机械评价指标的重要标准之一ꎮ工程机械的外部噪声会对人们的学习㊁生活㊁工作和健康构成威胁ꎮ施工机械外部噪声过高ꎬ会损害人的听力ꎬ甚至导致耳聋ꎬ对人体造成极大的危害ꎬ给人们的工作和生活带来很大的麻烦ꎬ还会降低机械设备本身的性能ꎬ对驾驶员造成很大的干扰ꎮ因此ꎬ要对工程机械噪声源有一定的认识ꎬ制订科学有效的噪声控制措施ꎮ关键词:工程机械ꎻ噪声声源分析ꎻ降噪处理ꎻ研究一㊁工程机械噪声产生的危害早在２０世纪６０年代ꎬ噪声就被列为全球三大危害之一ꎮ工程噪声来源广泛ꎬ对人体危害很大ꎮ首先ꎬ施工机械噪声过大会损害作业人员的听力ꎬ严重时可直接导致噪声性耳聋ꎮ其次ꎬ长期的工程机械噪声会对全身造成损害ꎬ如加快呼吸和脉搏ꎬ增加血压ꎬ降低胃液中的酸含量ꎬ削弱消化能力ꎬ容易分散注意力ꎬ神经紧张ꎬ头痛失眠等ꎬ此外ꎬ噪声还会降低机械设备性能ꎮ工程机械的噪声都来自振动ꎮ长期的振动会导致某些部件的早期疲劳损伤ꎬ从而降低工程机械的使用寿命ꎮ最后ꎬ过大的噪声会对驾驶员造成很大的干扰ꎬ对工程机械的安全运行构成极大的威胁ꎮ二㊁噪声种类及生源分析(一)结构振动噪声工程机械结构振动产生的噪声主要是发动机的工作噪声ꎮ发动机的结构振动噪声是其部件和内部的燃烧噪声ꎮ发动机表面和与发动机刚性连接的部件以振动的形式向大气辐射ꎬ从而传递噪声ꎮ工程机械结构振动产生的噪声有两种:燃烧噪声ꎻ机械噪声ꎮ在燃烧噪声中ꎬ柴油机是噪声源ꎮ通常ꎬ噪声的频率是中高频ꎮ机械噪声主要是由发动机引起的ꎮ在运转过程中ꎬ发动机转速极快ꎬ造成内部各部件的冲击ꎬ产生噪声ꎮ(二)空气动力噪声工程机械运行中空气动力学产生的噪声是由发动机的运转引起的ꎮ主要分为进气噪声㊁排气噪声和风扇噪声三类ꎮ进气噪声可分为涡流噪声㊁周期性压力波动噪声㊁进气管气柱共振噪声和气缸共振噪声等ꎮ排气噪声可分为三类ꎬ包括排气管内气柱共振产生的噪声㊁基频排气产生的噪声和排气射流产生的噪声ꎮ风机噪声由两部分组成:涡流噪声和旋转噪声ꎮ此外ꎬ机械中还安装了涡轮增压器ꎬ由于增压器的高速旋转ꎬ涡轮增压器会产生辐射噪声ꎮ(三)液压系统噪声液压系统是现代工程机械发展的重要组成部分ꎮ工程机械液压系统的噪声是由液压旋转引起的ꎮ工程机械液压系统的噪声主要是由液压元件中的油液流动引起的ꎮ当油在管道中流动时ꎬ系统产生的压力波动会引起液压元件的振动ꎬ从而形成液压系统的噪声ꎮ当设备的转速㊁压力和功率逐渐增大时ꎬ液压系统的辐射噪声也会增大ꎮ三㊁工程机械噪声的降噪处理措施由于噪声的危害ꎬ国家制订了相应的标准来规范工程机械的噪声排放ꎮ相关国家标准为ＧＢ１６７１０－２０１０«土方机械噪声限值»ꎮ相应的国际标准是欧盟噪声指令２０００/１４/ＥＣꎮ标准中有两个指标ꎮ一种是用声功率级(ＬＷＡ)来表示整机的辐射噪声ꎮ将设备视为点声源ꎬ通过测量半球上几个点的声压级(ＬＰＡ)来计算声功率级(ＬＷＡ)ꎮ另一个指标是驾驶室内驾驶员耳朵附近的噪声ꎬ它是由驾驶员耳朵位置测量的声压级(ＬＰＡ)来表示的ꎮ随着指标越来越严格ꎬ工程机械需要采取的降噪措施越来越多ꎬ生产厂家也需要加大投入ꎮ有两种方法可以降低噪声ꎮ第一是控制噪声源ꎬ从源头上采取措施ꎬ降低柴油机㊁风机和液压部件的噪声ꎮ第二是控制噪声传播方式ꎮ用降噪材料或产品制作一个罩ꎬ将噪声源遮盖ꎬ然后在里面粘贴吸声材料ꎬ以阻挡噪声的吸收ꎮ(一)控制噪声传播路径的方法空气中声音的隔离ꎮ柴油机㊁液压泵㊁消声器㊁风机等噪声部件用护罩遮盖ꎮ一些必须与外界沟通的地方ꎬ如散热器进气口ꎬ也应做成迷宫ꎬ防止噪声直接传出ꎮ对于会员工作的驾驶室ꎬ也应尽量密封ꎮ对于一些进出线管道ꎬ应使用穿线装置和穿管装置ꎮ玻璃采用夹层玻璃ꎬ减少玻璃辐射的噪声ꎮ结构辐射声隔离ꎮ结构辐射隔声是通过在弹性材料上反射声音和衰减声传播来实现的ꎮ材料层越软ꎬ体积越大ꎬ结构的隔声效果越好ꎮ例如驾驶室内的隔音地板垫ꎮ空气噪声的吸收ꎮ空气传播的噪声被发动机罩上的吸音材料吸收ꎮ结构辐射噪声的吸收ꎮ结构辐射声的吸收是通过附着在结构上的阻尼材料将声能转化为热能来实现的ꎮ附在墙板上的阻尼板属于此应用ꎮ(二)降低噪声源的方法对于柴油机变速箱液压件等采购件ꎬ我们需要使用低噪声辐射产品ꎮ对于风机噪声ꎬ我们可以采取措施:采用大直径㊁低速风机ꎮ采用非金属低噪声叶片风机ꎮ使用不等螺距的风扇ꎮ正确选择风扇和散热器之间的距离ꎮ采用硅油离合器风扇或液压马达驱动的独立风扇ꎮ对于柴油机ꎬ存在一些振动部件ꎬ需要选择合适的隔振器ꎬ减少振动部件的传递ꎬ降低振动部件产生的噪声ꎮ对于整车部件ꎬ还应考虑模态分布ꎬ使其不与振动部件发生共振ꎬ从而降低振动部件的噪声ꎮ四㊁结束语随着科学技术的发展和机械化水平的不断提高ꎬ机械设备在工程中得到了广泛的应用ꎮ在提高机械设备效率的同时ꎬ机械在使用过程中产生的噪声极为恶劣ꎬ对环境和人的影响非常恶劣ꎮ简述了工程机械外部噪声的危害ꎬ对工程机械外部噪声的噪声源控制和降噪处理进行了探讨和分析ꎮ在不影响机械设备正常使用的前提下ꎬ了解噪声源ꎬ采取经济㊁科学㊁合理㊁有效的降噪措施ꎬ有效地控制施工机械的外部噪声ꎮ作者简介:董宇岗ꎬ男ꎬ河北省邢台市ꎬ研究方向:机械工程ꎮ５０１。
工程机械的噪声控制与振动抑制
工程机械的噪声控制与振动抑制在工程机械的使用过程中，噪声和振动问题一直备受关注。
噪声和振动的产生不仅影响了机械设备的正常工作，还对周围的环境和人们的生活造成了不利影响。
因此，工程机械的噪声控制与振动抑制成为工程领域的重要研究方向。
本文将介绍工程机械噪声控制和振动抑制的相关技术和方法，以期提高工程机械的使用效果和环境质量。
一、噪声控制技术噪声控制是工程机械中噪声问题的关键解决方案。
噪声的来源主要包括发动机、液压系统、传动装置等。
以下介绍一些常见的噪声控制技术：1. 发动机噪声控制发动机是工程机械中噪声最主要的来源之一。
为了减少发动机噪声，可以采用隔声罩进行包裹，通过吸声材料和降噪构件来减少噪音的传播。
此外，通过改变发动机的结构和调整排气系统，也可以有效降低发动机噪声。
2. 液压系统噪声控制工程机械中常使用的液压系统往往会产生较高的噪声。
为了控制液压系统噪声，可以采用一些减振措施，如添加吸振材料，减少液压回路中的压力脉动等。
另外，优化液压系统的设计和改进泵的结构也可以有效降低噪声。
3. 传动装置噪声控制传动装置是工程机械噪声的主要来源之一。
通过优化传动装置的结构和选用低噪声的传动件，可以减少传动装置的噪声产生。
此外，添加噪声吸收材料和减震装置也是有效的降噪措施。
二、振动抑制技术振动是工程机械中另一个重要的问题。
振动不仅会引起机械设备的磨损和损坏，还会对操作人员的身体健康产生负面影响。
以下介绍几种常见的振动抑制技术：1. 结构设计优化通过优化工程机械的结构设计，可以减少振动的产生和传播。
例如，增加结构的刚度和强度，改善耦合件的连接方式等，可以显著地减少振动的影响。
2. 振动吸收材料的应用振动吸收材料可以有效减少机械设备的振动，使振动能量转化为热能或其他形式的能量。
通过在关键部位添加振动吸收材料，可以有效抑制振动的传播。
3. 主动振动控制技术主动振动控制技术采用传感器、控制器和执行器等装置，通过对机械设备的振动进行实时监测和控制，以实现振动的抑制和控制。
机械系统的降噪技术与声学优化设计
机械系统的降噪技术与声学优化设计绪论机械系统的噪声是制约工程设备稳定运行和使用环境质量的一项重要因素。
随着工业化的发展以及人们对生活质量要求的提高，降低机械噪声已成为一个不可忽视的问题。
本文将探讨机械系统的降噪技术和声学优化设计方法，以期提供一些有益的参考和启示。
一、降噪技术的基本原理降噪技术的基本原理是通过消除或减弱噪声源的振动、噪声的传播路径以及接收端的噪声，从而降低机械系统产生的噪声。
具体来说，可从以下几个方面着手进行降噪处理。
1. 噪声源的振动控制机械设备在运行过程中会产生振动，这些振动会通过传导或辐射形式传播并产生噪声。
因此，减少振动是降低机械系统噪声的有效途径。
振动控制可通过以下措施实现：（1）增加质量：通过增加物体的质量可以减少其振动幅度，从而降低噪声的产生。
例如，在汽车发动机上增加一层质量块可以显著减少发动机的振动和噪声。
（2）改变振动传导路径：通过改变机械设备中振动的传导路径，可以减少振动传导到固定结构或其他部件上产生的噪声。
如通过加装减振橡胶垫等措施。
（3）使用主动消振技术：主动振动控制技术能够实时地感知和相消机械设备的振动，从而减少噪声的产生。
这种技术需要配备传感器、控制器和执行器等设备，能够根据振动信号的特征及时进行调整。
2. 噪声的传播控制噪声的传播路径是指噪声从噪声源到接收点之间的传播途径，控制噪声的传播路径能够有效降低噪声的传播和接收。
（1）屏蔽隔离：通过在噪声源和接收点之间设置隔离屏蔽结构，例如围墙、隔音门窗等，可以阻断噪声的传播，减少噪声的接收。
（2）改变传播介质：通过改变噪声传播的介质，例如通过在空气中喷射水雾或添加吸音材料，可以减少噪声的传播和接收。
3. 噪声接收端的控制当机械噪声无法从源头降低或传播路径进行控制时，可以通过对噪声接收端进行控制来降低噪声的影响。
（1）隔音材料：在噪声接收点周围应用吸音材料可以吸收噪声能量，减少噪声的接收。
（2）降噪装置：在需要保证噪声接收点的安静环境时，可以采用活塞体消声器、排气消声器等降噪装置，对噪声进行二次消音。
工程机械噪声声源及降噪处理研究
工程机械噪声声源及降噪处理研究近年来，随着工程机械的大量应用，工程机械噪声对于相关从业人员的健康危害越来越需要得到重视。
笔者结合自身的经验，对噪声的声源进行了有针对性的分析，并且根据此提出了相应的解决措施，希望能够对相关的工作人员有所帮助。
工程机械在工作过程中会产生各种各样的噪声。
长期在高噪音环境下工作会对健康产生很大的危害，噪音越大危害越大。
一般噪声的声压级LPA≤80dB（A）认为对听力不会产生损害，但是小于70dB（A）才会使人感到稍微舒适。
国外先进产品都已经把驾驶室内司机的耳旁噪声LPA降低到了70dB（A）以下。
1工程机械噪声源分类1.1动力系统噪声动力系统噪声包括柴油机本体的噪声，配套的风扇散热器的风动噪声，配套的进气系统和排气系统的噪声。
①柴油机噪声包括：机械噪声，燃烧噪声，空气动力噪声。
见表1。
柴油机本体的噪声由柴油机厂家的能力决定，选型时选择噪声低厂家的产品。
②配套的风扇和散热器的风动噪声。
风扇和散热器组合产生的风动噪声一般来说是工程机械最大的噪声源。
风扇噪声由旋转噪声和涡流噪声组成。
旋转噪声是由于旋转的叶片切割空气引起空气的压力脉动产生的。
涡流噪声是风扇转动使周围空气产生涡流。
涡流分裂使空气发的生扰动产生的。
风扇噪声随着风扇转速的增加而增大。
③进排气噪声由柴油机的进气系统和排气系统产生。
1.2传动系统及工作装置噪声工程机械的传动系统如变速箱传动轴及工作装置如压路机的振动轮、钻机钻头，铣刨机的铣刨刀，这些部件工作时也会产生很大的噪声。
1.3液压系统的噪声工程机械的液压系统包括液压泵、液压马达、液压阀、液压缸，这些部件工作时也会产生噪声。
液压噪声包括固体振动噪声和流体振动噪声。
固体振动噪声是由零件在往复运动中和旋转运动中产生。
流体振动噪声是由于流体在孔道、管路中内流动时速度、压力和方向的不断变化，使流体产生扰动、漩涡、湍流、气穴和冲击等形成。
2工程机械噪声源识别方法知道了噪声的来源后，下一步就是找出哪里是主要的噪声源。
机械工程中的噪声控制与降噪方法研究
机械工程中的噪声控制与降噪方法研究噪声问题是机械工程中一个重要的挑战，不仅影响着工作环境舒适度，也可能对人类健康造成负面影响。
因此，研究机械工程中的噪声控制与降噪方法具有非常重要的意义。
本文将从减少噪声源、改进工程设计以及利用材料和技术进行噪声控制等多个角度深入探讨这一话题。
1. 噪声源的减少要实现噪声控制和降噪，首先需要从源头减少噪声的产生。
在机械工程中，包括发动机、电机、风扇等在内的各种设备都是主要的噪声源。
通过减少这些设备的噪声产生，可以有效地控制噪声的扩散。
在噪声控制方面，一种常用的方法是改进设备的设计，例如通过优化结构、降低震动等方式降低噪声产生。
此外，对于一些固定的噪声源，例如工厂机器和设备，可以考虑对其进行隔离或者外包装，以减少噪声传播到周围环境中。
2. 改进工程设计除了减少噪声源的产生，改进工程设计也是一个重要的噪声控制方法。
在机械工程中，很多设备和机器都需要进行布置和排列，因此在设计中考虑噪声传播的路径以及设备之间的相互影响是至关重要的。
一种常见的设计方法是合理布置设备的位置和方向，以减少噪声传播的路径。
例如，在工厂车间中，可以将产生噪声的机器放置在相对较远的地方，这样可以减少噪声对工人的干扰。
此外，通过使用隔音材料对设备进行包裹，也可以有效地降低噪声的传播。
3. 利用材料和技术进行噪声控制除了改进设计，利用适当的材料和技术也是机械工程中常用的噪声控制方法。
在材料方面，选择具有隔声效果的材料可以有效地吸收噪声，减少噪声传播的路径。
例如，聚氨酯泡沫、玻璃纤维以及各种复合材料都是常用的隔声材料。
另外，现代技术的应用也为噪声控制提供了更多的解决方案。
例如，主动噪声控制技术利用传感器和反馈系统可以实时检测和补偿噪声源的声波，从而实现噪声的降低。
同时，借助数值模拟和计算机辅助设计，可以更好地预测和优化噪声控制策略。
总结起来，机械工程中的噪声控制与降噪方法是多方面的，涉及到减少噪声源的产生、改进工程设计以及利用材料和技术进行噪声控制等多个方面。
机械振动控制与噪声减少技术的研究与应用
机械振动控制与噪声减少技术的研究与应用摘要：机械振动控制与噪声减少技术一直是工程领域中备受关注的研究方向之一。
本论文旨在系统地探讨机械振动控制与噪声减少技术的研究和应用，通过分析现有研究成果和工程实践案例，提出了一些有效的方法和策略，以减少机械振动对设备和环境的不利影响，为工程领域提供了有益的参考。
关键词：机械振动、噪声减少、振动控制、工程应用机械振动是工程领域中常见的问题之一，它不仅会影响机械设备的性能和寿命，还会产生噪声，对人类健康和环境造成不利影响。
因此，研究机械振动控制与噪声减少技术具有重要的工程应用价值。
本论文将围绕这一主题展开讨论，首先回顾相关文献，然后提出几种有效的振动控制和噪声减少方法，最后通过实例分析和数值模拟验证这些方法的可行性和有效性。
一、机械振动的产生与特性机械振动是由于机械系统中的不平衡、激励力或不稳定运动引起的机械部件的周期性或非周期性振动。
机械旋转部件中的不平衡质量会导致离心力的产生，从而引发振动。
外部力、压力或激励源对机械系统的作用，如引擎的爆燃、电动机的运转等。
转子部件的不平衡会导致旋转机械的振动，如离心泵、风扇等。
机械结构的变形、材料的弹性特性也会引发振动。
机械系统遭受外部冲击或碰撞，导致瞬间振动的产生。
机械振动通常表现出一些重要的特性和参数，这些参数对于振动控制和噪声减少至关重要。
振动的最大位移或偏移，反映了振动的幅度大小。
振动的周期性，通常以赫兹（Hz）为单位表示，不同频率的振动对系统和环境影响不同。
振动的相位差，描述了不同振动分量之间的时间关系。
机械系统的振动模态是指不同的振动形式和特征，了解和分析这些模态对振动控制至关重要。
通过对振动信号进行频谱分析，可以确定不同频率成分的强度和分布，有助于识别振动源和特性。
机械振动的特性和参数是分析和控制振动的关键基础，了解其产生机制和特点对于有效地减少机械振动的不良影响和噪声的传播至关重要。
在接下来的部分，将探讨机械振动的控制技术和噪声减少方法，以更好地理解如何应对这一重要问题。
机械传动系统噪声控制与降噪技术研究
机械传动系统噪声控制与降噪技术研究引言机械传动系统广泛应用于各个领域，如汽车制造、工业机械等。
然而，机械传动系统常常伴随着噪声问题，对于人们的生产和生活环境都带来了困扰。
因此，研究机械传动系统噪声控制与降噪技术具有重要意义。
本文将探讨机械传动系统噪声的源头、传播途径以及目前常用的降噪技术，并提出一种新颖的降噪方法。
噪声产生源头分析机械传动系统的噪声主要来自以下几个方面：机械运动的摩擦、冲击、振动和流体介质的流动等。
首先，当机械运动时，不可避免地会产生摩擦噪声。
摩擦是机械传动系统中的普遍现象，包括轮齿啮合、轴承摩擦等，这些摩擦力会转化为声能并传播出来。
其次，冲击噪声是机械传动系统中常见的噪声类型。
当机械传动系统中的零部件由于间隙、几何形状等原因发生相对运动时，会产生冲击噪声。
另外，机械传动系统中的振动也是噪声的重要源头。
当机械零部件运动过程中受到外力或其他干扰时，会引起机械振动，并将振动能量转化为声能。
最后，流体介质的流动也会产生噪声。
当液体或气体在机械传动系统中流动时会产生涡流和湍流，这些湍流噪声会导致系统噪声的增加。
噪声传播途径分析机械传动系统噪声的传播途径多种多样。
首先，空气传导是最常见的传播途径，机械传动系统中的噪声通过空气震动传导至周围环境，进而影响到人类听觉系统。
其次，机械传动系统中的噪声还可以通过机械结构传导到其他设备或结构体上，甚至传导到周围地面和墙壁上，进一步扩大了噪声的影响范围。
此外，机械传动系统中的噪声还可以通过管道和管路传导至其他位置，甚至传导到大气中。
噪声的传播途径主要取决于噪声的频率特性、传播距离以及传播介质的特性等因素。
常用的降噪技术综述目前，对于机械传动系统噪声的控制与降噪，存在着多种常用的技术手段和方法。
以下将综述其中几种主要技术。
1.结构优化技术：通过对机械传动系统的结构进行优化设计，减小振动和噪声的产生和传播，以降低系统噪声水平。
2.阻尼技术：在机械传动系统中添加阻尼措施，如阻尼材料、阻尼器等，能够有效吸收振动能量，达到降低噪声的目的。
工程机械降噪处理方案
工程机械降噪处理方案一、前言随着现代工程机械的广泛应用，由于其作业时产生的噪音对环境和人体健康造成的影响日益凸显。
因此，工程机械降噪处理成为了一个亟待解决的问题。
本文将从原理分析、降噪措施和案例分析三个方面介绍工程机械降噪处理方案。
二、原理分析工程机械作业时产生的噪音主要来源于以下几个方面：发动机、液压系统、传动系统、作业设备和振动设备。
因此，降噪处理应该从这几个方面入手。
1. 发动机发动机是工程机械产生噪音的主要来源之一。
降低发动机噪音的措施可以从以下方面来进行：使用先进的燃烧技术，采用高效率的排气消声器，加装消声罩等。
2. 液压系统液压系统在工程机械中起到了重要的作用，但也会产生一定的噪音。
要降低液压系统噪音，可以通过使用低噪音泵、减震装置和减压阀等措施。
3. 传动系统传动系统是工程机械中一个关键的部件，但也是噪音产生的重要来源之一。
采用低噪音齿轮、减震装置和密封件等措施可以有效降低传动系统噪音。
4. 作业设备作业设备是工程机械作业时产生噪音的主要来源之一。
如挖掘机的铲斗、起重机的吊臂等。
采用减震材料、加装减震器和优化设计等措施可以降低作业设备产生的噪音。
5. 振动设备振动设备在工程机械中广泛应用，但也会产生一定的噪音。
可以采用减震材料、减震器和减振技术等措施来降低振动设备产生的噪音。
三、降噪措施在进行工程机械降噪处理时，可以根据原理分析提出的降噪措施来综合考虑，制定相应的降噪方案。
下面对常见的降噪措施进行具体介绍。
1. 使用低噪音部件在工程机械的设计中，可以选择低噪音的发动机、液压泵、传动齿轮等部件，以降低整机噪音水平。
这需要工程师在设计时充分考虑降噪要求，选择适合的低噪音部件。
2. 加装消声设备在工程机械上可以加装消声器、消声罩、隔音板等消声设备，有效降低工程机械的噪音水平。
这种降噪措施通常是在现有设备上进行改造和加装，投入成本较低，效果显著。
3. 设计优化在工程机械设计阶段，可以通过对振动设备结构进行优化设计，减小振动，从而降低噪音。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2018年12月1研究背景随着工程机械的发展,噪声已成为评价机械质量的重要指标之一。
工程机械的噪声主要来自行走系统运转、发动机振动、传动系统和液压系统运转、轮胎与路面摩擦、车体与空气摩擦、车体钢板与其它部件共振等[1-2]。
国外的工程机械主要通过降低行走系统噪声、发动机振源噪声、风扇转动噪声及驾驶室噪声等来降低整机噪声,而国内在这方面的研究尚有不足。
国内的工程机械整机噪声水平与国外机械噪声水平的差距较大,这也是制约国内产品外销的壁垒之一。
国内的机械产品要想取得长足发展,必须解决整机噪声问题。
笔者以SD-3系列推土机为例,对工程机械噪声来源及降噪措施进行了研究。
2噪声研究现状我国对噪声的研究起步较晚,与发达国家相比,水平差距较大。
国外对机械噪声的研究较早,欧美等发达国家于20世纪60年代就开始了对车内噪声特性的研究,并且将研究成果应用于产品开发中。
我国对工程机械噪声的研究开始于20世纪末,初期的研究主要集中于如何被动降低驾驶室噪声。
随着技术的更新,逐渐开始考虑从动力源方面进行降噪,继而延展到整机。
马锐等[3]通过对发动机噪声进行试验和分析,得到发动机噪声随转速变化的规律,并结合某型号发动机噪声频谱试验结果,验证了发动机转速对噪声的影响,建议生产厂家在整机其它性能要求许可的前提下,选用低转速发动机。
熊博[4]运用三维声强测试法找出发动机主要噪声源所在的区域,应用Workbench 软件对发动机室内和风扇系统内的流场进行了数值仿真,着重对风扇导流罩的参数进行了改进,对改进后的风扇系统进行了噪声测试,使整体噪声声压级下降0.8dB (A )左右。
另一方面,与发达国家相比,我国机械噪声标准的要求较低。
2010年,国家颁布GB 16710—2010《土方机械噪声限值》标准,规定工程机械司机耳旁噪声限值、机外辐射噪声声功率级与标定功率间的关系,规定标定功工程机械整机降噪技术研究□季有昌山东科技职业学院机械工程系山东潍坊261053摘要:以推土机为例,对工程机械的整机降噪技术进行了研究。
分析了噪声的产生机理,对推土机的行走部分进行了减振降噪设计。
选用低转速发动机,进行了发动机侧罩降噪设计,在发动机空滤器与上罩连接部位设置密封垫。
对推土机上罩、地板架、燃油箱、工作油箱等采用弹性安装,并进行了驾驶室降噪设计。
通过以上降噪措施,将推土机机外噪声控制在100dB (A )以内,将司机耳旁噪声控制在80dB (A )以内,达到了标准要求。
关键词:工程机械推土机噪声中图分类号:TH122;TU623文献标志码:A文章编号:1000-4998(2019)06-0045-05Abstract :Taking the bulldozer as an example,the noise reduction technology of the complete machineof the construction machinery was studied.The mechanism of noise generation was analyzed,and the vibration damping and noise reduction design of the walking part of the bulldozer wascarried out.The low speed engine was selected,and the noise reduction design of engine side cover was adopted,and a gasket was arranged at the interconnecting portion between the engine air filter and the upper cover.The upper cover of the bulldozer including the floor frame,fuel tank,work tank,etc.were elastically installed,and thenoise reduction design for the cab was carried out.Through the above noise reduction measures,the noise outside the bulldozer can be controlled within 100dB (A ),and the driver's ear noise can be controlled within 80dB (A ),which meet the standard requirements.Key Words :Construction MachineryBulldozerNoise研究·开发率为40kW~500kW 时的机外发射噪声不高于87+13lg P dB (A ),司机耳旁噪声不高于92dB (A )[5]。
而欧盟CE 认证的标准噪声限值要求机外发射噪声不得高于87+11lg P dB (A ),司机耳旁噪声不得高于80dB (A )。
可见,我国噪声标准要求较低。
3工程机械降噪措施笔者以SD-3系列推土机为例,主要从行走系统减振、发动机系统减振、弹性安装、驾驶室减振四个方面来进行降噪研究[6]。
3.1行走系统减振履带式推土机在行走和作业时,由于地面凹凸不平,履带时而与凸起的石块接触,时而与凹陷的石块接触,振动和噪声伴随行走和作业的整个过程。
来自不平地面的振动,会通过履带板传递至传动系统与驾驶室。
若整车持续处于较大的振动中,则会对其它零部件造成破坏。
持续的噪声传递至驾驶室,会使司机产生早期疲劳,严重影响司机的作业安全和身体健康。
目前,履带式推土机降低噪声的措施主要有两种。
一种是在四轮的轮缘处附上阻尼材料,通常为橡胶材料,再外加一层弹性约束层材料,成为弹性约束层组合结构[7]。
另一种是用弹性悬挂结构代替刚性悬挂结构,缓冲地面对整机的冲击,降低作业噪声。
刚性悬挂支重轮在行驶时会受到高低不平地面的影响,产生较大的噪声,这是履带式推土机噪声大且功率难以发挥的重要原因。
为解决以上问题,在行走系统中采用弹性悬挂结构来代替刚性悬挂结构。
目前,弹性悬挂有X 悬挂和[8]支重轮转向架上安装了橡胶垫,在履带经过不平路面时,地面噪声不再是刚性直接传递至车身,从而缓冲地面传来的振动,降低作业噪声。
3.2发动机系统减振3.2.1采用低速发动机发动机是工程机械的心脏,也是最主要的噪声源。
发动机噪声来源有风扇转动噪声、气缸运转噪声、排气噪声等[9],风扇噪声最为主要。
可见,就噪声源而言,可选用低速发动机来达到降低噪声的目的。
3.2.2发动机侧罩降噪噪声在传播时会遇到障碍物,如发动机侧罩、发动机附件等,部分噪声会被障碍物吸附掉,部分噪声则反射回去[9]。
基于此,可以在发动机周围的防护罩内侧粘贴消声海绵,达到大量吸附噪声的目的。
此外,可以采取隔断措施,将噪声阻断至密闭空间内。
发动机四周用密闭防护罩包围起来,最大限度地将噪声阻断。
在设计防护罩时,充分考虑提高防护罩刚性的措施,如在防护罩内侧焊接加强筋、设计加强凸起等。
防护罩在满足使用要求的前提下,尽量少开孔,以减小防护罩的振动频率。
发动机侧罩内壁粘贴消声海绵,将发动机传递至海绵上的噪声吸附进去,使只有少量噪声传递至侧罩外。
此外,消声海绵还可起到密封作用。
在发动机侧罩上采用橡胶材料。
橡胶作为优秀的减振材料,在各个工业领域中有广泛应用。
橡胶的特点是弹性高、黏性高[10],具有减振、吸声、密封的作用,还具有较强的防老化性能。
图2所示为SD-3系列推土机发动机侧罩上应用的新型密封条,材料为CR-20,可以起到减振作用。
在发动机空滤器与上罩的连接部位间隙用密封垫密封,阻止发动机的噪声外传。
这样的做法同时还可以缓冲上罩的振动。
空滤器与上罩间的密封垫如图3所示。
3.3弹性安装工程机械中,两种金属材料接触的部位为刚性连接。
作业时,金属连接的部位由于作业工况和作业介质的不同,易产生碰撞摩擦,甚至跳动的现象。
因此,刚性连接部位会撞击,产生很大的噪声。
在某推土机上多个外转向架橡胶垫主旋转轴支重轮研究·开发内转向架部位采用弹性连接来代替刚性连接,能够大大降低因碰撞而产生的噪声。
3.3.1上罩与前机罩间弹性安装在安装上罩时,增加减振垫,能降低上罩与前机罩接触时产生的噪声,如图4和图5所示。
地板架减振结构如图6所示。
改进前,地板架减振结构主要为一个普通弹性垫块,在螺栓拧紧后,相当于完全刚性连接,无减振作用。
改进后,地板架减振结构的关键在于两减振垫中间轴向安装有一个套管,套管的长度小于两个垫圈之间的距离。
在螺栓拧紧后,套管与两个垫圈间仍有间隙,在经过不平路面时,减振垫因颠簸而使压缩量发生变化,实现减振功能。
若突然受到巨大振动,则套管的间隙被消除,可有效保护减振垫不被压溃。
图7所示为某推土机地板架安装减振垫的实际应用。
3.3.3燃油箱和工作油箱在推土机的燃油箱和工作油箱的底部,均设计有减振垫,避免油箱与翼板间的刚性连接。
整车在颠簸工地板架弹性块支架▲图6地板架减振结构地板垫圈减振垫支架减振垫垫圈(b)改进后(a)改进前研究·开发(下转第62页)况下作业时,减振垫能降低因油箱与翼板间撞击而产生的噪声。
此外,减振垫能够有效保护油箱,防止油箱损坏。
3.4驾驶室减振驾驶室为相对密闭的环境,若密封不好,在门关闭后,来自发动机振动、传动系统和液压系统运转、轮胎与路面摩擦,以及车体钢板与各部件共振产生的噪声,通过空气或固体件振动传至驾驶室,导致驾驶室噪声过大。
驾驶室降噪可从三个方面着手。
3.4.1采用刚性设计对驾驶室进行如下设计:①驾驶室的主要立柱和横梁设计为方钢、箱体或异形钢管结构[11];②驾驶室拐角处用U 形板或三角形板进行加强;③在变形大的薄板处贴厚度较大的钢板,以提高刚度[12-13];④整个驾驶室组焊成多个部件,校形后再组装焊接;⑤A 、B 、C 柱及门框等部位可使用定制异形钢管。
在SD-3系列推土机产品中,驾驶室采用了刚性的设计方法,外形为六面体,主要立柱和横梁多采用箱形、薄板结构件及异形钢管结构整体制作,刚度大,振动小。
3.4.2采用密封设计若驾驶室仅为金属框架结构,则进入驾驶室的噪声会在驾驶室各个侧面间来回反射且衰减较慢,司机会感觉自己处在一个由多种声音混合的环境中,这会对司机造成较大伤害。
因此,驾驶室内要设计内饰覆盖件,并且要在接触面积较大的部位粘贴消声材料,如驾驶室上顶、驾驶室后侧玻璃以下等部位。
目前,应用较普遍的有三聚氰胺泡沫塑料、消声海绵、自粘式消声毛粘等[13]。