工程機械噪聲與控制分析
http://www.uilowg.live 2019-11-07 13:55:25 《基層建設》

  隨著我國經濟的發展,各種工程規模不斷擴大、數量不斷增多,這些工程在給造福于人們并促進我國綜合國力提高的同時,也在一定程度上帶來一些工程機械噪聲的問題。工程機械噪聲的存在,不僅給工程機械的使用壽命帶來不利影響,還在很大程度上給人們的身心健康和正常生活帶來危害。這就要求我們,必須對工程機械噪聲予以高度的重視,設法將工程機械的噪聲降到最低。本文對工程機械噪聲原理以及控制策略進行分析。

  1工程機械噪聲的危害

  在當前工業化社會,噪聲危害已經成為影響人們身心健康的重要危害之一,受到了社會各界的廣泛關注。而對于工程機械噪聲而言,其危害主要表現在三個方面:對于人體健康的危害。對于正常人而言,如果周邊環境長期存在著強烈的噪聲,則其聽力系統必然會受到影響,造成聽力下降甚至耳聾等問題。同時,噪聲的存在還可能損害人體的其他技能,導致血壓升高、注意力分散、神經緊張、失眠等癥狀;會導致駕駛員迅速疲勞,影響工程機械的作業安全;對于工程機械而言,噪聲大都是由振動現象引發的,振動的存在可能會導致機械內部相關部件的損壞,降低工程機械的使用壽命。因此,做好工程機械的噪聲控制,直接影響著工程機械產品工作的安全性、平順性和耐久性,需要相關人員的重視,做好噪聲的控制工作。

  2工程機械噪聲的原理

  1、發動機噪聲產生機理。發動機是工程機械運行的核心部件,通常也是產生噪聲的主要部件。對輪胎式裝載機而言,發動機噪聲來源于四個方面。

  (1)內燃機噪聲。內燃機運行中,如果所采用的密封罩精度不夠,會加大噪聲外泄;如果彈性支承技術不成熟,也會增加內燃機噪聲程度;如果發動機轉速過快,也會導致所產生的噪聲加大。在內燃機研發和生產過程中,部分生產廠商的機體剛度不達標,會加大內燃機震動,從而導致噪聲分貝升高;部分廠商在內燃機油底殼材料選用方面為了節省成本,沒有采用高標準的復合板油底殼,不僅導致油耗增加,而且也是加大噪聲的重要因素之一。

  (2)進氣噪聲。從空氣動力學角度來看,發動機進氣也是產生噪音的主要因素之一。在發動機運行速度越快的情況下,進氣噪聲分貝越高,對機械操作人員的影響也越大。當發動機為非增壓類型時,不僅會由于氣缸的共振而形成噪聲,而且會產生脈動噪聲、渦流噪聲。當發動機為增壓類型時,由于增壓器的運作過程存在較大振動,會產生大量噪聲。此時,如果在增壓器上沒有安裝消聲器或者所安裝的消聲器不符合技術標準,會導致噪聲不受阻滯。

  (3)排氣噪聲。工程機械排氣過程中,氣門座受氣流的脈動影響而產生噪聲。尤其是當排除的氣流邊界受到不規則物體阻擋時,會鏟射大量脈動噪聲。即使排氣口工藝光滑,也會產生一定量的噴流噪聲。在輪胎式裝載機等工程機械設計時,通常需要考慮配置排氣系統消聲器。然而,運行過程中,由于操作人員失誤或者消聲器破壞等因素的存在,排氣口噪聲不能被有效約束。由于設計直徑偏小,當機械運行負荷較大時,也會加大排氣氣流運行速度,導致噪聲偏大。

  (4)風扇噪聲。輪胎式裝載機等工程機械運行過程中,為了避免機械本身溫度過高,需要安裝冷卻風扇。然而,冷卻風扇轉動時會引發周圍氣流擾動,從而產生噪聲。風扇結構設計存在較大缺陷時,運行時空氣阻力較大,便會形成噪聲。即使風扇結構合理,護風圈的存在也會引起空氣共振,產生一定量的噪聲。

  2、液壓系統噪聲。輪胎式裝載機等工程機械運行時,為了增加機械壽命、降低機械運行溫度,會設置液壓裝置。從機械運行實踐來看,液壓系統所產生的噪聲較為常見。該類裝置所產生的噪聲體現在如下兩方面。一方面,當空氣進入液壓系統后會形成氣泡,液體溫度升高時,氣泡爆炸產生噪聲。如果液壓裝置的排氣設置不科學或者被阻塞,進入的空氣不能夠及時被排到液壓裝置外,就會導致“空穴”存在,致使噪聲現象長期不得解決。另一方面,液壓馬達長期運行后不可避免會出現磨損,導致液壓裝置的部件出現松動和間隙,致使該裝置出現震動,進一步產生噪聲。

  3工程機械噪聲的控制策略

  1、選擇合理的工程機械設備的材料。工程機械設備的材料在很大程度上決定了噪聲的大小,這就要求我們,必須合理地選擇工程機械設備的材料。這就要求我們,在確定材料的性能符合常規要求的前提下,注重關注材料的內阻尼性能,內阻尼性能是材料內部分析在吸收一定的能量或受到振動之后對振動抑制能力的大小,這也就是,內阻尼性能較好的材料產生的噪聲較小,而內阻尼性能較差的材料產生的噪聲就比較大。現階段,市面上的高分子材料比主要的金屬材料如鐵、鋁和銅材料的內阻尼性能要好很多,在相同的狀態下,高分子材料能夠利用內部的摩擦產生損耗反應,從而把一些振動的能量轉換為熱能消耗掉,這樣就實現了對工程機械噪聲的控制。所以,在符合條件的前提下,我們可以適當采用一些高分子材料來對工程機械噪聲進行控制。

  2、安裝隔聲裝置。安裝隔聲裝置是控制工程機械噪聲一個重要的策略,其降噪原理是利用各種聲音傳播性能較差的材料來使噪聲的經過時內耗減少,進而阻止噪聲的有效傳播。例如,當前很多絲織廠都在機房內部安裝了吸聲棉,在降低機房內噪聲的同時,還有效減少了機房向外傳播的噪聲。另外,我們也可以安裝多層耐熱的材料,使噪聲在經過這些材料時,內耗減少,從而降低噪聲向外界的傳播。

  3、安裝消聲裝置。安裝消聲裝置也是控制工程機械噪聲的重要手段,是當前最有效的一種降噪技術。消聲裝置主要應用于進氣管和排氣管中的降噪處理,它技能協助空氣的流通,又能有效地組織噪聲對外擴散。消聲百葉扇是當前一種新型的消聲裝置,它利用扇葉之間的旋轉而產生的摩擦力,使得受氣體影響而旋轉的葉輪能產生一定的阻尼,進而達到控制噪聲的目的。這告訴我們,應當根據具體控制需求,適當安裝消聲裝置以達到降噪目的。

  4、控制噪聲傳播途徑

  (1)改良發動機罩。首先,需要增加發動機罩與機身的貼合度,避免發動機罩自身的震動而形成噪聲。其次,需要對發動機罩側面的孔洞性能進行試驗。如果這些孔洞沒有實際效果,可考慮將其取消,從而增加發動機罩的整體穩定性,起到一定的噪聲隔離效果。

  (2)安裝高性能的減震器。在為輪胎式裝載機等工程機械安裝減震器時,需要基于減震理論分析每一個型號的具體適用情形,不可將一個型號的減震器統一裝配在所有機械上。這個過程中,目標機型的實際參數十分重要。需要根據這些參數設計相應的減震器,并對所設計減震器的實際降噪效果進行試驗分析。

  總之,隨著我國經濟的發展,我們在關注各種工程的發展的同時,還應當對工程機械鎖產生的噪聲予以高度的重視。這就要求我們,必須深刻掌握工程機械噪聲的原理,并以最科學的精神、最嚴謹的態度以及最專業的水平,在實踐中不斷探索,研究出控制工程機械噪聲的有效措施,促進我國各種工程的發展,也保證人民的正常生活。

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