由于機械設備運轉時(shí)存在不平衡,各零部件之間因偏差或表面缺陷而相互撞擊、摩擦產(chǎn)生的交變機械作用力使設備金屬板、軸承、齒輪或其他運動(dòng)部位發(fā)生振動(dòng)而輻射出噪聲的聲源稱(chēng)為機械噪聲源。機械噪聲源又分為下列幾種。
1、撞擊噪聲
因沖擊力的作用會(huì )使機械產(chǎn)生較強的沖擊噪聲。如鍛錘工作時(shí)其機械能分為四部分,第一部分做功、第二部分轉化為熱能、第三部分通過(guò)基礎以固體聲的形式向四周地面傳播,第四部分則轉化為使機件產(chǎn)生彈性形變的振動(dòng)能。機件彈性形變振動(dòng)能的一部分再以聲波的形式向四周空間輻射,形成撞擊噪聲,這種噪聲還可以分解為撞擊瞬間產(chǎn)生的噴射噪聲、壓力脈沖噪聲和結構噪聲。其中以結構噪聲產(chǎn)生的影響最大,輻射噪聲的時(shí)間最長(cháng)。
撞擊噪聲有以下特征:當撞擊發(fā)生在較硬的光滑物體之間時(shí),作用時(shí)間短,作用力大,則激勵的頻帶寬,激發(fā)物體本身振動(dòng)方式就多,呈寬頻帶撞擊噪聲;如果撞擊發(fā)生在較軟的不光滑的物體之間時(shí),作用時(shí)間相對較長(cháng),作用力小,激勵的頻帶窄,激發(fā)的振動(dòng)方式少。
2、激發(fā)噪聲
一般由旋轉機械的周期性作用力產(chǎn)生。最簡(jiǎn)單的周期力是由轉動(dòng)軸、飛輪等轉動(dòng)系統的靜、動(dòng)態(tài)不平衡所引起的偏心力。這種作用力正比于轉動(dòng)系統的質(zhì)量和靜、動(dòng)態(tài)的合成偏心距,也正比于轉動(dòng)角速度的平方。當轉動(dòng)系統的轉速達到其臨界轉速時(shí),則該系統自身會(huì )產(chǎn)生極大的振動(dòng),并將振動(dòng)力傳遞到與其相連的其他機械部分,激起強烈的噪聲。激發(fā)噪聲會(huì )隨著(zhù)機件縫隙的存在、結構剛度不夠或摩擦嚴重而增大。
3、摩擦噪聲
物體在一定的壓力作用下相互接觸并作相對運動(dòng)時(shí),物體之間產(chǎn)生摩擦,摩擦力以反運動(dòng)方向在接觸面上作用于運動(dòng)物體,從而激發(fā)物體振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。如汽車(chē)的剎車(chē)聲等。
摩擦噪聲中的主要是摩擦引起物體的張弛振動(dòng)所激發(fā)的噪聲,當振動(dòng)頻率與物體的固有振動(dòng)頻率相同時(shí),摩擦噪聲將達到最大。
4、結構噪聲
機械噪聲是由于機械振動(dòng)系統受迫振動(dòng)和固有振動(dòng)共同引起的,其中固有振動(dòng)起了主要的作用,固有振動(dòng)頻率是噪聲的主要組成成分,而振動(dòng)系統的固有振動(dòng)頻率取決于系統的結構特征和參數,所以稱(chēng)為這種噪聲為結構噪聲。
任何機械部件都有它固有的振動(dòng)方式,不同的振動(dòng)方式對應于不同的振動(dòng)頻率。振動(dòng)的方式、頻率與部件或物料的物理性質(zhì)、部件的結構形狀和振動(dòng)的邊界條件有關(guān)。物料的彈性模量愈大,材料愈粗、厚,則其固有頻率愈高;材料的面積愈大,即棒愈長(cháng),板面積愈大,則其固有頻率愈低。
5、齒輪噪聲
嚙合的齒輪對或齒輪組,由于相互碰撞或摩擦可激起齒輪體的振動(dòng),這種情況下輻射出來(lái)的噪聲稱(chēng)為齒輪噪聲。
6、軸承噪聲
軸承內相對運動(dòng)的元件之間的摩擦和振動(dòng),或者轉動(dòng)部分的不平衡、相對運動(dòng)元件之間的撞擊等,都會(huì )導致軸承噪聲的產(chǎn)生。
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