課題2-機械傳動中噪聲的測量及控制

1．了解噪聲的基本概念。2．熟悉機械傳動中噪聲的主要來源。3．掌握噪聲的測量方法，明確噪聲的測量位置、測量環(huán)境和測量條件。4．掌握降低機械傳動噪聲的有效方法。5．能做好機械噪聲的防護措施。6．能對噪聲源與故障源進行識別。7．能用聲級計對機械噪聲進行測量。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制學習目標課題2機械傳動中噪聲的測量及控制噪聲是一類引起人煩躁或音量過強而危害人體健康的聲音。從環(huán)境保護的角度講，凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾聲音，都屬于噪聲。從物理學的角度講，噪聲是發(fā)聲體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制一、噪聲的基本概念1．聲壓和聲壓級聲音由物體的振動產(chǎn)生，聲波作用于物體上的壓力稱為聲壓，其單位是Pa。用聲壓級來表示人耳能聽到的聲音范圍就小得多了，只是在0～120dB的范圍內(nèi)。其中0dB表示參考聲壓級，120dB為最大聲壓級。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2．響度級及計權(quán)網(wǎng)絡人耳對聲音的感覺不僅與聲音有關，而且還與聲音的頻率有關。根據(jù)人耳的這個特性，引出一個與頻率有關的響度級，單位為“方”。為了使聲音的客觀量和人耳聽覺主觀感受近似取得一致，在測量噪聲的聲級計中設置了A、B、C三種頻率計權(quán)網(wǎng)絡，使所接受的聲音按不同程度濾波，以修正儀器頻率響應，如圖10-2-1所示。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制圖10-2-1計權(quán)網(wǎng)絡的頻率響應課題2機械傳動中噪聲的測量及控制3．聲的頻譜為了解某噪聲源的噪聲特性，就需要詳細地分析各個頻率成分和相應的強度，稱為頻譜特性。為測量和分析方便，把寬廣的聲波頻率范圍分成幾個頻段，稱頻帶或頻程。對于每一頻帶或頻程都有上、下兩個截止頻率，上、下截止頻率之差就是頻帶度，簡稱帶寬。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制由上、下截止頻率決定的中間區(qū)域稱為通帶。上、下截止頻率比為2∶1的頻程，稱倍頻程，每一倍頻程的通帶稱為倍頻帶。有時為了得到比倍頻程更加詳細的頻譜，也用1/3倍頻程，即把一個頻率分成3份。目前常用的倍頻程和1/3倍頻程的頻段見表10-2-1。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制表10-2-1倍頻程和1/3倍頻程

Hz課題2機械傳動中噪聲的測量及控制課題2機械傳動中噪聲的測量及控制以各倍頻程的中心頻率為橫坐標，以測得的倍頻帶聲壓級為縱坐標，就可得出倍頻程聲壓級與中心頻率的關系圖－頻譜圖（圖10-2-2），就可以對噪聲進行頻譜分析。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制圖10-2-2頻譜圖課題2機械傳動中噪聲的測量及控制二、機械傳動中噪聲的主要來源和測量1．機械傳動中噪聲的主要來源（1）回轉(zhuǎn)運動平衡失調(diào)引起振動產(chǎn)生的噪聲，如各種螺旋槳、葉輪，以及鉆孔、攪拌等工具作用時產(chǎn)生的噪聲。（2）往復運動慣性力沖擊引起振動而產(chǎn)生的噪聲。如氣缸的活塞、曲柄軸的組合運動，刨床、磨床刀具的切削運動等。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（3）撞擊引起振動而輻射的噪聲。如打樁、破碎等機械撞擊。（4）接觸摩擦引起振動而輻射的噪聲。如齒輪在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生摩擦引起振動而產(chǎn)生噪聲。（5）流體引起的噪聲。（6）振動傳遞引起機架、機罩、機座、管道等振動而輻射的噪聲。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2．機械傳動中噪聲的測量（1）噪聲測量儀器噪聲測量中最簡便、最常用的是便攜式聲級計。聲級計的外形如圖10-2-3所示。圖10-2-3聲級計外形課題2機械傳動中噪聲的測量及控制聲級計一般分普通聲級計和精密聲級計兩種。普通聲級計的測量誤差約為±3dB，精密聲級計約為±1dB。聲壓信號經(jīng)傳聲器轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過放大器放大后，經(jīng)計權(quán)網(wǎng)的處理，表頭上可顯示分貝值。聲級計測得的噪聲是經(jīng)具有三種頻率的計權(quán)網(wǎng)絡處理后得到的。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制利用聲級計的A、B、C計權(quán)網(wǎng)絡測得的聲級讀數(shù)，可以粗略地估計所測得噪聲的頻率特性：當LA=LB=LC時，噪聲在高頻段占優(yōu)勢。當LA＜LB=LC時，噪聲在中頻段占優(yōu)勢。當LA＜LB＜LC時，噪聲呈低頻特性。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（2）機械傳動噪聲測試的目的和內(nèi)容測試的目的是按照有關標準檢查機械傳動的噪聲。測量的內(nèi)容包括以下兩個方面。1）機械傳動噪聲聲壓級的測量。2）機械傳動噪聲的頻譜分析。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（3）測量方法1）測量前的儀器準備。以國產(chǎn)ND2型精密聲級計為例。①電池供電電壓檢查。②儀器使用前的示值校正。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制圖10-2-4活塞發(fā)聲器外形課題2機械傳動中噪聲的測量及控制圖10-2-5儀器示值校正時的旋鈕位置課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2）測量條件規(guī)定①測量環(huán)境。②測點位置。③設備狀態(tài)。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制3）聲壓級的測量。4）聲級的測量。5）聲音的頻譜分析。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制三、噪聲的測量位置、測量環(huán)境和測量條件1．測量位置在確定測量位置時，應考慮到近場誤差和反射聲波的影響。在噪聲測量之前，應了解在具體測試環(huán)境下聲源的聲場特性。為了避免反射聲波的影響，測點要盡量遠離反射面，如高墻、大型裝置等，一般應距主要反射面2～3m。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2．測量環(huán)境在測量噪聲時，會受到周圍環(huán)境噪聲的干擾，導致測量的準確性降低。所以，在現(xiàn)場測量時，應先測定本底噪聲。表10-2-2被測噪聲源的修正值dB課題2機械傳動中噪聲的測量及控制3．測量條件（1）大氣壓主要影響傳聲器的校準，當大氣壓改變時，應適當修正讀數(shù)。（2）空氣的相對濕度對噪聲測量也有影響，當潮濕空氣進入電容傳聲器并凝結(jié)時，會使電容傳聲器的極板與膜片產(chǎn)生放電現(xiàn)象，影響測量結(jié)果。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（3）當有空氣流過傳聲器時，傳聲器吸流一側(cè)產(chǎn)生湍流，因而使傳聲器的膜片壓力產(chǎn)生變化而出現(xiàn)風噪聲，風噪聲的大小與風速成正比。（4）風對噪聲測量能引起很大的誤差，在大風（風速高于20km/h）時不能使用聲級計，因為此時被測噪聲將被風掩蓋。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制四、機械傳動中降低噪聲的方法1．降低齒輪噪聲（1）提高齒輪的制造精度，主要是提高齒輪的工作平穩(wěn)性精度、接觸精度，減小齒面表面粗糙度值；提高齒輪的安裝精度，主要是提高安裝時的同軸精度。提高齒輪的剛度，可以提高其固有頻率，避免薄壁振動。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制當齒輪直徑一定時，可以用加大齒輪軸向尺寸的方法來提高其剛度。但機床上裝配齒輪的軸往往比較細長，剛度較低，如果加大齒部的寬度，軸變形后的傾斜，會產(chǎn)生局部點接觸，從而加大噪聲。因此，對大而薄的齒輪，可采用增加輪轂軸向尺寸而不增加齒部寬度的方法，如圖10-2-6a所示。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（2）增加阻尼，比較簡單的方法是在齒輪副等噪聲輻射表面涂以阻尼材料，例如噴涂含鉛量大的巴氏合金（圖10-2-6b）。也可以在齒輪端面上環(huán)槽內(nèi)灌注以氨氫酸乙酯橡膠為主要成份的衰減材料（圖10-2-6c）。在齒輪內(nèi)裝入可軸向移動的慣性質(zhì)量，并將硅油注入空隙處，最后加蓋封閉（圖10-2-6d），其減振降噪效果較好。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制圖10-2-6使齒輪振動降噪的方法a）大直徑齒輪加厚輪轂b）涂吸振材料c）充填衰減材料d）裝入慣性質(zhì)量和硅油增加阻尼課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（3）控制產(chǎn)生齒輪噪聲的外部因素。保證箱體孔之間的平行度精度，保證傳動軸有足夠的剛度，對重要的高速齒輪減少甚至消除軸孔和鍵側(cè)的配合間隙等措施，是控制齒輪噪聲外部因素的主要方面。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2．降低軸承噪聲3．降低帶傳動噪聲4．降低聯(lián)軸器因裝配不良而產(chǎn)生的噪聲5．降低箱壁和罩殼的振動噪聲課題2機械傳動中噪聲的測量及控制五、機械噪聲的防護措施根據(jù)測試和研究，為保護人體健康的噪聲衛(wèi)生標準應是85～90dB（A）。國際標準組織（ISO）的標準為：為保護聽力，每天工作8h，其允許的連續(xù)噪聲為90dB（A），若允許值提高5dB（A），則其工作時間應減少一半。但在任何情況下也不允許超過115dB（A）。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制從防護來說，一方面可通過改進結(jié)構(gòu)，提高部件的加工精度和裝配質(zhì)量，采用合理的操作方法等來降低聲源的噪聲發(fā)射功率；另一方面可利用聲的吸收、反射、干涉等特性，采用吸聲、隔聲、減振、隔振等技術，以及安裝消聲器等控制聲源噪聲輻射。圖10-2-7聽力保護裝置課題2機械傳動中噪聲的測量及控制六、技能訓練1．噪聲源與故障源識別噪聲監(jiān)測的一項重要內(nèi)容就是通過噪聲測量來分析和確定機械設備故障的部和程度。（1）主觀評價和估計法（2）近場的測量法（3）表面振速測量法（4）頻譜分析法（5）聲強法課題2機械傳動中噪聲的測量及控制2．使用聲級計檢測噪聲（1）準備測量儀器，ND2型精密聲級計，聲級計支架。（2）選擇計權(quán)網(wǎng)絡級，一般采用A聲級。（3）確定測量儀器的安裝位置及設備的測量點。（4）對設備安裝地測量環(huán)境、測量條件進行考察，并分析它們對測量精確度的影響。（5）本底噪聲測定，計算修正值。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制（6）設備噪聲測定和計算：設備噪聲=測定噪聲值-本底噪聲修正值。（7）設備噪聲源或故障源的識別。（8）根據(jù)測量結(jié)果，制定降低噪聲措施。（9）寫出噪聲測量分析報告。課題2機械傳動中噪聲的測量及控制思考與練習1．試述聲壓、聲壓級及響度級的定義，并說出聲壓、聲壓級與響度級的區(qū)別。2．A聲級表示何意義，為何常用A聲級來代表噪聲的大??？3．試述頻譜特性、頻程和倍頻程的