噪声源分类及基本特性——噪声源发声机理机械噪声
机械噪声
各厂矿企业都有多种机械噪声,如冲床的冲压声、车床的切削声、齿轮变速箱噪声以及金属的撞击声等。
当机器的零部件受到诸如撞击力、摩擦力、交变机械力或电磁力等的作用时,这些部件就会形成一个振
动系统,并向空间辐射噪声。这些机械的振动部分,如外壳、轴杆、机架等,都可看成是机械性噪声源。
机械部件振动强度与交变作用力的大小成正比,还与作用力的交变频率有关。当作用力的交变频率趋于
机械的共振频率时,则振动增强;若交变频率等于共振频率时,机械部件产生共振,振动强度最大。共
振时,部件的振动强度与其内摩擦阻尼特性有关,内阻大的振动就小,内阻小则振动就大。
物体振动会产生辐射噪声。一般来说,当振动物体的表面积尺寸大于声波波长时,才能有效地辐射高于这
一频率的声波。特别县尺十较小的机组不易辐射低频率噪声,只有大面积的机组才既易于辐射低频率噪声
又易于粗射直频案喝声,例如,较大尺寸的纸盆喇叭其发声频带就宽(向低频范围扩展,音质就好)减小
机照不以要的幅板,也是控制机械噪声的基本方法之一。
机械噪声来源于机械部件之间的方亦力 这此力的往递和作用一般分为三类,即撞击力、周期性作用力和摩
擦力。实际上机械部件之间往往同时且有三种力的作用,只不过是其中某一种力的作用较强或较弱罢了。除
需要对这二种力作田面产生的噪声进行分析外,还需要对其他振动噪声源进行分析研究。
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(1)撞击噪声
利用冲击力做功的机械会产生较强的撞击噪声,如冲床、锻锤、汽锤和凿岩机等机械在工作时,每一个工作循
环会产生一个由撞击引起的脉冲噪声,称为撞击噪声。锻锤的撞击噪声最强,现以锻锤为例分析撞击噪声。
锻锤工作时,其机械能分为四部分:第一部分做功;第二部分克服各种阻力转化为热能:第三部分通过地基以固
体声的形式向四周大地传播,第四部分则转化为使机件产生弹性形变的振动能。这种振动能的一部分以声波形式
向四周空间辐射,形成撞击噪声,其发声机制有以下四种:
①撞击瞬间,由物体间的高速流动空气所引起的喷射噪声。
②撞击瞬间,在锤头、锤模、铁砧碰撞面上产生突然形变,以致在该面附近激发强的压力脉冲噪声。
③撞击瞬间,由于部件表面的形变,在这些部件表面的侧向产生突然的膨胀,形成向外辐射的压力脉冲噪声。
④撞击后引起的受撞部件结构共振所激发的结构噪声。
上述四种发声机制中,以结构噪声影响最强,其辐射噪声的维持时间最长,可达100ms。结构噪声可用声级计的“快”
和“慢”挡测量。撞击激励频率与撞击的物理过程有关,较硬的光滑物体相撞,作用时间短,作用力大,激励的频带
宽,激发物体本征模态就多,呈宽频带撞击噪声;较软的不光滑的物体相撞,则作用时间长,作用力小,激励的频带
窄,激发的模态少。如冷锻或空气锤就比热锻辐射较强的撞击噪声,且具有较多的频率成分(向高频范围发展)。另
外三种机制产生的撞击噪声是在撞击瞬间产生的一次压力脉冲,其强度很高,在锻锤附近操作的工人人耳位置的脉冲
声级高达155dB(A),但其维持时间很短,最长不过几毫秒,所以使用声级计“快”“慢”挡根本测量不准这种噪声。
如3t锻锤在热锻方钢时,以1次/s的速率连续锻压,距锻压件1m处测量得到的“脉冲”A声级为127dR.而“快”挡则仅有
106dB(A)。其他类似的机械撞击噪声,如冲床冲压声、凿岩机中活塞与钰杆的撞击声、金属相互撞击声等,都是以结构
在撞击后的鸣响声为主。所以,降低结构噪声是控制撞击噪声的主要措施。
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