噪聲來源于振動(dòng)，解決好了振動(dòng)問題，噪聲問題也會(huì)迎刃而解，所以本文表面是探討振動(dòng)和噪聲兩個(gè)問題，其實(shí)是同一個(gè)問題。

 

振動(dòng)的兩個(gè)基本指標(biāo)是振幅和頻率，解決振動(dòng)問題，就圍繞著這兩個(gè)概念展開，要么降低振幅，要么調(diào)整振動(dòng)頻率點(diǎn)。

 

頻率可分為固有頻率Wn和激勵(lì)頻率W，固有頻率源于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征，由質(zhì)量、質(zhì)量分布、質(zhì)心位置、剛度等多個(gè)因素和多個(gè)因素間的相互作用所確定。固有頻率計(jì)算公式為（公式1）k是物體的剛度，m是物體的質(zhì)量。激勵(lì)源的頻率點(diǎn)應(yīng)避開固有頻率Wn。當(dāng)Wn=W的時(shí)候，就發(fā)生了諧振，諧振時(shí)候的振幅最大。

 

當(dāng)頻率比（公式2），即進(jìn)入隔振區(qū)，使振動(dòng)傳遞系數(shù)小于1，才有減振和隔振效果。在機(jī)械質(zhì)量m已確定的情況下，降低其可降低固有頻率。
 

若Wn<，既增大衰減率，又遠(yuǎn)離“共振區(qū)”。例如，當(dāng)阻尼比<0.1，頻率比為3.6時(shí)，就可衰減90%的振幅。

 

有了以上的理論基礎(chǔ)，下面是幾個(gè)基于上面理論的解決辦法。

 

 

從振動(dòng)源上處理：既然是激勵(lì)頻率落進(jìn)了1.414Wn的范圍內(nèi)，那就想辦法使激勵(lì)頻率提高，常見辦法有：

 

如果是步進(jìn)電機(jī)，就對(duì)步數(shù)細(xì)分，通過細(xì)分改驅(qū)動(dòng)脈沖的步進(jìn)頻率加倍使步與步之間的差距縮小；

 

如果有減速器、傳送帶、傳送齒輪，就通過改變主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的半徑比值，改變傳動(dòng)比，這樣被驅(qū)動(dòng)的終端要想保持原來的速度，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速勢(shì)必要加快，轉(zhuǎn)速和激勵(lì)頻率成正比例，激勵(lì)頻率提高，后面的震動(dòng)感應(yīng)固有頻率未變，兩個(gè)頻率錯(cuò)開，震動(dòng)自然減弱；

 

 

如果振動(dòng)源是不可避免的，那就在傳遞路徑上加隔振措施處理，從原理上看，剛性越強(qiáng)解決辦法如下：

 

傳動(dòng)軸用彈性聯(lián)軸器，這樣避免了軸和軸不同心的轉(zhuǎn)動(dòng)下，力矩傳遞不受損失，且軸和軸不對(duì)心而帶來的相互周期性剛性位移也可改觀，這種周期性相對(duì)位移是震動(dòng)和噪聲的根源；

 

傳動(dòng)之間用皮帶輪柔性連接，振動(dòng)源與支撐件基座間加緩沖減震材料或裝置；

 

彈簧懸掛振動(dòng)源，對(duì)緩沖減震很有作用，但會(huì)有三個(gè)問題需要克服，一是啟停時(shí)機(jī)器會(huì)抖動(dòng)，二是不能傳遞力矩，因?yàn)閺椈杀旧硎遣荒軅鬟f扭矩的，三是運(yùn)輸時(shí)要考慮固定，裝機(jī)后還要拆去，比較麻煩；

 

設(shè)計(jì)導(dǎo)振措施，把振動(dòng)導(dǎo)走，振動(dòng)仍在，但離我們較遠(yuǎn)了。常見的是大發(fā)電機(jī)，在固定在地面的時(shí)候，在基座四周挖溝，孤零零的形成一個(gè)溝里的地樁，振動(dòng)從地下傳出去，到了樓房的時(shí)候，再通過樓房地基往上返，會(huì)把振動(dòng)減弱好多。

 

振動(dòng)源解決不了，傳播路徑解決不了，或者解決成本太高，可以在受震動(dòng)點(diǎn)改進(jìn)，雖然這個(gè)辦法不是首選，具體的方法如下：

 

在滿足強(qiáng)度要求的情況下，選用低剛度材料制作構(gòu)件（特別是制作支承件）是一種減振的有效途徑。Wn降低，遠(yuǎn)離了激勵(lì)源頻率W；對(duì)自行式機(jī)械，將剛性懸掛改為彈性懸掛；對(duì)固定設(shè)備，將彈性件、阻尼件和質(zhì)量件構(gòu)成串和并聯(lián)、先串后并或先并后串等多種形式組合系統(tǒng)的彈性支承裝置，都能按照我們的預(yù)定要求，使系統(tǒng)的等效剛度低于原有的剛度，從而達(dá)到減振的目的。

 

加重固定基座的質(zhì)量，降低固有頻率點(diǎn)；

 

注意單純依靠降低剛度、降低固有頻率來提高減振性能有時(shí)并不可取。一是隨著剛度的降低，系統(tǒng)設(shè)備的靜態(tài)位移也會(huì)增加，會(huì)使空間布置、彈性尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來困難。二是對(duì)于不同工作要求的設(shè)備，通常有一個(gè)最低剛度的限制值，尤其是有力矩傳遞、力傳遞的時(shí)候，單純降低剛度也不是辦法。

 

另外可以實(shí)施結(jié)構(gòu)的合理布局，分析預(yù)計(jì)到產(chǎn)品使用中將處于既有豎向振動(dòng)，又有俯仰角振動(dòng)等耦合振型時(shí)，注意結(jié)構(gòu)的合理性，質(zhì)量對(duì)稱分布的可能性，并確定出振幅為零點(diǎn)結(jié)構(gòu)上的“節(jié)點(diǎn)”，以便對(duì)振動(dòng)敏感的機(jī)械儀表、儀器或駕乘操作者坐椅能設(shè)置在“節(jié)點(diǎn)”或其附近。

 

 

有時(shí)候會(huì)遇到一種情況，把機(jī)器裝起來，噪聲很大，但振動(dòng)幅度也不是很大，把機(jī)器拆開，噪聲明顯減小，這個(gè)現(xiàn)象是共鳴，共鳴的產(chǎn)生是類似音箱效果的共振，處理的辦法是把空腔破壞掉，空腔內(nèi)的傳播介質(zhì)是空氣，在空腔中波動(dòng)，空氣波激勵(lì)機(jī)殼產(chǎn)生輕微振動(dòng)，尤其是對(duì)開模具的注塑殼，殼內(nèi)有電機(jī)等傳動(dòng)裝置時(shí)，容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

 

針對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理，實(shí)施反向工程設(shè)計(jì)，破壞其空腔和空氣震動(dòng)傳播的路徑，破壞殼體薄壁的震動(dòng)，解決的辦法是在機(jī)箱中加空氣隔板或海綿，擋住空氣的震動(dòng)傳播；另外是在殼體上加筋，使殼體的剛性增強(qiáng)，這樣即使有震動(dòng)空氣傳到壁上，也不會(huì)產(chǎn)生殼體的微小變形產(chǎn)生震動(dòng)進(jìn)而成為共鳴。

 

 

通過調(diào)整頻率點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)減震時(shí)，機(jī)器啟停的過程會(huì)出現(xiàn)瞬間加速或減速，這樣激勵(lì)頻率會(huì)經(jīng)過固有頻率點(diǎn)，例如步進(jìn)電機(jī)支撐機(jī)構(gòu)固有頻率10Hz，步進(jìn)電機(jī)的頻率100Hz，正常工作狀態(tài)下，100Hz的激勵(lì)頻率肯定不會(huì)引起共振，但啟動(dòng)時(shí)，得經(jīng)歷0Hz—10Hz—100Hz這樣的過程，停機(jī)時(shí)得經(jīng)歷100Hz—10Hz—0Hz的過程，所以會(huì)出現(xiàn)啟停過程的震動(dòng)，如果機(jī)器設(shè)計(jì)要求較高，不能不考慮這個(gè)影響。

 

振動(dòng)規(guī)律表明，具有多種振動(dòng)，多種振型，并且總是以最低的固有頻率所對(duì)應(yīng)的振型為主。在既有豎向振動(dòng)又有俯仰振動(dòng)的耦合振型時(shí)，為避免產(chǎn)生劇烈的俯仰振動(dòng)（因人和設(shè)備對(duì)俯仰振動(dòng)耐受力更低，破壞性更大），在激勵(lì)頻率W、俯仰角振動(dòng)固有頻率Wn1.和豎向振動(dòng)固有頻率Wn2之間，使W>Wn1>Wn2成立，實(shí)踐證明有利于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。

 

設(shè)備的彈性支承能實(shí)現(xiàn)震動(dòng)隔離，但布置不當(dāng)，則易引起耦合振動(dòng)。當(dāng)彈性支承對(duì)稱布置于設(shè)備的四個(gè)角處，當(dāng)質(zhì)心處于受到豎向干擾力作用時(shí)，設(shè)備只作豎向方向振動(dòng)，并不會(huì)引進(jìn)其他型式的振動(dòng)，當(dāng)干擾力大小位置不變，彈性支承各頂點(diǎn)與質(zhì)心幾乎在同一平面，但是由四個(gè)彈性支承沿縱向布置不對(duì)稱時(shí)，設(shè)備會(huì)伴隨豎向作上、下振動(dòng)的同時(shí)，還作沿質(zhì)心橫軸的俯仰振動(dòng)。這種多個(gè)方向同時(shí)發(fā)生的振動(dòng)稱為耦合振動(dòng)。如果在沿橫軸方向的支承布置也不對(duì)稱，那么就會(huì)引起共振型同時(shí)出現(xiàn)的耦合振動(dòng)。多一種振型，就多一個(gè)固有頻率，也就多了一次引起共振的機(jī)會(huì)。這對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)不利，也使彈性支承裝置的設(shè)計(jì)和使用帶來很多的困難。

 

激勵(lì)頻率的產(chǎn)生一是來自自身，一是來自外界。自身的激勵(lì)頻率在多數(shù)工況下，要么是工作任務(wù)要求所確定的（如在某一確定的轉(zhuǎn)速下工作），要么是隨機(jī)的無法控制的（如自行式設(shè)備由地面不平引起的激振）。由于旋轉(zhuǎn)的不平衡會(huì)使旋轉(zhuǎn)機(jī)械形成故障，例如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，煙氣粉塵粘在葉片上引起風(fēng)機(jī)的不平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，在工藝上過濾粉塵、烘干等措施都可以削減振動(dòng)。

 

以上是震動(dòng)和噪聲的常見問題和解決思路，再有高深的我也搞不懂了，就得找振動(dòng)測(cè)試儀實(shí)地測(cè)一下，確認(rèn)頻率和振幅，順藤摸瓜，逐步往外延伸測(cè)量，跟蹤到振動(dòng)源，然后再分析找到在哪個(gè)環(huán)節(jié)解決問題的簡(jiǎn)便而經(jīng)濟(jì)的辦法。