机械振动与噪声控制研究

12 南方论坛Forum of South China2019年6月下

割草机振动与噪声产生机理及控制研究*

饶 鹏，熊建强

（新余学院机电工程学院，江西 新余 338004）

摘　要：割草机是园林与草地绿化修剪作业中常用的机械装备，其在使用过程中存在较大的振动与噪声，不但使割草机操作者

处于恶劣的工作环境，而且还会严重影响周边的环境，给人们的工作和生活带来诸多不良影响。文章针对割草机振动与噪声产生

的主要部件，分析了割草机振动与噪声产生的影响因素及其形成机理，并提出了相应的控制方法，为割草机振动与噪声的控制提

供了参考。

关键词：割草机；振动；噪声；控制

中图分类号：S224.15󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃󰀃󰀃文章编号：1672-3872（2019）12-0012-02

——————————————基金项目：󰀃2018年新余学院大学生创新训练项目（DC201801079）作者简介：󰀃饶鹏（1996—），男，江西宜春人，本科，研究方向：机械设计。通讯作者：󰀃熊建强（1978—），男，江西南昌人，博士，副教授，研究方向：机械设计及运动与动力仿真。现代城市中存在大量的住宅区草坪、绿化草坪、公园草

坪、园林等，需要经常维护和管理，在草坪和园林维护管理

过程中，由于割草机能提高工作效率，节省人力资源成本，

因此割草机成为不可缺少的园林机械之一。目前大部分割草

机基本采用汽油机作为动力来源，在使用过程中会产生较强

的振动与噪声，不但使得割草机操作者处于恶劣的声学工作

环境下，而且由于其具有辐射性，还会严重影响周边环境，

给人们的工作和生活带来诸多不良影响：从人的身体层面来

说，会导致听觉敏感度降低、头疼、失眠、心慌以及胃肠消

化不良等症状；从人的精神层面来说，会导致注意力难以集中、

心情烦躁不安以及神经衰弱等症状[1-2]。随着大众自我环境保

护意识的日益增强，人们对割草机的功能提出了更高的要求，

不但要具备修剪草坪功能，还需具有良好的声学特性，使其

第３６卷第１８期　２　０　１　０年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣｒＵＲＥ　Ｖ＿０１．３６　Ｎｏ．１８　Ｊｕｎ．２０１０　·２５７·　

文章编号：１００９。６８２５（２０１０）１８—０２５７．０２　

城市轨道交通振动与噪声控制技术的研究＊　

于秀娟李广影　

摘　要：针对轨道交通振动与噪声的控制问题，分析了目前主要从振源与声源、振动传播与声传播以及承受物三个方面　

进行的防振降噪控制技术，最后针对噪声敏感区降噪要求高、设置降噪设施难度大的问题，提出声屏障的优化设计思路。　

关键词：轨道交通，振动，降噪，声屏障　

中图分类号：ＴＵｌｌ２．３　文献标识码：Ａ　

随着城市的发展，人口日益增多，我国大多数城市目前的交　

通状况已不能满足要求，在大中城市发展轨道交通已成为人们的　

共识。安全、正点、快捷、舒适的城市轨道交通受到广大市民的青　

睐，成为出行者首选的交通工具，但城市轨道交通不可避免的给城　

市带来诸多如振动、噪声等超标污染。振动及噪声影响了人们的　

正常工作和生活，危害人体健康，是影响面最为广泛的一种公害。　

１　轨道交通振动与噪声的控制技术现状与分析　

１．１从振源及声源控制的防振降噪措施　

１．１．１　车辆的防振与降噪措施　

１）进行车辆轻量化设计。减小车辆自重，从而减小轮轨问的　

相互作用力，降低噪声。２）采用弹性车轮、充气橡胶车轮、阻尼车　轮及弹性踏面车轮等。在车轮上加设橡胶件能有效吸收和衰减　

一部分由车轮产生的噪声，改善噪声的频谱特性。采用这些经过　

特殊处理的车轮，可减振降噪２　ｄＢ（Ａ）～１０　ｄＢ（Ａ）。３）用改变车　

轮结构的方法来改变噪声的发射性能，降低轮轨噪声。国外的一　

些国家把制动盘放在轮辐上来减少噪声的发射。如德国的一些　

车辆就采用这种方法，试验证明对１　０００　Ｈｚ以上的噪声有明显的　改善，大约减少噪声５　ｄＢ。４）运用线性电机驱动及径向转向架。　

温哥华、多伦多、底特律、大阪等城市在２Ｏ世纪８０年代的轨道交　

振动与声学在机械工程中的应用研究

机械工程是一门基础学科，涉及到物理、数学、化学等多个学科。机械工程的研究对象是各种机械设备和机械系统，它们具有复杂的结构和功能，需要研究各种力学参数和振动特性。振动是机械系统中不可避免的现象，它会导致结构疲劳和噪声污染。为了提高机械设备的性能和寿命，需要对振动进行深入研究，利用声学技术进行降噪处理。

一、振动在机械工程中的应用研究

振动是机械系统中不可避免的现象，可以分为强迫振动和自由振动两种类型。强迫振动是由外力作用引起的振动，自由振动是由系统内部的弹性体自身振动而引起的振动。振动会对机械设备的性能和寿命产生影响，因此需要进行振动分析和控制。

振动分析是指对机械设备进行振动测试和分析，确定其振动特性和振动源。振动测试可以使用加速度计、速度传感器等设备进行，通过记录振动信号的频率和振幅等参数，可以确定振动的类型和强度。振动分析的结果可以用于改进机械设备的结构和控制系统，提高机械设备的稳定性和寿命。

振动控制是指通过改变机械系统的结构或使用控制系统来降低机械系统的振动强度。振动控制技术主要包括被动控制和主动控制两种。被动控制是指在机械系统中加入一些振动吸收器或减震材料，通过吸收机械系统中的振动能量来降低振动强度。主动控制是指使用控制系统来对机械系统进行实时控制，通过反馈和调节控制信号来降低振动强度。

振动控制技术在机械工程中应用广泛。例如，在高速列车中，振动控制技术可以减少列车的振动和噪声，提高列车的运行速度和安全性。在航空航天领域，振动控制技术可以减少飞机的振动和噪声，提高飞机的性能和舒适性。

二、声学在机械工程中的应用研究 声学是一门研究声波传播和声学效应的学科。声学技术在机械工程中有广泛的应用，主要用于降噪处理和声学测试。

降噪处理是指利用声学技术对机械设备的噪声进行处理，使其噪声水平降低到符合国家标准的要求。降噪处理技术主要包括被动降噪和主动降噪两种。被动降噪是指在机械系统中使用声学吸音材料或隔音材料来吸收声波，从而降低噪声水平。主动降噪是指使用反馈和控制系统来抵消机械系统中的噪声，从而达到降噪的目的。

机械振动与噪声控制技术

机械振动与噪声控制技术是一项应用广泛并且十分重要的技术领域。在许多行业，包括航空航天、汽车制造、工程建筑等等，振动和噪声问题都是一直存在的难题。本文将探讨机械振动和噪声的产生原因以及常见的控制技术和方法。

一、机械振动的产生原因

机械振动是指物体在其稳定平衡位置附近做往复或周期性振动的现象。机械振动主要是由以下几个方面的原因引起的：

1. 外部激励力：外部激励力是机械振动的主要原因之一。比如在汽车行驶过程中，地面的不平整或者悬挂系统的震动都会产生振动。

2. 固有频率：物体固有频率是指物体在特定条件下固有的振动频率。当外部激励力接近或者等于物体的固有频率时，就会引起共振现象，从而导致机械振动。

3. 不平衡质量：当机械系统中存在不平衡质量时，会导致系统在运行过程中产生振动。比如转子的不平衡质量会引起旋转过程中的振动。

二、机械噪声的产生原因

机械噪声是机械振动的结果，主要是由以下几个方面的原因引起的：

1. 结构辐射噪声：结构辐射噪声是由机械结构振动引起的噪声。当物体表面发生振动时，会通过空气传播声波，产生噪声。 2. 涡流噪声：当流体通过管道或者孔洞时，会产生涡流现象，从而引起噪声。

3. 链条传动噪声：链条传动是一种常见的机械传动方式，在传动过程中会产生一定的噪声。

三、机械振动与噪声控制技术和方法

针对机械振动和噪声问题，人们提出了许多控制技术和方法，下面介绍几种常见的技术：

1. 动态平衡技术：动态平衡技术通过调整质量分布的方式，消除不平衡质量引起的振动。常见的动态平衡技术有静平衡和动平衡。

2. 主动振动控制技术：主动振动控制技术是通过主动控制系统对机械系统进行振动控制。其中的核心原理是通过传感器和控制器对振动进行实时监测和控制。

3. 降噪技术：降噪技术是通过吸声材料、隔声材料等手段来减少或消除噪声。常见的降噪技术包括声学设计、噪声隔离等。

4. 结构优化技术：通过结构设计的优化，以减少振动和噪声的产生。比如在汽车制造中，可以采用减震弹簧等方法来降低汽车的振动和噪声。