为了达到欧盟指令的要求,就要根据待降噪的液压挖掘机现状,兼顾成本、工艺性等寻求最合理的液压挖掘机降噪措施。设计阶段降低噪声的途径,噪声的大小如实反映了这台液压挖掘机的设计与制造的质量水平。所以首先要在设计液压挖掘机时注意尽量降低噪声。在设计时降低噪声的途径如下。
1.选用低噪声元件选择低噪声泵及高品质、低噪声的发动机。2.选用发声小的材料制造零件,液压挖掘机零件的材料大多是金属,如钢、铝、铸铁等,这些材料内阻尼小,传播振动时消耗能量很少,所以常辐射出许多声能。有些合金,如铜锰合金或铜锰锌合金则具有较大的内阻尼,有的称为哑金属,它们传播声能或辐射声能的能力比较差。铸铁的传声能力也比钢差。3.降低激振力,激振力主要来自机械运动中的撞击,如力的不均匀传递,旋转件的动平衡不良,接触不良或间隙过大等。因此,要降低激振力往往就需要在满足设计性能的前提下改变设计参数,减小撞击件的质量,降低撞击速度,用连续运动代替不连续运动,控制配件间的间隙,合理安排润滑,减小摩擦力,提高机械运动部件的平衡精度等。
4.改进零件形状,改变轴的直径,增多台阶数,就会增大对轴的纵向传动波的阻抗。将矩形平面改变成几个三角形,就会增大其自然频率。将风扇的叶片形状合理地改变为最佳叶形,就能减小气流噪声。在设计时,通过改变零件形状,能明显降低机械系统的噪声。5.隔断机械系统内波的传播,在机械系统中波的传播方向上如果采用两种材料,制成不连续结构,能有效地隔断波的传播。采用倾斜支承、弹性支承,是将振动限制在支承上不能继续传播的有效途径。6.设计中安排能够吸收振动能量的结构,在结构中采用缓冲材料,例如采用柔性联轴节、弹性接头,增加缓冲垫,采用阻尼材料等,使波动能量在机械系统中传播时被吸收很大一部分。
7.设计零件的固有频率应避免与机械系统作用外力的频率相等或接近如果作用力的频率与一个零件的或整个系统的固有频率相一致或接近,则会发生共振,使整个系统的振动及噪声加剧。8.改变传动装置,带传动比的齿轮传动噪声低,斜齿轮传动比直齿轮传动噪声低。带传动中齿形带又称无声带,噪声最低。三角带比平带滑动小,噪声也小,但不适宜于高速传动齿轮的线速度与噪声关系很密切。如果齿轮线速度降低一半,则这对齿轮所发出的噪声比原来会降低约6dB。对于变速箱设计,传动链要尽量短,传动件应尽量少,尽量减少中间传动轮。惰轮的线速度要尽量低。
9.控制机械噪声常用的材料,控制机械噪声方面常用的材料有三种:对于空气发生的噪声有吸声材料和隔音材料,对于结构发生的噪音有阻尼材料。吸音材料内部具有许多互相连通的孔,声波到达这类材料表面时,声波在这些小孔中振荡,引起小孔中空气粘性流损耗;由于材料纤维的运动引起内摩擦损耗。如:玻璃纤维、纤维板等。隔音材料一般是质地比较致密的,质量大的不透气的材料,如铝板、双层玻璃窗等。对阻尼材料来说,加载期间外界对材料所做的功大于卸载期间材料放出的能量,材料把一部分能量转换为热能而消耗能量,如磁铁、橡胶制品等。10.阀、液压马达、泵的弹性安装,多路阀、液压马达、泵通过防振橡胶安装,能抑制其工作时发出的脉动音。另外,布置液压管路应尽量避免急弯,这样可以减少管路产生的噪声。改进制造工艺,降低噪声,机械产品的噪声大小与其制造工艺关系很大,提高加工精度,降低粗糙度,能减少摩擦噪声与颤振,提高装配质量,回转部件经精确平衡,保证装配的同心度,减小偏心振动,都能降低噪声。
对定型液压挖掘机的改进措施,对已定型的液压挖掘机,降低噪声的主要措施是改进柴油机和选用低噪声轮胎,以减少噪声源。此外,还需改进柴油机的附件配置,增加机罩隔音层等,具体措施如下。(1)降低排气噪声加大消声器容积,研究改善其内部结构(如增加干涉),降低柴油机加速时的噪声。(2)采用吸气谐振器原理同排气消声器,通过谐振器的膨胀、干涉,抑制吸气的脉冲,从而降低吸气噪声。(3)改良吸音、隔音材料将隔热垫改为高密度、短纤维材料,使吸音性能提高。(4)增加声音的阻隔在外部可见结构间隙处加装橡胶密封垫,防止漏音。(5)在确保冷却性能的前提下,尽量减小风扇的转速。(6)在确保整车性能的前提下,尽量降低柴油机额定转速。(7)改善柴油机支承橡胶垫性能。(8)选用低噪声轮胎选用纵向花纹轮胎或子午线轮胎。(9)更换排气管。在柴油机排气管中间装上波纹管,以降低消声器振动所产生的噪声,对于定型液压挖掘机,最好是通过检测、分析,找到最大的噪声源,以便有针对性地选用以上的降方法,做到有的放矢。
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