噪声与振动控制3

1、声学基本原理噪声评价与测量噪声控制技术第一部分、噪声控制技术第三章、噪声源识别及噪声控制概论3.1、噪声源识别技术一、利用人耳或声级计识别噪声源1.主观评价法2.近场测量法3.分别运行法4.选择覆盖法二、利用常规的仪器组合识别噪声源1.频谱分析法如图是某镗床主轴箱在主轴以1036r/min运转时的噪声频谱，图上各尖峰所对应的频率有：685Hz, 960Hz, 1165Hz, 1370Hz, 2740Hz 等镗床主传动系统图424220202020242442265218501850185034343434464022284022461440r/min主轴箱传动齿轮啮合频率部位齿数比转速比啮合频

2、率变速箱40/2834/3434/3418/5018/5020/20(锥)1440/20572057/20572057/20572057/740740/2662057/205796011651165617222685主轴箱20/20(锥)26/52(斜)24/4242/242057/20572057/10922057/11751175/2057685891723823分析:1、将啮合频率与频谱图对照,可以发现685HZ是变速箱和主轴箱中20/20 齿轮啮合的频率.2、1370HZ和2740HZ是20/20的啮合频率的2倍和4倍3、960HZ是变速箱中40/28的啮合频率4、1165HZ是变速箱

3、34/34齿轮副的啮合频率2、表面振速测量法 表面振速测量法可以用来测量机械设备表面辐射的声功率，从而识别主要噪声源。A）原理 将机器的一个被测量表面划分为许多单位面积，把速度传感器放于每一单元面上，测得每一单元面积上的均方速度，然后取时间和测量面积上的平均值,利用如下的关系式可得出声功率:rrucsw2 其中:c-空气的特征阻抗s-振动表面的面积2u-振动表面上质点法向振动速度均方值 的时间及面积的平均值r-振动表面的声辐射系数rw-振动表面辐射的声功率B） 应用 1上述方法分别测量各个振动表面的辐射声功率,比较各表面所辐射声功率的大小,则可识别声源。 2也可以绘制等振动曲线，识别最强的辐射

4、点，为改进结构设计减小振幅提供理论依据。三、噪声源识别的其它信号分析方法1.功率谱分析法 TTTxdttxtxR01)()(lim)( 各态历经随机过程的自相关函数 的傅立叶变换为自功率谱密度函数)(xR)( fSx自相关函数：功率谱： deRfSfjxx2)()(而： 021)()(lim)(dfefXfXRfTjTTx TftjdtetxfX02)()( TftjdtetxfX02)()(又：则有：21)(lim)(fXfSTTx )(2)(fSfGxx 实际中采用单边功率谱：2.倒频谱分析法A、什么是倒频谱？所谓倒频谱是：对数功率谱的功率谱。可用如下的关系式表示： 2)(lg)(fGFq

5、Cxp 其中：为到频率，单位一般为毫秒。B、应用)(tx)(ty)(th)( fY)( fX)( fH单输入单输出传递系统 0)()()()()(dthxthtxty转换成频域:)()()(fHfXfY 若用功率谱表示:)()()(fGfGfGhxy 对两边取对数:)(lg)(lg)(lgfGfGfGhxy )(lg)(lg)(lgfGFfGFfGFhxy )()()(qCqCqChxy 即有:3.相干分析法 相干分析技术是识别噪声源的有效方法,在相关分析技术中常用互相关函数来描述两随机信号之间的相关关系。 deRfSfjxyxy2)()( TTTxydttytxR01)()(lim)( 为表

6、示两随机信号之间的相关程度，常用相干函数来说明。其表达式为：)()()()(22fSfSfSfryxxyxy 1)(2 frxy若用单边互功率谱密度函数表示，则有：)()()()(22fGfGfGfryxxyxy 说明：1、相干函数的值为1，说明信号完全线性相关2、相干函数值为0，说明信号无关。3、相干函数介于0-1之间，有以下的情况：A）联系输入与输出之间的系统是非线性的，B）测量中含有外界噪声，C）输出是感性趣的输入和其他输入的综合输出。油泵噪声的噪声频谱和相干函数图4、表面声强测量法A）原理表面声强测量法是基于如下的基本原理：puI 其中：I为声强。p为声压，u表面质点的振动速度。 TT

7、TupdttptuR01)()(lim)(而：当：0 IdttptuRTTTup 01)()(lim)0( 实际应用中，用两个信号的单边互功率谱密度处理，其表达式：)()()(fjQfCfGupupup 考虑两信号间的相移，振动表面的法向声强应为： 0sin)(cos)(dffQfCIupupn当使用加速度时： 0cos)(sin)(121dfnfQfCfIapapnB、应用5、声强测量法简介3.2、噪声控制概论 一、环境噪声标准1. 听力保护标准此即指工厂中的噪声标准。调查噪声性耳聋的发病率，是制定听力保护标准的依据。按照 ISO 的定义，500Hz、1000Hz 和 2000Hz 三个频率

8、的平均听力损失超过 25dB，称为噪声性耳聋。目前大多数国家听力保护标准定为 90dBA，它能够保护 80%的人；有些国家定为 85dBA，它能够使 90%的人得到保护。由表可见，只有在 80dBA 的条件下，才能保护 100%的人不致耳聋。目前我国制定的听力保护标准工业企业噪声卫生标准规定现有企业为 90dBA，新建、改建企业要求达到 85dBA噪声级dBA现有企业新建、扩建、改建企业工作时间(小时)90858938849691299941不得超过1152. 机动车辆噪声标准 由于城市噪声的70%来源于交通噪声，如果车辆噪声得以控制，则城市噪声就能大大降低。因此，我国亦指定了相应的试行标准：

9、车辆种类1985年以前执行标准dBA1985年以后执行标准dBA载重汽车(3.515t)89928489轻型越野车8984公共汽车(411t)88898386小轿车8482摩托车9084轮式拖拉机(60马力)91863. 环境噪声标准我国城市区域环境噪声标准(等效声级Leq(dBA)适用区域昼间夜间特殊住宅区4535居民、文教区5040一类混合区5545二类混合区、商业中心区6050工业集中区6555交通干线道路两侧7055二、噪声控制的基本方法与措施1.噪声污染涉及的环节： 噪声源 传播途径 接受者A.进行噪声污染情况的实地考察，测量噪声级和频谱分析，B.确定噪声发生源，C.根据测定数据和有关标准决定降低噪声的目标，D.研究噪声控制的方法，确定和实施技术上、经济上合理可行的方案。2.噪声控制的一般程序是：3.噪声控制方法a. 噪声源的控制 从噪声源控制噪声，这是最积极最彻底的控制措施。噪声源控制一般有两种方法： (1) 分析噪声源发声的机理，消除噪声发生的根源。这方面的措施有：1) 改进结构。例如，采用发声小的材料制造机件，采用精密的结构型式或传动方式，都能降低噪声；2) 改进生产工艺，选用低噪声设备。例如以焊代铆，以液压代替冲压等；3) 提高机械加工和装配精度，减少机械摩擦和振动，降低噪声。例如将滚珠轴承加工精度高一级，噪声可降低10dB；4)