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模块十 机械传动中的动态测量及控制 模块十 机械传动中的动态测量及控制 模块十 机械传动中的动态测量及控制 1.了解噪声的基本概念。 2.熟悉机械传动中噪声的主要来源。 3.掌握噪声的测量方法,明确噪声的测量位置、测量环境和测量条件。 4.掌握降低机械传动噪声的有效方法。 5.能做好机械噪声的防护措施。 6.能对噪声源与故障源进行识别。 7.能用声级计对机械噪声进行测量。 课题2 机械传动中噪声的测量及控制 学习目标 噪声是一类引起人烦躁或音量过强而危害人体健康的声音。从环境保护的角度讲,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰声音,都属于噪声。从物理学的角度讲,噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。 一、噪声的基本概念 1.声压和声压级 声音由物体的振动产生,声波作用于物体上的压力称为声压,其单位是Pa。 用声压级来表示人耳能听到的声音范围就小得多了,只是在0~120dB的范围内。其中0dB表示参考声压级,120dB为最大声压级。 2.响度级及计权网络 人耳对声音的感觉不仅与声音有关,而且还与声音的频率有关。根据人耳的这个特性,引出一个与频率有关的响度级,单位为“方”。 为了使声音的客观量和人耳听觉主观感受近似取得一致,在测量噪声的声级计中设置了A、B、C三种频率计权网络,使所接受的声音按不同程度滤波,以修正仪器频率响应,如图10-2-1所示。 图 10-2-1 计权网络的频率响应 3.声的频谱 为了解某噪声源的噪声特性,就需要详细地分析各个频率成分和相应的强度,称为频谱特性。 为测量和分析方便,把宽广的声波频率范围分成几个频段,称频带或频程。对于每一频带或频程都有上、下两个截止频率,上、下截止频率之差就是频带度,简称带宽。 由上、下截止频率决定的中间区域称为通带。上、下截止频率比为2∶1的频程,称倍频程,每一倍频程的通带称为倍频带。有时为了得到比倍频程更加详细的频谱,也用1/3倍频程,即把一个频率分成3份。目前常用的倍频程和1/3倍频程的频段见表10-2-1。 表 10-2-1 倍频程和1/3倍频程 Hz 以各倍频程的中心频率为横坐标,以测得的倍频带声压级为纵坐标,就可得出倍频程声压级与中心频率的关系图-频谱图(图10-2-2),就可以对噪声进行频谱分析。 图 10-2-2 频谱图 二、机械传动中噪声的主要来源和测量 1.机械传动中噪声的主要来源 (1)回转运动平衡失调引起振动产生的噪声,如各种螺旋桨、叶轮,以及钻孔、搅拌等工具作用时产生的噪声。 (2)往复运动惯性力冲击引起振动而产生的噪声。如气缸的活塞、曲柄轴的组合运动,刨床、磨床刀具的切削运动等。 (3)撞击引起振动而辐射的噪声。如打桩、破碎等机械撞击。 (4)接触摩擦引起振动而辐射的噪声。如齿轮在旋转时产生摩擦引起振动而产生噪声。 (5)流体引起的噪声。 (6)振动传递引起机架、机罩、机座、管道等振动而辐射的噪声。 2.机械传动中噪声的测量 (1)噪声测量仪器 噪声测量中最简便、最常用的是便携式声级计。声级计的外形如图10-2-3所示。 图 10-2-3 声级计外形 声级计一般分普通声级计和精密声级计两种。普通声级计的测量误差约为±3dB,精密声级计约为±1dB。 声压信号经传声器转换为电压信号,通过放大器放大后,经计权网的处理,表头上可显示分贝值。声级计测得的噪声是经具有三种频率的计权网络处理后得到的。 利用声级计的 A、B、C计权网络测得的声级读数,可以粗略地估计所测得噪声的频率特性: 当LA=LB=LC时,噪声在高频段占优势。 当LA<LB=LC时,噪声在中频段占优势。 当LA<LB<LC时,噪声呈低频特性。 (2)机械传动噪声测试的目的和内容 测试的目的是按照有关标准检查机械传动的噪声。测量的内容包括以下两个方面。 1)机械传动噪声声压级的测量。 2)机械传动噪声的频谱分析。 (3)测量方法 1)测量前的仪器准备。以国产ND2型精密声级计为例。 ①电池供电电压检查。 ②仪器使用前的示值校正。 图 10-2-4 活塞发声器外形 图 10-2-5 仪器示值校正时的旋钮位置 2)测量条件规定 ①测量环境。 ②测点位置。 ③设备状态。 3)声压级的测量。 4)声级的测量。 5)声音的频谱分析。 三、噪声的测量位置、测量环境和测量条件 1.测量位置 在确定测量位置时,应考虑到近场误差和反射声波的影响。 在噪声测量之前,应了解在具体测试环境下声源的声场特性。 为了避免反射声波的影响,测点要尽量远离反射面,如高墙、大型装置等,一般应距主要反射面2~3m。 2.测量环境 在测量噪声时,会受到周围环境噪声的干扰,导致测量的准确性降低。所以,在现场测量时,应先测定本底噪声。 表 10-2-2 被测噪声源
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