【正文】 升高而降低，此時(shí)板的質(zhì)量和阻尼并不重要。隔聲結(jié)構(gòu)通常都 是采用板，板的隔聲性能主要由 控制板振動(dòng)的三 個(gè)物理量決定，它們是：板的面密 度；板的勁度；材料的內(nèi)阻(以損 耗因素表征)。提高罩殼內(nèi)壁的吸聲 性能，就降低了罩內(nèi)混響 聲場(chǎng)，也就相應(yīng)提高了插入損失。隔聲量計(jì)算公式： (46)式中，L1 和 L2 分別 代表發(fā)聲室和接收室內(nèi)空間平均聲壓級(jí)，dB；S為試件面積，m2 ；A為接收室吸聲量，m2 。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，依靠裝置在柴油機(jī)前 端的風(fēng)扇，冷空氣從機(jī)罩前面兩側(cè)進(jìn)氣消 聲道進(jìn)入，流經(jīng)空 壓機(jī)，熱空氣由機(jī)罩 上方排氣消聲道排出。為了防止縫隙漏聲，機(jī)罩上的門 窗縫隙均采用橡皮條密封。罩 壁內(nèi)貼50 mm超細(xì)玻璃棉吸聲層（ā=）。隔聲罩通常由罩壁、吸聲層組成。罩的主要結(jié)構(gòu)一般是外層 ，為了 避免發(fā)生板的吻合效應(yīng)和低頻共振，在罩內(nèi)側(cè)金屬板 可 涂阻尼層。許多實(shí)際情況下，由于各種條件的限制，很 難從噪聲源上進(jìn)行處理，這時(shí)可在噪聲傳播途 徑上采取措施來(lái)降低噪聲。 隔聲法 是現(xiàn)代噪聲控制 工程中常用的技術(shù)之一。亥姆霍茲共振結(jié)構(gòu) 和吸聲材料的結(jié) 合很大層度上提高了吸聲系數(shù)。此外，剛性隔聲層還能夠有效地保護(hù)隔聲罩。穿孔板后空氣層 填入吸聲材料時(shí)，為增 加孔頸附近的阻力，吸聲材 料應(yīng)盡量接近穿孔板，當(dāng)吸聲材 料離穿孔板 50mm 以 上時(shí)，其吸聲系數(shù) 將降低。穿孔板背后空氣層中 填入疏松吸聲材料時(shí)，空腔 內(nèi)的聲質(zhì)量和聲順 都增加，穿孔的末 端阻抗也增加，也即 相當(dāng)于空腔的有效 深度增大，穿孔的有效 長(zhǎng)度也增加，與未填材料時(shí) 相比，共振頻率 向低頻方向移動(dòng)，移動(dòng)量通常 在一個(gè)倍 頻程以內(nèi)，同時(shí)吸聲系 數(shù) 有所提高；其次由于在孔 頸 和空腔內(nèi)產(chǎn)生較高的聲 阻，當(dāng)穿孔率比較低時(shí) ，主要產(chǎn)生 在孔頸處，穿孔率較高 時(shí)，主要產(chǎn)生在 空腔內(nèi)。由于空腔內(nèi)填入 吸聲材料后產(chǎn)生 了相當(dāng)高的聲阻率，因此孔頸 處的聲阻率不宜過(guò)大，可通過(guò)穿孔率 加以調(diào)節(jié)，通常穿孔率不宜 小于5％。濕度對(duì)材料的影響很大，高的含 水率使多孔材料吸聲性 能大大降低。 ④ 護(hù)面層 常用護(hù)面層材料有 玻璃布、塑料窗紗、金屬 網(wǎng)及穿孔板（穿孔率20%）等，護(hù)面層對(duì)吸聲材料聲學(xué)性能的影響可 忽略不計(jì)。t為一常 數(shù)，約等于材料中聲速的四分之一。 ② 材 料厚度 厚度增 加，材料吸聲系數(shù)曲線將向低頻方向平移，大致上材料厚度 每增加一倍，吸聲系數(shù)峰值向低頻方向移動(dòng)一個(gè)倍頻程。影響穿孔板結(jié)構(gòu)吸聲特性的主要因素有：① 材料容重（單位體積的重量） 容重增加時(shí)，低頻吸聲 系 數(shù)提高，而高頻吸聲系數(shù)有所降低；容重 過(guò)大，總的吸聲效果又會(huì)明顯降低。如果在穿孔 板后放置多孔材料 增加聲阻，會(huì)使結(jié)構(gòu)吸收頻帶加寬。 由于穿孔板結(jié)構(gòu)是亥 姆霍芝共振器的 組合，因此可以看作 是由質(zhì)量和彈簧組成的一個(gè)共振系統(tǒng)。2）穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在各種薄板上穿孔并在板后 設(shè)置空氣層，必要時(shí)在空腔中加 襯多孔吸聲材料，可以組 成穿孔扳共振吸聲結(jié)構(gòu)()，由于每個(gè)開(kāi)口背后均有對(duì)應(yīng)空腔，這一穿孔板結(jié)構(gòu)即為 許多并聯(lián)的亥姆霍芝共振器。單個(gè)共振器對(duì)頻率有較強(qiáng)選擇性，共振頻率為： (43) 式中，；c 為聲速，m/s；S 為頸口截面積，m2；r為頸口 半徑，m；V為空腔體積，m3；t為頸實(shí)際 長(zhǎng)度（即板的厚度），m；d為圓孔的直徑，m。當(dāng)入射聲波的頻 率接近共振器的 固有頻率時(shí)，孔徑的空氣柱產(chǎn) 生強(qiáng)烈振動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中，由于克服摩擦阻力而消耗聲能。而空腔內(nèi) 的空氣在一定程度內(nèi) 隨聲波而振動(dòng)，也具有— 定的聲質(zhì)量。單個(gè)共振器可 看 成由幾個(gè)聲學(xué)作用不同的聲學(xué)元件 所組成，開(kāi)口管內(nèi)及管口附近空 氣隨聲波而振動(dòng)，是一個(gè)聲 質(zhì)量元件。 能量轉(zhuǎn)換示意圖 2） 穿孔率 穿孔率是描述穿孔板聲學(xué)特 性的重要參數(shù)。 (41) 1）吸聲系數(shù) (42)當(dāng)=0 時(shí)，材料不吸聲；當(dāng)=1時(shí)，入射聲能完全被吸收。吸聲降噪就 是在室內(nèi)增加吸聲材料，能提 高房間平均吸 聲系數(shù)，減少混響聲聲能密度，從而降低總聲壓級(jí)。因此很多 情況下，往 往采用共振吸聲 結(jié)構(gòu)解決低 頻聲的吸收問(wèn)題。 當(dāng)空氣層的厚度近似等于入射 聲波的1/4波長(zhǎng)時(shí)，吸聲 系數(shù)最大，當(dāng)其厚度等于1/2波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，則吸聲系數(shù)最小。多孔材料的吸聲系 數(shù)一般都隨著頻率的增大而增大，在一 定的頻率下大致要達(dá)到 固 定值。多孔吸聲材 料主要吸收中高頻噪聲 ，對(duì)低頻聲的吸聲性能一般較差。在混響較強(qiáng)的廠房適用隔聲 利用隔聲原理，在聲源與接收點(diǎn)之間設(shè)置隔聲結(jié)構(gòu)消聲器 利用阻性、抗性或阻抗復(fù)合的消聲原理，將沿通道傳播的噪聲 減弱，適用于降低空氣動(dòng)力性噪聲隔振 采用彈簧連接，隔絕或降低固體聲的傳遞，在設(shè)備基礎(chǔ)及管道 隔振中適用阻尼 利用內(nèi)摩擦，內(nèi)損耗大的涂料涂貼在振動(dòng)噪聲較大的薄板上， 減少其輻射噪聲 吸聲材料是指材 料的平均吸聲系 數(shù)在125Hz、250Hz、500H、1KHz、2KHz、4KHz這6個(gè)中心頻率倍頻帶吸聲系數(shù)的算術(shù)平均 料。采 用吸聲手段改善噪聲環(huán)境時(shí)，通常有兩 種處理方法：一是采用吸聲材 料，二是采用吸聲結(jié)構(gòu)。任何有限空間內(nèi)，噪聲都是 由直達(dá)聲和反射聲兩部分 組成的，這是吸聲 法的科學(xué)基礎(chǔ)之一。由于在工程機(jī)械 的噪聲控制中，很難對(duì)噪聲接受者即 工程機(jī)械駕駛員采取措施，因此只能從聲源和 傳聲途徑上加以控制。一般來(lái)說(shuō)，聲學(xué) 系統(tǒng)是由聲源、傳聲途徑和接受者這3個(gè) 基本環(huán)節(jié)組成的。針對(duì)工程機(jī)械基本的振動(dòng)源和傳遞途徑，目前不少行之有效的減小 和控制振動(dòng)的方法 已被掌握，大致可歸為三大類：減小擾動(dòng)——減小或 消除振動(dòng)源的激勵(lì)，如改善 內(nèi)部平衡，改進(jìn)和提高制造質(zhì)量，對(duì)具有較大輻射表面 的薄壁結(jié)構(gòu)采取必要的 阻尼措施等；防止共振——防止或減小設(shè)備、結(jié)構(gòu)對(duì)振動(dòng) 的響應(yīng)，如改變振動(dòng) 系統(tǒng)的固有頻率，改變振動(dòng)系統(tǒng)的擾動(dòng)頻率，裝設(shè)輔助性 的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)，增加阻尼 以增加能量逸散，降低共振振幅等；采取隔振措施 ——減小或隔離振動(dòng) 的傳遞，涉及到對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性的分析和改進(jìn)，使之對(duì) 振動(dòng)噪聲具有明顯 的衰減作用，如采用質(zhì)量阻尼減振器、共振腔 消聲器等。 第四章 螺桿壓縮機(jī)減振降噪分析與設(shè)計(jì)首先 來(lái)看振動(dòng)，作為一種常見(jiàn)現(xiàn)象，工程機(jī)械中的振動(dòng)不僅容易 破壞工程機(jī)械結(jié)構(gòu) 的強(qiáng)度，引起結(jié)構(gòu)噪聲，還會(huì)惡化操作人員的工作環(huán)境，使人易 疲勞、注意力 減弱，容易出現(xiàn)誤動(dòng)作，引起技術(shù)事故。而改用斜齒輪或螺旋齒輪，嚙合時(shí)重合系數(shù)大，可降低噪聲310分貝（A），若改用皮帶傳動(dòng)代替正齒輪傳動(dòng)，可降低噪音16分貝（A）。從控制噪聲角度考慮，應(yīng)盡量選用噪聲小的傳動(dòng)方式。噴入壓縮機(jī)內(nèi)的 油主要有冷卻、密封、潤(rùn)滑和降噪四個(gè)功能。特別是在 移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)及制冷 裝置中，噴油螺桿壓縮機(jī)獲得了廣泛的應(yīng)用。 油的噴入 使螺桿壓縮機(jī)的特性發(fā)生了很大變化，提高了能適應(yīng)的 壓力和壓比，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，并使排氣溫度得到了有效控制，還降低了噪聲。 (6)在噴油螺桿 壓縮機(jī)中，常向工作腔內(nèi)噴入具有一定壓力的 潤(rùn)滑油，噴入的油與壓縮氣體直接 接觸，吸收氣體的壓縮熱。(5)軸。這類壓縮 機(jī)都采用滾動(dòng)軸承，為了防止壓縮腔的氣體通過(guò)轉(zhuǎn)子軸 向外泄漏，必須在排氣端 的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間加一個(gè)軸封。(4)噴油 螺桿壓縮機(jī)中有兩種不同的軸封：與壓縮腔緊鄰的轉(zhuǎn)子 軸段的軸封，特別是 在排氣端，這種軸封更為重要；伸出壓縮機(jī)端蓋外的軸段 也必須有軸封，以與 大氣隔開(kāi)。承受軸向力 的軸承總是放在排氣端，以獲得最小的排氣端面 間隙。軸向力之間 的差別比徑向力的差別大得多，陽(yáng)轉(zhuǎn)子所受軸向力大約 是陰轉(zhuǎn)子的四倍。因此承受徑向力的 軸承負(fù)荷由大到小 依次是：陰轉(zhuǎn)子排氣端軸承、陽(yáng)轉(zhuǎn)子排氣端軸承、陰轉(zhuǎn)子吸 氣端軸承和陽(yáng)轉(zhuǎn)子吸氣 端軸承。另外，由于內(nèi)壓縮的存在，排氣端的徑向力要比吸 氣端大。由于 轉(zhuǎn)子一端是吸氣壓力，另一端是排氣壓力，再加上內(nèi) 壓縮過(guò)程的影響，以及 一個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)另一轉(zhuǎn)子等因素，便產(chǎn)生了軸向力。 在螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子上，作用有軸向力和徑向力。尺寸小、轉(zhuǎn)速高的機(jī)器應(yīng)取偏低值。允許的不平衡力矩，因機(jī)器的尺寸和轉(zhuǎn)數(shù)不同，通常是()N轉(zhuǎn)子精加工后，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)。 螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子 的毛坯常為鍛件，一般多采用中碳鋼，有特殊要求時(shí)也有用40Cr等合金鋼或鋁合金。(2)轉(zhuǎn)子 是螺桿壓縮機(jī)的主要部件，在噴油螺桿壓縮機(jī)中，由于排氣溫度較低，轉(zhuǎn)子熱脹較小，一般認(rèn)為 不設(shè)置密封齒。另外，外壁還承受著聯(lián)接法蘭的負(fù)荷，使之不會(huì)傳遞到 內(nèi)部轉(zhuǎn)子的氣缸體上。 圖 單層壁結(jié)構(gòu)機(jī)體 圖 雙單層壁結(jié)構(gòu)機(jī)體 噴油螺桿 。為給進(jìn)氣和排氣留下氣體流動(dòng)的空間，機(jī)體 需向外作必要的延伸。氣體在吸、排氣通道的流速范圍通常為2835m/s。只要通過(guò)適當(dāng)安排轉(zhuǎn)子的螺旋旋向和機(jī)體上的 吸排氣孔口，幾乎可以在任何位置安排吸、排氣通道。螺桿壓縮機(jī)中氣體的流動(dòng)大致成對(duì)角線方向。它由中間部分的汽缸及兩端的端蓋組成。 轉(zhuǎn)速為4300r/min，重量1050kg，外形尺寸1300*1100*1660。機(jī)體中的吸氣端蓋和氣缸做為一體，排氣管設(shè)在排氣 端蓋的側(cè)面，便于機(jī)組的管道連接。這種小型的壓縮機(jī)由帶驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)中的軸向 力由位于排氣端的一對(duì)背靠背安裝的單列角接觸球軸承承受，而徑向力則由轉(zhuǎn)子 兩端的圓柱滾子軸承承受。另外，在噴油螺桿空氣壓縮機(jī)中沒(méi)有同步齒輪，通常也不設(shè)容積流量調(diào)節(jié)滑閥 和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥。排氣端的轉(zhuǎn)子 工作段與軸承之間有一個(gè)簡(jiǎn)單的 軸封。 第三章 噴油螺桿壓縮機(jī)的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本課題以噴油螺桿空壓機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行降噪處理。電機(jī)徑向振動(dòng)引起的噪聲頻率為 ，其中, =1,2,3,… (23)式中，Zｔ為轉(zhuǎn)子 槽數(shù)；P為磁極 對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差 率。此外，產(chǎn)生的切向力矩和軸向力 也引起切向和軸向的振動(dòng)噪聲。后者比齒和磁極的振動(dòng)幅值大數(shù)十倍。其中氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的徑向力波的交變分量，引起定子徑向振動(dòng)，是主要的電磁噪聲輻射源。 電磁噪聲是電動(dòng)機(jī)特有的噪聲，它實(shí)際上也屬于機(jī)械性噪聲，是由定、轉(zhuǎn)子間氣隙中的諧波磁場(chǎng)產(chǎn) 生的電磁 力波引起的。當(dāng)氣流噪聲通過(guò)這些管道元件時(shí)，存在一定的自然衰減，有的聲能發(fā)射回聲源處。壓縮機(jī)的噪聲會(huì)沿進(jìn)氣和排氣管道傳播出來(lái)。(2)排氣孔口的噪聲在螺桿壓縮機(jī)中，由于排氣孔口處的內(nèi)壓、外壓不同引起了基元容積在與排氣孔口連通瞬時(shí)，發(fā)生氣體的定容積膨脹或壓縮，而使流動(dòng)損失加大，從而引起附加能量損失，這些附加能量損失有一部分轉(zhuǎn)變成聲能，隨著排氣孔口周期性地相通和切斷，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的周期性排氣噪聲。 吸、排氣噪聲疊加示意圖縮機(jī)的噪聲頻譜圖，其基頻分別為500Hz與800Hz，由圖可以看出，此基頻附近有明顯的峰值。對(duì)于吸、排氣而言，具有相同的頻率，但由于在壓縮結(jié)束齒槽與排氣腔相通時(shí)刻，和排氣結(jié)束齒槽展開(kāi)與吸氣腔聯(lián)通時(shí)刻，并不在同一瞬間，它們存在一定相位差。i=1，2，3……。主要包括：進(jìn)、排氣口噪聲和管道中氣體流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。(4)軸承：由于軸承本身精度較差從而產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲。振動(dòng)還以固體聲的形式由底座傳出。它是由轉(zhuǎn)子和軸的不同心或動(dòng)平衡不好造成的。機(jī)體外部包括機(jī)殼、支承結(jié)構(gòu)和底座的振動(dòng)與噪聲；油分離器、增發(fā)器、冷卻系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲。機(jī)械噪聲主要是由摩擦和機(jī)構(gòu)間力的傳遞不均勻產(chǎn)生的。隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。
c) 排氣過(guò)程：在齒間容積對(duì)與排氣孔口連通后，排氣過(guò)程即開(kāi)始。注意，此時(shí)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒間容積彼此并未連通。旋轉(zhuǎn)時(shí)使處于轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷產(chǎn)生周期性的容積變化,并且沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至壓出側(cè),實(shí)現(xiàn)吸入、壓縮和排氣的全部過(guò)程,具體的工作原：吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程如圖21所示： a)吸氣過(guò)程 b)壓縮過(guò)程 c)排氣過(guò)程