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潤(rùn)源玉米聯(lián)合收割機(jī)振動(dòng)噪聲控制研究

   2014-09-18 山東潤(rùn)源9950
核心提示: 山東潤(rùn)源實(shí)業(yè)有限公司與山東大學(xué)合作,成立了農(nóng)機(jī)智能化研究中心,針對(duì)某型號(hào)的玉米聯(lián)合收割機(jī),對(duì)整機(jī)噪聲及駕駛室噪聲進(jìn)行了測(cè)試與分析,并采取一系列控制措施,使?jié)櫾从衩资崭顧C(jī)的噪聲有了明顯降低。有效地改善了駕駛室工作環(huán)境,提高了整機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)。
  山東潤(rùn)源實(shí)業(yè)有限公司與山東大學(xué)合作,成立了農(nóng)機(jī)智能化研究中心,針對(duì)某型號(hào)的玉米聯(lián)合收割機(jī),對(duì)整機(jī)噪聲及駕駛室噪聲進(jìn)行了測(cè)試與分析,并采取一系列控制措施,使?jié)櫾从衩资崭顧C(jī)的噪聲有了明顯降低。有效地改善了駕駛室工作環(huán)境,提高了整機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)。
 
  1、改進(jìn)滾子鏈條傳動(dòng)
 
  在收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中,大量采用滾子鏈條傳動(dòng),且鏈輪數(shù)量多。但由于其多邊形效應(yīng),滾子鏈傳動(dòng)存在沖擊振動(dòng),尤其是高速鏈輪(包含張緊輪),是整機(jī)振動(dòng)噪聲的主要振源。因此,降低鏈條傳動(dòng)沖擊噪聲是降低整機(jī)噪聲的主要因素之一。采用橡膠滾子鏈條進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)對(duì)高速鏈輪,采用噪聲較小的齒形鏈傳動(dòng),噪聲降低8dB(A)左右。
 
  2、發(fā)動(dòng)機(jī)支承優(yōu)化
 
  發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的振動(dòng)噪聲,因此對(duì)其進(jìn)行隔振、隔聲處理,減小其振動(dòng)噪聲向其它構(gòu)件的傳遞。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支承進(jìn)行有限元分析,計(jì)算其振動(dòng)模態(tài),如圖1所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)試支承墊上下的振動(dòng),振動(dòng)加速度傳感器布置如圖2所示,分析其相干功率輸出,優(yōu)化支承墊的數(shù)量及剛度,提高支承的隔振減振效果,從而減小發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向機(jī)架的傳遞。
 
  發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇也是主要噪聲源,由旋轉(zhuǎn)噪聲、渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于旋轉(zhuǎn)葉片周期性的切割空氣,引起空氣周期性壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的,該噪聲主要與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)和夾角等因素有關(guān)。
 
圖1發(fā)動(dòng)機(jī)支承振動(dòng)模態(tài)圖圖2發(fā)動(dòng)機(jī)支承振動(dòng)測(cè)試
 
  渦流噪聲是因?yàn)轱L(fēng)扇旋轉(zhuǎn)使周?chē)目諝猱a(chǎn)生渦流,這些渦流又因?yàn)檎硿Φ淖饔梅至褳橐幌盗歇?dú)立的小渦旋,這樣會(huì)形成壓力波動(dòng),從而產(chǎn)生噪聲。渦流噪聲的大小主要取決于葉片的形狀和風(fēng)扇的工作條件。
 
  將發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇及散熱器用罩密封起來(lái),進(jìn)氣口開(kāi)在罩的上面,并進(jìn)行格柵處理,減小噪聲向側(cè)向的傳遞。
 
  3、駕駛室結(jié)構(gòu)優(yōu)化
 
  玉米收割機(jī)駕駛室內(nèi)耳旁噪聲的大小就體現(xiàn)了乘坐舒適性,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此也作了規(guī)定。降低駕駛室噪聲對(duì)于改善司機(jī)人員的工作環(huán)境,提高工作效率,并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有重要意義。
 
  針對(duì)潤(rùn)源玉米收割機(jī)的駕駛室,采用有限元計(jì)算了其振動(dòng)模態(tài)及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng),圖3是駕駛室的振動(dòng)模態(tài),根據(jù)分析對(duì)駕駛室后壁等薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn),以減少駕駛室的二次振動(dòng)噪聲。
 
  利用VAOne建立了駕駛室的統(tǒng)計(jì)能量法聲學(xué)分析模型,如圖4所示,并依此為基礎(chǔ),對(duì)于現(xiàn)有駕駛室的噪聲水平進(jìn)行了分析計(jì)算,進(jìn)而通過(guò)隔聲、隔振及密封原則,進(jìn)行了駕駛室的噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)。
 
圖3駕駛室的振動(dòng)模態(tài)圖圖4VAOne駕駛室框架模型
 
  對(duì)駕駛室噪聲在125Hz以下主要由于振動(dòng)激勵(lì)引起;在125~500Hz既受聲激勵(lì)影響,又受振動(dòng)激勵(lì)影響;在500~5000Hz,主要受噪聲激勵(lì)的影響。對(duì)于駕駛室內(nèi)噪聲水平,其更多受到外部噪聲水平的影響。增大阻尼與增加板厚作用類(lèi)似,能夠降低50~500Hz范圍內(nèi)噪聲,但對(duì)高頻噪聲影響較小;同時(shí),高頻噪聲的產(chǎn)生主要受到駕駛室泄漏的影響,改善駕駛室的密閉性可以有效的降低高頻噪聲。通過(guò)增加壁厚,減少泄漏量,增加阻尼,可使得駕駛室整體噪聲水平下降6dB(4.2dBA),使得駕駛室內(nèi)噪聲達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求85dB(A)。
 
  4、改進(jìn)隔聲板的隔聲效果
 
  降低各側(cè)擋板振動(dòng)產(chǎn)生的二次噪聲。在側(cè)擋板上不應(yīng)開(kāi)孔,增加吸聲材料以減少噪聲的輻射;增加側(cè)板的厚度提高隔音效果;采用隔振安裝,減小板的振動(dòng)。
 
  5、提高玉米收割機(jī)零部件的制造、安裝精度
 
  鏈條傳動(dòng)的裝配質(zhì)量不好,不僅會(huì)造成工作時(shí)掉鏈子,增加磨損等故障,同時(shí)影響噪聲的大小。提高傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的制造精度,對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件,進(jìn)行動(dòng)平衡檢查。在保證加工質(zhì)量的前提下,裝配時(shí),檢查并保證鏈傳動(dòng)的鏈輪與軸線的垂直度、孔徑精度及軸線之間的平行度等指標(biāo),采用一些專(zhuān)用工具進(jìn)行裝配精度的檢驗(yàn),提高了裝配精度,減小振動(dòng)噪聲。
 
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