機電設備振動和噪聲的成因和解決方法
噪聲來源于振動解決好了振動問題噪聲問題也會迎刃而解所以本文表面是探討振動和噪聲兩個問題其實是同一個問題。
振動的兩個基本指標是振幅和頻率解決振動問題就圍繞著這兩個概念展開要么降低振幅要么調整振動頻率點。
頻率可分為固有頻率Wn和激勵頻率W固有頻率源于產品的結構特征由質量、質量分布、質心位置、剛度等多個因素和多個因素間的相互作用所確定。固有頻率計算公式為（公式1）k是物體的剛度m是物體的質量。激勵源的頻率點應避開固有頻率Wn。當Wn=W的時候就發生了諧振諧振時候的振幅最大。
當頻率比（公式2）即進入隔振區使振動傳遞系數小于1才有減振和隔振效果。在機械質量m已確定的情況下降低其可降低固有頻率。
若Wn<既增大衰減率又遠離“共振區”。例如當阻尼比<0.1頻率比為3.6時就可衰減90%的振幅。
有了以上的理論基礎下面是幾個基于上面理論的解決辦法。
1從振動發生源上處理
從振動源上處理：既然是激勵頻率落進了1.414Wn的范圍內那就想辦法使激勵頻率提高常見辦法有：
如果是步進電機就對步數細分通過細分改驅動脈沖的步進頻率加倍使步與步之間的差距縮小；
如果有減速器、傳送帶、傳送齒輪就通過改變主動輪與從動輪的半徑比值改變傳動比這樣被驅動的終端要想保持原來的速度主動輪的轉速勢必要加快轉速和激勵頻率成正比例激勵頻率提高后面的震動感應固有頻率未變兩個頻率錯開震動自然減弱；
2從振動傳遞路徑上處理
如果振動源是不可避免的那就在傳遞路徑上加隔振措施處理從原理上看剛性越強解決辦法如下：
傳動軸用彈性聯軸器這樣避免了軸和軸不同心的轉動下力矩傳遞不受損失且軸和軸不對心而帶來的相互周期性剛性位移也可改觀這種周期性相對位移是震動和噪聲的根源；
傳動之間用皮帶輪柔性連接振動源與支撐件基座間加緩沖減震材料或裝置；
彈簧懸掛振動源對緩沖減震很有作用但會有三個問題需要克服一是啟停時機器會抖動二是不能傳遞力矩因為彈簧本身是不能傳遞扭矩的三是運輸時要考慮固定，裝機后還要拆去比較麻煩；
設計導振措施把振動導走振動仍在但離我們較遠了。常見的是大發電機在固定在地面的時候在基座四周挖溝孤零零的形成一個溝里的地樁振動從地下傳出去到了樓房的時候，再通過樓房地基往上返會把振動減弱好多。
3對振動感應系統的處理
振動源解決不了傳播路徑解決不了或者解決成本太高可以在受震動點改進雖然這個辦法不是首選具體的方法如下：
在滿足強度要求的情況下選用低剛度材料制作構件（特別是制作支承件）是一種減振的有效途徑。Wn降低遠離了激勵源頻率W；對自行式機械將剛性懸掛改為彈性懸掛；對固定設備將彈性件、阻尼件和質量件構成串和并聯、先串后并或先并后串等多種形式組合系統的彈性支承裝置都能按照我們的預定要求使系統的等效剛度低于原有的剛度從而達到減振的目的。
加重固定基座的質量降低固有頻率點；
注意單純依靠降低剛度、降低固有頻率來提高減振性能有時并不可取。一是隨著剛度的降低系統設備的靜態位移也會增加會使空間布置、彈性尺寸、結構設計帶來困難。二是對于不同工作要求的設備通常有一個最低剛度的限制值尤其是有力矩傳遞、力傳遞的時候單純降低剛度也不是辦法。
另外可以實施結構的合理布局分析預計到產品使用中將處于既有豎向振動又有俯仰角振動等耦合振型時注意結構的合理性質量對稱分布的可能性并確定出振幅為零點結構上的“節點”以便對振動敏感的機械儀表、儀器或駕乘操作者坐椅能設置在“節點”或其附近。
4共鳴空腔的處理
有時候會遇到一種情況把機器裝起來噪聲很大但振動幅度也不是很大把機器拆開噪聲明顯減小這個現象是共鳴共鳴的產生是類似音箱效果的共振處理的辦法是把空腔破壞掉空腔內的傳播介質是空氣在空腔中波動空氣波激勵機殼產生輕微振動尤其是對開模具的注塑殼殼內有電機等傳動裝置時容易產生這種現象。
針對其產生機理實施反向工程設計破壞其空腔和空氣震動傳播的路徑破壞殼體薄壁的震動解決的辦法是在機箱中加空氣隔板或海綿擋住空氣的震動傳播；另外是在殼體上加筋使殼體的剛性增強這樣即使有震動空氣傳到壁上也不會產生殼體的微小變形產生震動進而成為共鳴。
5注意的問題
通過調整頻率點的方式實現減震時機器啟停的過程會出現瞬間加速或減速這樣激勵頻率會經過固有頻率點例如步進電機支撐機構固有頻率10Hz步進電機的頻率100Hz正常工作狀態下100Hz的激勵頻率肯定不會引起共振但啟動時得經
0Hz—10Hz—100Hz這樣的過程停機時得經歷100Hz—10Hz—0Hz的過程所以會出現啟停過程的震動如果機器設計要求較高不能不考慮這個影響。
振動規律表明具有多種振動多種振型并且總是以最低的固有頻率所對應的振型為主。在既有豎向振動又有俯仰振動的耦合振型時為避免產生劇烈的俯仰振動（因人和設備對俯仰振動耐受力更低破壞性更大）在激勵頻率W、俯仰角振動固有頻率Wn1.和豎向振動固有頻率Wn2之間，手持式測振儀使W>Wn1>Wn2成立實踐證明有利于系統動態特性。
設備的彈性支承能實現震動隔離但布置不當則易引起耦合振動。當彈性支承對稱布置于設備的四個角處當質心處于受到豎向干擾力作用時設備只作豎向方向振動并不會引進其他型式的振動當干擾力大小位置不變彈性支承各頂點與質心幾乎在同一平面但是由四個彈性支承沿縱向布置不對稱時設備會伴隨豎向作上、下振動的同時還作沿質心橫軸的俯仰振動。這種多個方向同時發生的振動稱為耦合振動。如果在沿橫軸方向的支承布置也不對稱那么就會引起共振型同時出現的耦合振動。多一種振型就多一個固有頻率也就多了一次引起共振的機會。這對設備的正常運轉不利也使彈性支承裝置的設計和使用帶來很多的困難。
激勵頻率的產生一是來自自身一是來自外界。自身的激勵頻率在多數工況下要么是工作任務要求所確定的（如在某一確定的轉速下工作）要么是隨機的無法控制的（如自行式設備由地面不平引起的激振）。由于旋轉的不平衡會使旋轉機械形成故障例如風機轉子煙氣粉塵粘在葉片上引起風機的不平衡運轉在工藝上過濾粉塵、烘干等措施都可以削減振動。
以上是震動和噪聲的常見問題和解決思路得找振動測試儀實地測一下確認頻率和振幅順藤摸瓜逐步往外延伸測量跟蹤到振動源然后再分析找到在哪個環節解決問題的簡便而經濟的辦法。
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