潤源玉米聯(lián)合收割機振動噪聲控制研究

　　山東潤源實業(yè)有限公司與山東大學合作，成立了農(nóng)機智能化研究中心，針對某型號的玉米聯(lián)合收割機，對整機噪聲及駕駛室噪聲進行了測試與分析，并采取一系列控制措施，使?jié)櫾从衩资崭顧C的噪聲有了明顯降低。有效地改善了駕駛室工作環(huán)境，提高了整機產(chǎn)品的技術(shù)指標，市場競爭力明顯增強。

 

　　1、改進滾子鏈條傳動

 

　　在收割機傳動系統(tǒng)中，大量采用滾子鏈條傳動，且鏈輪數(shù)量多。但由于其多邊形效應，滾子鏈傳動存在沖擊振動，尤其是高速鏈輪(包含張緊輪)，是整機振動噪聲的主要振源。因此，降低鏈條傳動沖擊噪聲是降低整機噪聲的主要因素之一。采用橡膠滾子鏈條進行試驗，同時對高速鏈輪，采用噪聲較小的齒形鏈傳動，噪聲降低8dB(A)左右。

 

　　2、發(fā)動機支承優(yōu)化

 

　　發(fā)動機產(chǎn)生較大的振動噪聲，因此對其進行隔振、隔聲處理，減小其振動噪聲向其它構(gòu)件的傳遞。通過對發(fā)動機支承進行有限元分析，計算其振動模態(tài)，如圖1所示。實驗測試支承墊上下的振動，振動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)動機振動向機架的傳遞。

 

　　發(fā)動機冷卻系統(tǒng)風扇也是主要噪聲源，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產(chǎn)生的，該噪聲主要與風扇的轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)和夾角等因素有關(guān)。
 

圖1發(fā)動機支承振動模態(tài)圖圖2發(fā)動機支承振動測試

 

　　渦流噪聲是因為風扇旋轉(zhuǎn)使周圍的空氣產(chǎn)生渦流，這些渦流又因為粘滯力的作用分裂為一系列獨立的小渦旋，這樣會形成壓力波動，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扇的工作條件。

 

　　將發(fā)動機的風扇及散熱器用罩密封起來，進氣口開在罩的上面，并進行格柵處理，減小噪聲向側(cè)向的傳遞。

 

　　3、駕駛室結(jié)構(gòu)優(yōu)化

 

　　玉米收割機駕駛室內(nèi)耳旁噪聲的大小就體現(xiàn)了乘坐舒適性，標準對此也作了規(guī)定。降低駕駛室噪聲對于改善司機人員的工作環(huán)境，提高工作效率，并提高產(chǎn)品的市場競爭力有重要意義。

 

　　針對潤源玉米收割機的駕駛室，采用有限元計算了其振動模態(tài)及隨機振動響應，圖3是駕駛室的振動模態(tài)，根據(jù)分析對駕駛室后壁等薄弱環(huán)節(jié)進行改進，以減少駕駛室的二次振動噪聲。

 

　　利用VAOne建立了駕駛室的統(tǒng)計能量法聲學分析模型，如圖4所示，并依此為基礎，對于現(xiàn)有駕駛室的噪聲水平進行了分析計算，進而通過隔聲、隔振及密封原則，進行了駕駛室的噪聲優(yōu)化設計。

 

圖3駕駛室的振動模態(tài)圖圖4VAOne駕駛室框架模型

 

　　對駕駛室噪聲在125Hz以下主要由于振動激勵引起；在125~500Hz既受聲激勵影響，又受振動激勵影響；在500~5000Hz，主要受噪聲激勵的影響。對于駕駛室內(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似，能夠降低50~500Hz范圍內(nèi)噪聲，但對高頻噪聲影響較?。煌瑫r，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)噪聲達到標準要求85dB(A)。

 

　　4、改進隔聲板的隔聲效果

 

　　降低各側(cè)擋板振動產(chǎn)生的二次噪聲。在側(cè)擋板上不應開孔，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。

 

　　5、提高玉米收割機零部件的制造、安裝精度

 

　　鏈條傳動的裝配質(zhì)量不好，不僅會造成工作時掉鏈子，增加磨損等故障，同時影響噪聲的大小。提高傳動系統(tǒng)零部件的制造精度，對高速轉(zhuǎn)動零部件，進行動平衡檢查。在保證加工質(zhì)量的前提下，裝配時，檢查并保證鏈傳動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，采用一些專用工具進行裝配精度的檢驗，提高了裝配精度，減小振動噪聲。