Вибрация и шум судовых механизмов, страница 5

Рис. 8.6. Пути распространения шума и комплекс противошумовых                                                                 мероприятий: 1 – концевой глушитель шума вентиляций; 2 – глушитель шума на всасывании ДВС; 3 – звукопоглощающие покрытия;                                                                  4 – глушитель шума на выпуске ДВС: 5 – эластичная манжета; 6 – путевой глушитель шума вентиляции; 7 – усаленная звукоизоляция помещений;                                             8 – вибродемпфирующее покрытие днища; 9 – звукоизолирующий кожух; 10 – компенсатор колебаний; 11 – упругий элемент трубопровода;                                                         12 – виброизоляторы; 13 – эластичная муфта; → – воздушный шум;                                                                        ~~~ – звуковая вибрация

В роторных нагнетателях интенсивные составляющие располагаются на частоте вращения и ее гармонических составляющих, которые для этого типа нагнетателей находятся в низкочастотной и среднечастотной областях спектра, в отличие от центробежных нагнетателей, у которых интенсивные составляющие располагаются в высокочастотной области спектра (2,8÷4 тыс. Гц).

Наиболее интенсивной составляющей в спектре шума на впуске дизелей с центробежными нагнетателями является компонент так называемого шума вращения. Частота этой составляющей кратна произведению частоты вращения (числа оборотов) рабочего колеса нагнетателя на число его лопаток.

Интенсивность шума нагнетателя может быть снижена установкой глушителей активного типа. Звукопоглощающим материалом в них служат маты из тонких спрессованных металлических нитей. Широкое применение находят активные глушители с разделением воздушного потока [63], [64].

Шум зубчатых передач снижают путем демпфирования вибрации с помощью нанесения соответствующих материалов на корпус редуктора, ступицу и обод зубчатого колеса или изготовляют зубчатые колеса из материалов с высоким внутренним трением.

Колебания дизеля как единого целого с частотами, соответствующими низшим гармоникам частоты вращения (частоты основного тона и двух-трех гармоник), представляют собой низкочастотную вибрацию. Основными причинами таких колебаний (помимо гармонических составляющих опрокидывающего момента) являются [25]:

- неуравновешенные силы инерции первого и второго порядков, а также моменты этих сил;

- дисбаланс коленчатых валов;

- различие в массах поступательно-движущихся деталей;

- неравномерность нагрузок по цилиндрам и т. д.

Первая причина органически связана с конструктивными особенностями данного дизеля. Следовательно, если и можно уменьшить амплитуды неуравновешенных сил, то лишь в процессе проектирования дизеля.

Остальные причины в значительной мере связаны с технологией производства дизеля и допусками на эксплуатационные параметры. Установлено, что они практически не оказывают влияния на общие уровни шума и вибрации дизеля (имеются в виду общие уровни вибрации по колебательной скорости или по колебательному ускорению [63]. Общие уровни вибраций как по скорости, так и по ускорению определяются составляющими более высоких частот.

Наряду с «активными» способами снижения вибрации и шума в источнике их возникновения, которые обычно предусматриваются при проектировании механизмов, для достижения оптимальных условий эксплуатации применяют «пассивные» способы [45].

Установку дизеля на упругих опорах, представляющую собой сложную механическую систему, можно рассматривать состоящей из трех частей: источника вибрации, трактов распространения вибрации и фундамента (рис. 8.7).

Рис. 8.7. Динамическая модель дизеля

Амплитуда колебательной скорости  на входе (например, на лапе фундаментной рамы дизеля) зависит от амплитуды гармонической составляющей возмущающей силы  и сопротивлений – импедансов :

,

где  и  – импедансы источника (дизеля) и фундамента.

Как следует из приведенной зависимости, уменьшение колебательной скорости может быть достигнуто снижением возмущающей силы или повышением импедансов двигателя и фундамента.