Глава 4.Вибрация, шум и загрязнение окружающей среды при эксплуатации суд0вых энергетических установок

4.1. Причины, источники вибрации и методы борьбы с ней.

Основными причинами вибрации на судне на ходовом режиме работы СЭУ являются:

• неуравновешенность масс, сил, моментов;

• неправильная установка валов;

• конструктивные недостатки фундаментов и креплений;

• неисправности уплотнений лопаточного аппарата, масляной и других систем.

К основным источникам вибрации для конкретных СЭУ можно от­нести, например в ДЭУ неуравновешенные силы и моменты ГД, в частности:

• центробежные силы инерции вращающихся масс;

• силы инерции поступательно-движущихся масс;

• моменты инерции этих сил;

• опрокидывающий момент двигателя;

• периодически изменяющийся упор винта;

• некачественная балансировка масс валопровода, винта и маховика.

Причины вибрации в турбинных установках в зависимости от характера можно разделить на три группы:

• конструктивные;

• монтажные;

• эксплуатационные.

В качестве характеристик оценки интенсивности вибрации ис­пользуются:

- амплитуда (а);

- скорость (da/dτ)

- ускорение (d²a/dτ²)

- частота(f) Количественные значения характеристик в процессе вибрации судна в зависимости от условие могут составлять; f=50 - 400 кол./мин (1-7 кол/с; а = 0,10 - 20 мм).

При колебаниях отдельных частей корпуса судна f = 200 - 30 000 кол/мин, а = 0,01 - 1 мм.

Для корпусных конструкций допустимая вибрация определяется величиной усталостных напряжений металла (например_, для стальных сварных конструкций [σ_-1] ~ 400 кГс/см². Поэтому величина [σ_-1] в основном определяет допустимые амплитуды колебаний с точки зрения надежности и долговечности оборудования СЭУ.

Вибрация судна на ходовых режимах работы судна оказывает вредное влияние на: нервную и сердечнососудистую системы обслу­живающего персонала; состояние слуха.

Она усугубляет воздействие шума, снижая слуховую чувствительность к низким и средним тонам, а также усиливает влия­ние высокочастного шума.

Влияние вибрации на человеческий организм характеризуется больше всего не собственно амплитудой, а амплитудой ускорения колебаний. К наиболее вредным относят вибрации, находящиеся в двух диапазонах частот при явлениях резонанса: от 4 до 7 Гц от 20 до 30 Гц.

Под явлением резонанса понимается совпадение частот возму­щающих сил с частотой собственных колебаний органов человека.

Предельно допустимые значения амплитуд вибрации приведены на рис.4.1.[17] .

Предельно допустимые значения амплитуд вибрации

Рис 4.1. (1 - для кормовой оконечности судна по нормам Ре­гистра; 2 - для помещений с пребыванием в них людей не более 1 час; 3 - для ЦПУ и помещений с постоянным пребыванием людей в них в течение вах­ты; 4 - для жилых помещений).

На амплитуду вынужденных колебаний корпуса судна, которые создаются ГД вследствие неуравновешенных сил инерции и их мо­ментов, оказывают влияние факторы: собственные силы инерции; место установки ГД.

Для определения амплитуды вынужденных колебаний можно воспользоваться формулами:

где a,α - линейная и угловая амплитуды колебаний в точ­ке приложения импульса; Р_рез - возбуждающая результирующая сила; М_рез - возбуждающий момент. В качестве основной характеристики собственных колебаний корпуса судна используется двухузловая вибрация (первый тип ко­лебаний), рис.4.2[17]