LS-Sb90923

–как для первого (внутреннего), так и для второго (внешнего) каскада промежуточная рама и фундамент конструкции должны быть достаточно тяжелыми и жесткими;

–резонансные частоты промежуточной рамы и фундаментных конструкций должны быть отстроены от спектра частот возмущающих сил;

–собственные частоты амортизирующего крепления должны быть отстроены от частот возмущающих сил, которые действуют со стороны амортизируемого оборудования или корпуса судна;

–должны учитываться все связи механизма как опорные, так и неопор-

ные;

–виброизолирующее крепление механизма (блока) должно проектироваться с учетом всех направлений вибрационных колебаний;

–желательно создавать симметричные конструкции с минимальной высотой расположения центра ее инерции относительно фундамента и обеспечить совпадение центров инерции машины и жесткости амортизирующего крепления (по крайней мере, чтобы они располагались на одной вертикале);

–к сожалению, требования по эффективности амортизирующего крепления и противоударной защиты, как правило, противоречивы.

В настоящее время широко используются виброзадерживающие пассивные устройства, антивибраторы и виброизолирующие элементы (массы и упругие прокладки). Их смысл заключается в создании местного высокого механического сопротивления в определенном диапазоне частот. Такие устройства обычно называют вибропоглощающими конструкциями.

Вибропоглощение предполагает также преобразование колебательной энергии в тепловую энергию. Такие материалы (жидкие и сыпучие) используют как наполнители пустот и внутренних объемов вибрирующих конструкций.

Особую группу вибропоглощающих материалов составляют конструкционные материалы, из которых непосредственно изготовляют элементы и детали конструкций и механизмов. Это сплавы и композитные материалы типа стеклопластиков.

Все средства акустической защиты, используемые в судостроении (это практически все современные средства и методы), можно классифицировать следующим образом.

1.Конструктивно-компановочные решения:

–блочное (агрегатное) исполнение оборудования;

12

–отстройка собственных частот несущих конструкций от частот возмущающих воздействий;

–разработка систем многокаскадной виброизоляции.

2.Виброизоляция:

– амортизаторы;

– виброизолирующие рукова, патрубки, подвески трубопроводов;

– виброзадерживающие устройства.

3.Вибропоглощение:- слоистые конструкции;

–вибропоглощающие покрытия;

–наполнители;

–сплавы и неметаллические конструкционные материалы. 4. Средства снижения шума в помещении:

–звукоизолирующие экраны, кожухи, кабины;

–звукоизолирующие покрытия.

5.Средства снижение аэро-гидродинамического шума в системах:

– акустическая настройка трактов;

– глушители воздушного шума;

– глушители в жидкостных трубопроводах

6.Активные методы борьбы с шумом и вибрацией:

–активное виброгашение и активная виброизоляция;

–активное гашение шума в звуковом диапазоне частот;

–синхрофазирование и балансировка механизмов.

Отдельную большую и многообразную группу представляют аэродинамические глушители. Их эффективность определяется:

–многократным переотражением акустической энергии;

–противофазным сложением акустических сигналов;

–преобразованием акустической энергии в тепловую;

–поглощением энергии в специальных пористых материалах.

При этом надо учитывать, что воздушные, паровые и жидкостные трубопроводы являются по существу акустическими передающими цепями с определенной мощностью и частотными характеристиками передаваемого ими акустического сигнала.

Достаточно распространенные глушители по принципу действия разделяют на реактивные, резонансные и интерференционные. Принципы их действия основывается на переотражении звуковой волны, наличием специальных резонаторов и обходных каналов соответственно.

13

2.5. Методы активного гашения шума и вибрации.

Наконец, в отдельную группу средств акустической защиты выделены методы активного гашения шума и вибрации. Принцип их действия – подавление первичного акустического поля путем переизлучения акустического сигнала вторичными источниками. Реализация такой идеи требует не только дополнительных источников вибрации или шума, но и систем автоматического управления для эффективного управления как частотой, так и мощностью такого излучения. Как правило, это адаптивные системы автоматического управления.

Структура таких систем должна включать приемники для сбора информации об исходном акустическом поле, систему автоматического управления для обработки этой информации и управления соответствующих вторичных излучателей по выбранным критериям качества и соответствующих алгоритмов. Примерная блок-схема такой системы представлена на рис. 2., где приняты следующие обозначения: М – микрофон (приемник исходного сигнала); ПУ – усилитель; Ф – перестраиваемый фильтр; ФКН - формирователь критерия настройки; Процессор opt – микропроцессор-оптимизатор, реализующий алгоритм управления; УМ – усилитель мощности; ФОС – формирователь опорного сигнала; Г – громкоговоритель (исполнительный механизм). В качестве критерия качества может быть выбран среднеквадратичный уровень звукового давления (для данной схемы в точках установки микрофонов), приведенная величина звуковой мощности в помещении, уровни вибрации и др. Реализация таких систем, как для подавления шума, так и для уменьшения вибрации, обычно не носит универсального характера.

Системы активного виброгашения более разнообразны по принципам действия, и могут быть разделены на следующие типы:

–системы, управляющие возмущающими силами в источнике (например, встроенные системы автоматической балансировки роторов электрических машин);

–компенсационные системы с дополнительными специальными источниками вибрации, которые устанавливаются на судовые механизмы или конструкции (активные виброгасители);

–системы, управляющие жесткостью амортизаторов (активная виброизоляция);

–системы, управляющие собственной частотой резонансных средств виброгашения (управляемые виброгасители);

14

– системы, состоящие из двух одинаковых виброактивных механизмов связанные блоком синхронизации.

Из этих систем активного виброгашения реальные результаты достигнуты в компенсационных системах и виброизоляции.

Кроме отмеченных выше активных систем гашения шума и вибрации следует отметить системы подавления аэродинамических и гидродинамических шумов в трубопроводах.

В настоящее время системы активного гашения шума и вибрации в результате быстрого развития средств вычислительной техники (особенно, в данном случае, быстродействия) и адаптивных систем автоматического управления имеют хорошую перспективу реального применения в ближайшем будущем.

Рис 2.

Список рекомендуемой литературы

Боголепов И. И. Промышленная звукоизоляция. Л., Судостроение, 1986. Генкин М. Д., Яблонский В. В. Автоматизированные вибрацоные систе-

мы в машинах и механизмах. М.: Наука, 1977.

Гомзиков Э. А., Изак Г. Д. Проектирование противошумового комплекса судов. Л.: Судостроение, 1981.

Ионов А. В., Кирпичников В. Ю. Основные принципы акустического проектирования судна. Акустические поля судна, их нормирование и основы проектирования акустической защиты. СПб.: Академия повышения квалификации работников судостроения, 1997.

Ионов А. В., Средства снижения вибрации и шума на судах. СПб.: Гос. науч. центр РФ, ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2000.

15

Ломов О. П. Судовая гигиена: справ. по техн. акустике / под ред. М. Хекла, А. Л. Мюллера. СПб.: Медицина, 1993.

Охрана природы. Атмосфера. Нормирование внешних шумовых характеристик судов внутреннего и прибрежного плавания. ГОСТ 17.2.4.04-82.

Правила классификации и постройки морских судов. Т. 1, 1990. Санитарные нормы по вибрации на морских судах. СН №2.5.2.048-96. Справочник по технической акустике /под редакцией М. Хекла, А. Л. Мюл-

лера, Судостроение, 1980.

Уровни шума на морских судах. Санитарные нормы. СН №2.5.2.047-96. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

Nois control. Principles and practice. Bruel and Kjar, 1986.

Kinn R. Active and passive control of machinery noise in future warships. Naval Forcec, 1989.

Карасев А. В.

Активные методы борьбы с шумами и вибрацией

Электронное учебное пособие

16