4. Расчёт средств борьбы с вибрацией 66
4.1 Расчёт амортизаторов 66
4.2 Расчёт прокладки из ФМВ пластмассы 69
ВЫВОД 73
Список использованных источников 74
Введение
На сегодняшний день проблема наличии вибрационных нагрузок машин и механизмов распространена довольно широко, так как имеет большие негативные последствия. Многие работы в области проектирования и разработок направлены на снижение общего уровня вибрации, а также её распространения, и не с проста. Так, как пример, любое современное судно имеет при себе на борту огромное количество различных механизмов, машин и агрегатов. Их работа, направленная на жизнеобеспечение работы всего судна, без которой невозможна его эксплуатация, всегда сопровождается вибрацией и колебаниями. Со временем эксплуатации судна, когда корпусный ремонт исключён или доставит определённую массу трудностей при ликвидации повреждений, это приводят к уменьшению эксплуатационной надежности и срока службы корпуса судна. Падения запаса прочности в свою очередь непосредственно скажется на временных, финансовых и ресурсных составляющих судовладельца и завода, на котором повреждённое вследствие повышенной вибрации на корпусе судно будет проходить восстановительные, а также ремонтные процедуры. В ходе длительной и, часто, непрерывной в течении многих недель и месяцев эксплуатации судна ремонт корпуса почти что невозможен в силу величины корпуса, за небольшим исключением с поправками на кренование, дифферентацию, а также использование специализированных методов ремонта корпуса на воде. Вибрационные напряжения, которые передаются от техники на корпус судна в ходе его эксплуатации, влияют также и на прочностные характеристики копусных конструкций, резко ухудшая их. В конечном итоге это приводит к внезапному отказу того или иного механизма или узла. Исходя из этого необходимы дополнительные мероприятия, по снижению общего уровня вибрации, передаваемой от механизмов на корпус судна. Целью данной работы является определение природы вибрации СЭУ, её источников в составе СЭУ и влияние на корпус судна, для проведения досконального анализа работы двигателя и определения того, какие из существующих на сегодняшний день методик борьбы с вибрацией существуют, каковы их достоинства и недостатки, а также выбор непосредственно того метода снижения вибрации на корпус судна, который будет наиболее выгодно применён на практике. В качестве задачи работы выступает расчёт вибрационных нагрузок СЭУ, передающиеся на корпус судна, и приведение конкретных обоснованных методов борьбы с проблемой вибрации для предупреждения ухудшения эксплуатационных и прочностных характеристик корпуса судна в дальнейшем.
1. Оценка разрушительного воздействия вибрационной активности сэу
1.1 Понятие вибрации
Слово вибрация происходит от латинского слова «Vibratio», что переводится как «колебание» либо «дрожание» [5]. В промышленности вибрацией называют механические колебательные движения твёрдых тел либо систем около точки баланса, способные под воздействием нагрузок оказывать сопротивление деформированию. При воздействии возмущающего усилия частицы твёрдого тела тяготятся сберечь своё расположение в пространстве, что и обусловлено наличием такой колляции, как модуль упругости (модуль Юнга), и оказывают упругое сопротивление нагрузке, которая уменьшается пропорционально усилию модуля упругости и напротив. Происходит переменное действие сразу 2-х сил в составе системы. Таким образом тела приходят в колебательное движение. Позже кратковременного снятия нагрузки морально напряжение, вызванное теснее действием модуля Юнга, оказывает восстанавливающий результат, и система приходит в начальное состояние тоже с некоторой затихающей вибрацией, которая длится до тех пор, пока внутренние силы трения всецело не остановят систему, либо пока на эту систему не окажут добавочного, опять сделанного воздействия, и тогда цикл повторится. Термин вибрации узко связан с представлением колебания, тот, что примерно неизменно связан с перевоплощением энергии из одной формы в другую[6]. Рассматривая природу вибрации, речь идёт в первую очередь о кинетической и потенциальной энергиях системы. Присутствие устойчивого баланса является значимым условием того, что в системе могут протекать колебания.
Колебания корпусных конструкций систематизируют на свободные и вынужденные [6]. Свободные колебания происходят только под действием внутренних сил системы, то есть появляются в итоге действия кратковременных возмущений - взрыва, обрыва швартовных канатов, посадки на мель, слеминга и так дальше - и происходят за счёт исходного резерва энергии, когда система выведена из состояния баланса. В реальных условиях свободные колебания неизменно имеют затухающий нрав в итоге наличия внутренней и внешней сил трения.
Вынужденные колебания протекают в системе под влиянием внешнего циклического возмущения. Далее они передаются корпусу судна через непосредственно фундаменты главных и вспомогательных механизмов (двигателей), валопровод, кронштейны несбалансированного гребного винта, воду, давление которой около винта колеблется с частотой, прямо пропорциональной произведению частоты вращения винта на лопастная частоту, подшипники и так дальше [2]. При вынужденных колебаниях может появиться явление резонанса - неограниченного линейного и резкого возрастания амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты системы и частоты внешнего воздействия. Амплитуда в сходственном случае достигает в некоторых случаях 20мм.
Рис.1 График зависимости амплитуды от отношения собственной и возмущающей частот при резонансе
Вибрация имеет измерительные характеристики. Для качественной оценки вибрации рассматривают такие ее параметры, как размах колебаний, амплитуда, период, фаза, виброскорость (производная по времени от амплитуды) - наиболее измеряемая вибрационная характеристика. В довольно широкой полосе (10-1000 Гц) амплитуда виброскорости имеет равномерный характер, это умножает достоверность, упрощая измерения. По её уровню определяется и техническое состояние машин, а также их узлов, деталей, сварного шва и т.д.
Существуют следующие классификационные признаки: по локализации, по частотному составу.
По локализации различают общую и местную вибрации. Под местной вибрацией понимают приложение колебаний к ограниченному участку конструкции, под общей – колебание всего судна, передающееся с работающего механизма.
По уровню частоты различается низкочастотная вибрация (с превалированием экстремумов в полосах 1-5 и 7-17 Гц для общей и местной вибрации соответственно), среднечастотная вибрация (7-17 Гц для общей и 32,4 и 59 Гц для местной вибрации) и высокочастотная вибрация (32,4 и 59 Гц для общей вибрации, 100-1125 Гц для местной вибрации).