Материал: Sb95738

Второе правило – анализ основных источников и пути распространения шума. Необходимо:

–оценить, что определяет акустическую обстановку в конкретном помещении: переизлучаемый шум (вибрация переборок, настилов и др.) или шум установленного оборудования;

–выяснить возможные транзитные источники шума и роль шумящего оборудования соседних помещений на уровни шума в данном помещении;

–определить наиболее эффективные способы (компоновка, конструкция, средства акустической защиты), которые смогут обеспечить требуемые уровни шума конкретного помещения при минимальных затратах.

Третье правило – необходимо учитывать режимы работы оборудования по времени и интенсивности, например режим полного хода или проме-

жуточный. При анализе условий работы и отдыха экипажа в первую очередь необходимо рассматривать длительные режимы. Кроме того, на различных режимах источники шума и вибрации в одном и том же помещении могут быть разными, и поэтому, принимая конкретные решения по конструктивным изменениям, необходимо проводить всесторонний анализ.

Очень важно, чтобы частоты собственных колебаний фундамента или участков корпуса судна не совпадали с частотами возмущающих сил, в первую очередь для низких частот, где борьба с вибрацией наиболее сложна.

Напомним, что общее правило при проектировании энергетической установки и вспомогательного оборудования – это выбор машин и механизмов с наилучшими акустическими показателями

Общая последовательность действий, направленных на улучшение виброакустических характеристик судна, следующая: борьба с шумом в источнике (выбор соответствующего оборудовании), затем – в пределах блока или агрегатной сборки, далее – в пределах данного помещения, и, наконец, по всему судну, что наиболее сложнее всего. На всех этих этапах должна быть учтена

экономическая целесообразность и взаимосвязь принимаемых решений с функциональной точки зрения.

3.5. Использование пассивных средств акустической защиты

Наиболее эффективное средство снижения вибрации судового оборудования – это применение амортизаторов. Основные положения их эффективного использования следующие:

21

–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 (опорные и неопорные);

–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 вертикали);

–к сожалению, требования по эффективности амортизирующего крепления и противоударной защите, 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. 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-компоновочные решения:

–блочное (агрегатное) исполнение оборудования;

–отстройка собственных частот колебаний несущих конструкций от частот возмущающих воздействий;

22

–разработка систем многокаскадной виброизоляции. 2. Виброизоляция:

–амортизаторы;

–виброизолирующие рукава, 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, покрытия. Эффективность использования этих средств характеризуется коэффициентами звукопоглощения и звукоизолирующей способностью конструкций.

5. Средства снижения аэрогидродинамического шума в системах:

–акустическая настройка трактов;

–глушители воздушного шума;

–глушители в жидкостных трубопроводах.

ристых материалах.

На рис. 3.1 показан эффект применения одного каскада амортизации агрегатной сборки, что обеспечивает резкое уменьшение вибрации фундамента.

Основные способы снижения шума в помещении, которые практически применяются в настоящее время, могут быть представлены тремя схемами на рис. 3.2, где приняты следующие обозначения: а – звукоизоляция самого источника (кожух, капот); б – звукоизоляция стенкой; в – звукоизоляция кабины

23

рабочих мест. Эффективность средств экранирования рассчитывается с учетом коэффициента размеров источника

a

б

в

Рис. 3.2. Способы сниженияв шума в помещении

При этом надо учитывать, что воздушные, паровые и жидкостные тру-

в

бопроводы являются по сути 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.

24

4.АКТИВНЫЕ СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

4.1.Принцип действия

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

Вотдельную группу средств акустической защиты выделены методы активного гашения шума и вибрации, которые основаны на эффектах плоской или пространственной интерференции. Принцип их действия – подавление первичного акустического поля с помощью переизлучения акустического сигнала вторичными источниками. Реализация такой идеи требует не только дополнительных источников вибрации или шума, но и адаптивных систем автоматического управления для эффективного управления, как частотой, так и мощностью такого излучения. Все активные методы борьбы с шумом и вибрацией можно представить как

– виброгашение и виброизоляцию,

– гашение шума в звуковом диапазоне частот,

– балансировку механизмов.

Структура таких систем должна включать приемники сбора информации об исходном акустическом поле, систему автоматического управления для обработки этой информации и управления соответствующих вторичных излучателей по выбранным критериям качества и алгоритмов.

ФОС

Рис. 4.1. Система активного гашения виброакустического сигнала

Примерная блок-схема такой системы представлена на рис. 4.1, где приняты следующие обозначения: ПИС – приемник исходного сигнала; ПУ – усилитель; Ф – перестраиваемый фильтр; ФКН – формирователь критерия настройки; Процессор – микропроцессор-оптимизатор, реализующий алгоритм управления; УМ – усилитель мощности; ФОС – формирователь опорного сигнала; ИМ – 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 обычно не носит универсального характера.

25