Совершенствование методов виброакустических расчетов и проектирования кабин локомотивов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат технических наук Пронников, Юрий Викторович
- Специальность ВАК РФ05.02.02
- Количество страниц 132
Оглавление диссертации кандидат технических наук Пронников, Юрий Викторович
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Классификация существующих расчетных схем шумообразования 8 путевых и строительных машин
1.2. Существующие аналитические исследования процессов 11 распространения шума
1.3. Расчет воздушного шума
1.4. Существующие методы расчета структурного шума
1.5. Пути и порядок проектирования шумозащиты
1.6. Методы и средства защиты шума
1.7. Пути снижения шума в кабинах локомотивов
1.8. Выводы по разделу. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМООБРАЗОВАНИЯ В 40 КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
2.1. Теоретическое обоснование выбора звукопоглощающего материала
2.2. Определение звукоизоляции элементов кабины
2.3. Моделирование структурной составляющей шума в кабинах 51 машинистов подвижного состава
2.4. Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 61 ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
3.1. Результаты экспериментальных исследований виброакустических 61 характеристик в кабинах локомотивов
3.2. Оценка звукоизолирующих и звукопоглощающих свойств кабины
3.3. Экспериментальные исследования звукоизоляции в лабораторных 69 условиях
3.4. Экспериментальные исследования вибраций элементов кабин 72 локомотивов
3.5. Экспериментальные исследования вибропередачи в пол кабины
3.6. Экспериментальные исследования собственных частот колебаний 76 элементов ограждения кабины
3.7. Определение коэффициентов потерь колебательной энергии 79 элементов остекления
3.8. Выводы по главе
4. МЕТОДИКА АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАБИН 84 ЛОКОМОТИВОВ В СООТВЕТСТВИИ С ВЫПОЛНЕНИЕМ САНИТАРНЫХ НОРМ ШУМА
4.1. Расчет шума в кабинах машинистов
4.2. Методика выбора звукопоглощающего материала
4.3. Расчет структурной доли шума
4.3.1. Выбор методов минимизации целевой функции
4.3.2. Алгоритм минимизации уровня структурного шума
4.4. Расчет виброскоростей элементов ограждения кабины
4.5. Выводы по главе
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА И 110 ВИБРАЦИИ В КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
5.1. Выбор звукопоглощающих и звукоизолирующих вариантов
5.2. Снижение структурной доли шума
5.3. Выводы по главе 120 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 121 ЛИТЕРАТУРА 123 ПРИЛОЖЕНИЯ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Машиноведение, системы приводов и детали машин», 05.02.02 шифр ВАК
Снижение шума на рабочих местах машинистов путевых дрезин за счет обеспечения требуемых звукоизолирующих и диссипативных параметров кабины2002 год, кандидат технических наук Гергерт, Виктор Александрович
Улучшение условий труда операторов комбайнов за счет снижения шума и вибрации1999 год, кандидат технических наук Месхи, Бесарион Чохоевич
Улучшение виброакустических характеристик в кабинах стреловых кранов2009 год, кандидат технических наук Смирнов, Евгений Борисович
Снижение внутреннего шума звукоизолирующими кабинами: на примере строительно-дорожных машин2010 год, кандидат технических наук Шашурин, Александр Евгеньевич
Совершенствование средств повышения экологической безопасности тракторов путем снижения уровня шума: на примере трактора "Кировец"2011 год, кандидат технических наук Наумов, Александр Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов виброакустических расчетов и проектирования кабин локомотивов»
ВВЕДЕНИЕ
Кабины являются наиболее распространенными и высокоэффективными звукозащитными системами операторов технологических машин различного функционального назначения. Существующие в настоящее время исследования виброакустических характеристик кабин кранов, дорожно-строительных машин и др. не учитывают ряд характерных особенностей процессов шумообразования в кабинах путевых машин. В частности, воздействие звукового излучения динамической системы колесо - рельс как источника внешнего воздушного шума и передачи структурного шума на несущую конструкцию и, в особенности, элементы остекления при высоких скоростях движения. Работы по улучшению условий труда локомотивных бригад и совершенствованию кабин локомотивов, дооснащению их специальным оборудованием целенаправленно ведутся с 2004 г.
На электровозах и тепловозах различных серий были установлены лобовые и неподвижные боковые стекла с электрообогревом, новые виды тепло и шумоизоляции, осуществлена замена внутренней обшивки с использованием современных материалов, установлены новые оконные и дверные уплотнения, солнцезащитные козырьки (шторки), зеркала обратного вида. На ряде локомотивов установлены современные кресла машиниста и помощника машиниста, а также кондиционеры.
Однако, несмотря на проведенные работы в соответствии с перечнем требований к кабинам различных типов локомотивов, устранить имеющиеся санитарно-гигиенические и эргономические недостатки на эксплуатируемом парке локомотивов в полном объеме не удалось. Более того, практически через полгода-год после выхода локомотива с МЛП устраненные недостатки выявляются вновь, что свидетельствует о плохом качестве проведенных работ.
Очень много нареканий к эксплуатируемым локомотивам, на которых ремонтные работы по совершенствованию и модернизации кабин вообще не проводились.
На них тепло, шумо-, виброзащита и температурный режим не соответствуют требованиям существующих санитарных норм и правил, о чем свидетельствуют данные федерального надзорного органа (Роспотребнадзора), курирующего железнодорожный транспорт, а также данные департамента здравоохранения ОАО «РЖД» о случаях профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний у работников локомотивных бригад (вибрационная болезнь, нейросенсорная тугоухость, болезни нервной системы).
Необходимо отметить, что в настоящее время кабины как новых, так и эксплуатируемых локомотивов не отвечают эргономическим требованиям и, в первую очередь, из-за повышенных уровней шума на рабочих местах машинистов, т.е. для такого фактора, для которого добиться соответствия предельно-допустимым значениям наиболее сложно.
Таким образом, задача создания кабин локомотивов, соответствующих санитарным нормам вибрации и шума является актуальной и имеет важное научно-техническое и социально-экономическое значение. Главной причиной, тормозящей развитие и внедрение рекомендаций по снижению шума и вибрации в кабинах локомотивов, является недостаточность по акустическому расчету и проектированию кабин и их основных элементов, на базе которых на различных этапах не только проектирования, но и модернизации кабин обеспечить выполнение требуемых виброакустических характеристик. Такой подход является наиболее перспективным, не только научно-технически, но и экономически и позволит улучшить условия эксплуатации отечественных локомотивов и повысить их конкурентоспособность.
Целыо данной работы является разработка научной базы для акустического1 расчета и кабин локомотивов, отвечающих выполнению предельно-допустимых виброакустических характеристик. Научная новизна работы заключается в следующем: - дано новое решение актуальной научно-технической и социально-экономической задачи обеспечения точности и достоверности расчетов
спектров вибрации и шума в кабинах локомотивов на основе моделирования процессов виброакустической динамики;
- разработан единый методологический подход виброакустических расчетов и проектирования кабин локомотивов как тонкостенных конструкций с большими площадями остекления, подверженных одновременному акустическому и вибрационному воздействию;
- выявлены взаимосвязи между конструктивными и механическими параметрами элементов кабин локомотивов, виброакустическими характеристиками внешних и внутренних источников, режимами эксплуатации и характерными особенностями формирования спектров шума.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
Создана методика расчета спектров шума в кабинах локомотивов, позволяющая оценить ожидаемые уровни шума, определить величины превышений над предельно допустимыми значениями в соответствующих октавах и на этапах проектирования, модернизации и ремонта выбрать способы обеспечения санитарных норм на рабочих местах машинистов;
Получены практические рекомендации по снижению уровней шума в кабинах путем рационального подбора звукоизолирующих, звукопоглощающих, вибропоглощающих характеристик элементов ограждения кабин, что позволило довести уровни шума на рабочих местах до санитарных норм.
Реализация работы в промышленности. Результаты исследований внедрены на Ростовском-на-Дону электровозоремонтном заводе филиале ОАО Желдорреммаш.
За счет рационального подбора материалов, обеспечивающих требуемые значения диссипативных, звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов при ремонте кабин локомотивов, уровни звука в кабинах понижены на 7-10 дБ А, уровни звукового давления на 5-14 дБ, что обеспечило выполнение санитарных норм шума на рабочих местах машинистов.
Ожидаемый годовой социально-экономический эффект составляет 75 тыс. рублей на 1 локомотив в ценах 2011 года.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Транспорт. Логистика. Безопасность», г. Ростов-на-Дону, 27-29 октября 2010г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 4 в журнале, входящем в «Перечень ведущих научных журналов и статей и изданий», а также одна монография.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 99 наименований, имеет 36 рисунков, 18 таблиц и изложена на 132 страницах машинописного текста. В приложение вынесены сведения о внедрении.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
В развитие теории и практики борьбы с шумом и вибрациями путевых и строительных машин большой вклад внесли отечественные ученые Н.И. Иванов, Л.Ф. Дроздова, Г.М. Курцев и др. [1-81], а также зарубежные ученые М. Ренг, Э. Икава, Ц. Итикава, X. Ито и др.
К настоящему времени накоплен положительный опыт по снижению шума путевых машин - выпровочно-подбивочных, рихтовочных, щебнеочистительных и др. В Германии, Японии выполнены работы по шумозащите экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков, автогрейдеров. Особого внимания заслуживают результаты практических работ по снижению шума автомобилей, тракторов, выполненных фирмой "ЦшкеПег".
Особо следует выделить исследования, выполненные научной школой д.т.н. профессора Иванова Н.И. Анализу этих работ и уделено особое внимание, в особенности,; разработанным методам расчета шума.
1.1. Классификация существующих расчетных схем шумообразоваиия
путевых и строительных машин
На транспортных машинах (ТМ) сосредоточено значительное число источников шума, обладающих различной акустической мощностью, которые формируют суммарное звуковое поле на рабочем месте оператора. К ним относят силовую установку, в основном двигатели внутреннего сгорания (ДВС), системы выпуска отработавших газов и впуска воздуха, системы гидравлики, трансмиссии, цепные и зубчатые передачи, рабочие органы, а также ходовые части машин. Большинство исследователей, занимающихся вопросами шумообразоваиия на ТМ, отмечают, что основным источником акустического излучения является корпус ДВС в совокупности с системой выпуска отработавших газов.
Анализ конструктивного исполнения ТМ позволили авторам работ [1,2] установить, что в зависимости от характера размещения основного источника
шума машины могут быть капотного и бескапотного типов, а также с дизельным отсеком. В зависимости от расположения рабочего места по отношению к основному источнику шума и степени оснащения его шумозащитными конструкциями различают машины со встроенной и автономной кабинами, различно расположенными по отношению к капоту, а также без кабин. Это подразделение легло в основу классификации основных акустических расчетных схем ТМ, приведенной в табл. 1.1.
В том случае, если разрабатываемая машина не соответствует ни одной из типовых расчетных схем, приведенных в табл. 1.1, необходимо разработать новую расчетную схему, придерживаясь следующих условий:
- если дополнительный источник шума (например, гидронасос, редуктор, коробка передач) расположен снаружи кабины и примыкает к какому-то ее элементу, считать, что звуковая энергия этого источника проникает через соответствующий элемент ограждения кабины;
- если на машине располагается рабочий орган активного действия, излучающий шум при работе, то долю шума от этого источника рассчитывать так же, как для двигателя без капота.
Таблица 1.1.
Основные расчетные схемы для определения воздушной составляющей шума ТМ
[57, 59]
Тип ТМ Расчетная схема Обозначения Основные каналы проникновения на рабочие места шума
№ Эскиз корпуса ДВС выпуска
Бес- капотные 1 1| 1 - выпуск; 2 - корпус двигателя; 3 - рабочее место (открытое) Непосредственно от источника
2 2 ш хи ГЛ М 4 - кабина оператора Все панели ограждения Все панели ограждения, за исключением пола
Капотные 3 г \ ¿р 5 - капот двигателя; 6 - открытый проем в капоте Ограждения и нижний открытый проем капота Непосредственно от источника
^ ____
4 25 1 , IV 4 / 7 - пол кабины 1. Панели ограждения кабины, кроме пола (доля шума, проходящая через поверхности капота). 2. Пол (доля шума, проходящая через нижний открытый проем в капоте) Все панели ограждения, за исключением пола
е' V
С дизельным отсеком 5 2 Ф >н .V 8- перегородка между двигателем и кабиной 1. Перегородка 2. Ограждения капота и далее панели кабины, кроме перегородки и пола. 3. Нижний открытый проем капота и далее пол Все панели ограждения, за исключением пола и перегородок
ч5 V
УУУ^УАУУУ>УУ/ЬУУ/<УУ/
6 г 5 \ V МП 4' 9- дизельный отсек Перегородка между кабиной и дизельным отсеком Панели ограждения, кроме пола и перегородки
\ ><
'9 /УУУУУЛУ/У>УУУ~УУАУу
7 5 А ч М 1 Все панели ограждения, кроме пола
. УУ/^УЖУ/^УУ^УУ^
1.2. Существующие аналитические исследования процессов
распространения шума
Приводимые ниже аналитические выражения позволяют определить долю шума, проникающего на рабочее место от основных источников определенными каналами, и оценить их вклад в суммарное звуковое поле. Шум выпуска, непосредственно проникающий на рабочее место,
LPe:n=LWmm-ax+riH-?>ebin-x. (1.1)
Здесь Lw - спектр звуковой мощности выпуска отработавших газов (его
аып
выбирают по техническому паспорту оборудования; для ряда ТМ значения Lw приведены в работе [3]);
'' вып
ах = 20 lg Rebin / гвыт где Явып - расстояние от среза выпускной трубы до рабочего места, м; гвып — 0,25 м;
ПН - показатель направленности выпуска (если выпускная труба направлена вверх, ПН = 0, если в сторону рабочего места, ПН = 4 дБ, если в противоположную сторону, ПН =-4 дБ);
Рвый - добавка, учитывающая расположение выпускной трубы на ТМ (с учетом исследований, выполненных в работе [2], при выводе трубы наверх на капот (Зеьш равно 0, при выводе вбок - 5 дБ, при выводе за капот - 8 дБ);
х - числовая добавка, которая при ¡Q = л равна 5 дБ, при Q = 2тс - 8 дБ,
при Ü = 4гс - 11 дБ (Q - пространственный угол излучения источников, при
i
излучении в открытое пространство он составляет 4тг, в полупространство - 2л,
в двухгранный угол - л).
Шум выпуска, проникающий на рабочее место через соответствующие панели ограждений кабины, с учетом дифракционных явлений
LZÍ = V - «1 - ЗИ+ 4 (<*>) +ПН- - X + 6. (1.2)
Здесь ЗИКаб - приведенная звукоизоляция кабины,
__УЖаб,-
ЗИкаб=1Щ--,=1
Ькаб,. ' 1и /=1
где Бкаб - площадь /-го ограждения (стекло, потолок, дверь, стена и т.п.), через
которые шум выпуска проникает в кабину, м ; п - число элементов ограждения кабины; ЗИкаб - звукоизоляция /-го элемента кабины, дБ (данные по
звукоизоляции можно найти в работе [4]); tкaб¡ - добавка к звукоизоляции /-го
ограждения кабины в зависимости от расположения ее панелей по отношению к выпуску, дБ, tкaб = 5 - для потолка и боковых панелей, гкаб. = 8 - для задней
панели;
п
/ , каб,
4(а>) = ю1е-^—,
каб
где Акаб - звукопоглощение кабины, м2, Ааб = [акаб - средний
коэффициент звукопоглощения в кабине (табл. 1.2); 8каб - общая площадь панелей ограждения кабины, м2].
Таблица 1.2.
Средние коэффициенты звукопоглощения а шумозащитных конструкций ТМ
Конструкция Октавная полоса со среднегеометрической частотой, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Кабина:
без звукопоглощающих 0,05 0,08 0,15 0,20 0,20 0,15 0,20 0,40
элементов
со звукопоглощением 0,30 0,50 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,60
Дизельный отсек 0,11 0,12 0,13 0,14 0,16 0,20 0,20 0,22
Капот 0,19 0,22 0,25 0,27 0,30 0,31 0,33 0,35
Шум двигателя, непосредственно проникающий на рабочее место
^м=Ь№дс-а2-х. (1.3)
Здесь Ь№ - спектр звуковой мощности двигателя, дБ (выбирается по техническому паспорту, для ряда ТМ его значения приведены в работе [5]);
а2 = кх —, где к\ - коэффициент, принимаемый в зависимости от
Где
расстояния между корпусом двигателя и рабочим местом Ядв, м; к\ = 10 при Ядв < 2,5 м, кх = 20 при Ядв > 2,5 м, гдв = 1 м.
Шум двигателя, проникающий на рабочее место через соответствующие панели ограждений кабины, с учетом дифракционных явлений
Ькдавб =Ь]¥дв -а2- ~ЗЙкаг, + Л, (е.)) - х + 6. (1.4)
Значения 1ка6 приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3.
Усредненные значения дифракционных поправок / к звукоизоляции панелей
ограждения кабин ТМ, дБ
Расстояние от Панели Октавная полоса со среднегеометрической
двигателя до ограждения частотой, Гц
кабины, м кабины 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Боковые 9 9 9 9 9 9 13 17
0,1-2,0 Потолок 5 9 9 12 12 12 15 18
Задняя 11 14 14 14 14 14 17 20
Боковые 5 7 7 7 7 7 9 9
Св.2 Потолок 6 8 8 8 8 8 10 10
Задняя 5 11 11 13 13 13 18 18
Шум двигателя, заключенного в капот, проникающий непосредственно на рабочее место
гр.м дв.кап
Показатель С] (со) рассчитывается по формуле
^ •
(1.5)
С1(ю) = 101в
Хк
кг4шдв
■ +
В
кап )
где Хкап - коэффициент, учитывающий влияние ближнего звукового поля и определяемый по графику на рис. 1.1; гдв - расстояние от двигателя до панели капота, м; \\1кап - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности
звукового поля под капотом и определяемый по графику на рис. 1.2 [ 82]; Вк
постоянная капота, м .
тах
Рис. 1.1. График для определения коэффициента % в зависимости от
О 01* 0,8 1,2 16 В поМ/Б,
пом
Рис. 1.2. Зависимость коэффициента от отношения
отношения расстояния К к максимальному постоянной помещения Впом к его
линейному размеру источника /„
Постоянную капота определяют как
^ _ ^кап
площади 8п
1-а„
где Акап - звукопоглощение капота, м , Ак(т = акап8кап, т.е. это произведение среднего коэффициента звукопоглощения под капотом (см. табл. 1.2) акап и общей площади панелей капота 8кап, м2. Приведенная звукоизоляция капота, дБ,
ЗИК
п
Ю1ё-
(=1
т
2Х„,-1о
-од {зиат.+1аич)
(=1
где 8кст - площадь /-й панели капота, ш\т- число панелей капота; 'Шкст -
звукоизоляция г'-й панели капота, дБ (см. [4]); tкan¡ - добавка к звукоизоляции
панелей капота в зависимости от их расположения по отношению к рабочему месту, дБ (равна 0, если поверхность расположена напротив рабочего места,
5 дБ - на боковых или верхней панели капота, 8 дБ - на задней по отношению к рабочему месту панели капота).
Для расчета аъ пользуются формулой
г
кап
где к2 - коэффициент, принимаемый в зависимости от расстояния 11кап до рабочего места (при 11кап < 3 м к2 = Ю, при 11кап >Ъшк2 = 20); гкап = 1 м.
Шум двигателя, заключенного в капот или располоэ!сенного в дизельном отсеке, проникающий на рабочее место через перегородку кабины
=V + схИ + Ьх+А2(со)-1, + 6. (1.6)
\ = 101ё
п
1=1
5
где 5 - площадь /-й панели перегородки, м ; 8кст - общая площадь панелей
капота;
п
2>
А2 (со) -
^каб
Приведенная звукоизоляция перегородки, дБ,
п
ЗИтр =Ю1ё"
»еР1
1=1
IX -10"
г=1
где ЗИ - звукоизоляция г-й панели перегородки, дБ (см [4]).
пер.
При расположении двигателя в дизельном отсеке в формуле (1.6) С, (со) заменяется на С2 (со), Ь\ - на Ь2,
С2(со) = 101ё
^ л N
Хд.о |
К1^, Вд.о у
Здесь %д0 - коэффициент, учитывающий влияние ближнего звукового поля и определяемый по графику на рис. 1.1; г0 0 - расстояние от двигателя до панелей дизельного отсека, м; \]/д0 - коэффициент, учитывающий нарушение
диффузности звукового поля в дизельном отсеке и определяемый по графику на
2
рис. 1.2; Вд,0 - постоянная дизельного отсека, м ,
Аа
Вд.о =
хд.о
где Ад,0 - звукопоглощение дизельного отсека, м , Адо = адо8до (адо - средний
коэффициент звукопоглощения в дизельном отсеке - см. табл. 1.2; о - общая
2\
площадь дизельного отсека, м );
Значение Ь2 находят по формуле
п
¿2=101ё-м
Шум двигателя, заключенного в капот или расположенного в дизельном помещении, проникающий на рабочее место через ограждения капота или дизельного отсека и далее через панели кабины, за исключением перегородки и пола,
= 11Ут + С, (ю) + ¿3 - ЗИка„ - ЗИкаб + 4 (со) - X + 6. (1.7)
п
V V
Похожие диссертационные работы по специальности «Машиноведение, системы приводов и детали машин», 05.02.02 шифр ВАК
Улучшение технических характеристик оборудования для ротационного наклепа за счет снижения шума2001 год, кандидат технических наук Стрельченко, Сергей Георгиевич
Защита от шума горных машин многослойными ограждающими конструкциями на примере компрессорных и вентиляторных установок2000 год, кандидат технических наук Дьяконова, Софья Николаевна
Обеспечение виброакустической безопасности локомотивных бригад при расчете и проектировании грузовых электровозов2013 год, кандидат наук Подуст, Сергей Федорович
Снижение шума и вибрации в кабинах кранов на железнодорожном ходу2020 год, кандидат наук Баланова Марина Васильевна
Разработка алгоритмов и численных методов расчета характеристик акустических полей внутри кают пассажирских судов, модулей транспортных средств и инженерных сооружений2005 год, кандидат технических наук Минин, Роман Анатольевич
Заключение диссертации по теме «Машиноведение, системы приводов и детали машин», Пронников, Юрий Викторович
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Конечные результаты работы можно представить следующими основными выводами:
1. Теоретически обоснована возможность обеспечения предельно-допустимых виброакустических характеристик в кабинах локомотивов.
2. В отличие от существующих исследований виброакустических характеристик в кабинах транспортных машин для кабин локомотивов выделены участки остекления как отдельные элементы ограждающих конструкций, воздействие на которых воздушного и структурного шума со стороны внешних источников и определяет повышенные уровни звукового давления в кабинах.
3.Выявл'ены основные закономерности формирования акустических характеристик в кабинах локомотивов с учетом особенностей компоновки источников относительно рабочего места машиниста, параметров кабины и условий эксплуатации локомотивов.
4. Разработан теоретический подход к оценке ожидаемых уровней шума в кабинах локомотивов, основанный на теоретических положениях виброакустической динамики и технической акустики и базирующийся на едином методологическом подходе к построению спектров вибрации и шума в замкнутых тонкостенных конструкциях при одновременном воздействии источников1 внешнего воздушного шума и структурного шума, возбуждаемого при движении локомотива.
5. Получены зависимости для определения уровней шума в кабинах локомотивов на рабочих местах машинистов, учитывающих виброакустические характеристики самих источников, механически и геометрические характеристики ограждения кабины. К новым научным результатам относится то, что расчет1 уровней шума в кабине учитывает остекление как отдельный «слабый» элемент соответствующих панелей кабины, а также уровни шума в отсеке электросиловой установки, что позволило существенно уточнить закономерности шумообразования в кабинах.
6. Разработана методика акустического расчета и проектирования кабин локомотивов, позволяющая как при проектировании, так и при ремонте или модернизации обеспечить выполнение предельно-допустимых виброакустических характеристик. Это достигается выполнением требуемых диссипативных, звукопоглощающих и звукоизолирующих элементов ограждения, которые, в свою очередь, определяются из условия выполнения предельно-допустимых значений уровней звукового давления при одновременном воздействии нескольких источников шума.
7. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации по снижению уровней шума в кабинах электроподвижного состава, в первую очередь, за счет увеличения звукоизоляции и снижения вибраций остекления, а также увеличения звукоизоляции, диссипативных свойств несущей части кабины, а также звукопоглощения.
8. Средства снижения шума реализованы на кабинах локомотивов в условиях их ремонта на Ростовском-на-Дону электровозоремонтном заводе филиале ОАО Желдорреммаш. Ожидаемый годовой социально-экономический эффект составляет 75 тыс. рублей на 1 локомотив в ценах 2011 года.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пронников, Юрий Викторович, 2012 год
ЛИТЕРАТУРА
1. Звукоизолирующий экран на шейке рельса // Железные дороги мира. -2011. №3.-С. 86-88.
2. Измерение уровня шума с учетом числа колесных пар и длины вагона // Железные дороги мира. - 2009. №3. - С. 55-57.
3. Снижение уровня шума на железнодорожном транспорте Европы // Железные дороги мира. - 2009. №3. - С. 62-66.
4. Динамические свойства резиновых рельсовых подкладок // Железные дороги мира. - 2005. №8. - С. 73-78.
5. Шлифование рельсов как мероприятие по предотвращению и устранению шума // Железные дороги мира. - 2005. №12. - С. 74-77.
6. Прель Ж. Малошумный поезд / Ж. Прель // Железные дороги мира. -2004. №5. - С.'41-44.
7. Шумоизолированные стальные мосты // Железные дороги мира. -2004. №11.-С. 77-79.
8. Сравнение уровня шума в вагонах современных высокоскоростных поездов // Железные дороги мира. - 2003. №5. - С. 55-59.
9. Методы акустической оптимизации подвижного состава // Железные дороги мира.-2003. №11.-С. 54-58.
10. Шум^ качения и методы борьбы с ним // Железные дороги мира. -2003. №12.-С. 47-52.
11. Ограничение шума от дизель-поездов региональных сообщений // Железные дороги мира. - 2002. №8. - С. 59-63.
12. Малошумный путь // Железные дороги мира. - 2002. №9. - С. 64-68.
13. Уменьшение воздействий вибраций и шума от метрополитена на окружающую среду // Железные дороги мира. - 2001. №1. - С. 26-28.
14. Исследование шума от качения колес // Железные дороги мира. -2001. №2.-С. 33-35.
15. Смазывание рельсов как средство уменьшения шума // Железные
дороги мира.
2000. №7. - С. 64.
16. Высокоскоростное движение и экология // Железные дороги мира. -2000. №7.-С. 75.
17. Акустическое прогнозирование корпусного шума // Железные дороги мира.- 1999. №2.-С. 51.
18. Сравнение методов защиты от шума // Железные дороги мира. - 1999. №5.-С. 61.
19. Путь на жестком основании и меры по защите от шума // Железные дороги мира. -11999. №5. - С. 65.
20. Снижение уровня структурного шума на открытых участках железных дорог // Железные дороги мира. - 1998. №1. - С. 52.
21. Барьеры для снижения шума железных дорог // Железные дороги мира. - 1998. №4.-С. 48.
22. Определение источников шума на подвижном составе // Железные дороги мира. - 1998. №10. - С. 49.
23. Снижение шума за счет направляемых колесных пар // Железные дороги мира. - 1998. №12. - С. 4.
24. Защитные лесонасаждения на железных дорогах // Железные дороги мира.- 1997. №2.-С. 65.
25. Шумозащитные стенки на железнодорожных линиях // Железные дороги мира. 1997. №6. - С. 60.
26. Снижение шума, излучаемого путем на жестком основании // Железные дороги мира. - 1997. №9. - С. 59.
27. Шум в кривых и его снижение за счет демпфирующих элементов в рельсовых скреплениях // Железные дороги мира. - 1997. №10. - С. 64.
28. Бос Й. Малошумный стальной железнодорожный мост / Й. Бос // Железные дороги мира. - 1997. №11. - С. 70.
29. Борьба с шумом и вибрациями на железных дорогах // Железные дороги мира. —1996. №1. - С. 43.
30. Разработка шумозащитных стенок // Железные дороги мира. - 1996. №3.-С. 66.
31. Способ уменьшения шума от железных дорог // Железные дороги мира. - 1996. №4.-С. 57.
32. Исследование эффективности шумозащиты на железнодорожном транспорте // Железные дороги мира. - 1996. №9. - С. 55.
33. Снижение шума на электрифицированных линиях // Железные дороги мира.- 1995. №2.-С. 33.
34. Снижение уровня транспортных шумов // Железные дороги мира. -1995. №5. - С. 33.
35. Шум и вибрации при взаимодействии пути и подвижного состава // Железные дороги мира. - 1995. №8. - С. 32.
36. Высокоскоростные линии и окружающая среда // Железные дороги мира.- 1995. №8.-С. 58.
37. Снижение уровня излучаемого колесом шума // Железные дороги мира.- 1993. №12.-С. 34.
38. Мероприятия по снижению уровня шума на примере экспресса ICE // Железные дороги мира. - 1993. №12. - С. 38.
39. Тассили Э. Распространение колебаний, возникающих при движении поезда / Э. Тассили, Н. Винсент // Железные дороги мира. - 1991. №3. - С. 51.
40. Купер В. Возможности снижения уровня шума / В. Купер // Железные дороги мира.-1991. №10.-С. 41.
41. Ламан М. Защита окружающей среды и техника измерений / М. Ламан // Железные дороги мира. - 1990. №2. - С. 52.
42. Вилленбринк Л. Техника измерений воздушного и корпусного шума / Л. Вилленбринк // Железные дороги мира. - 1989. №2. - С. 32.
43. Экверт П. Защита от шума на мостах и тоннелях / П. Экверт, Р. Эккель // Железные дороги мира. - 1989. №6. - С. 49.
44. Парен де Кюрзон Э. Шумы железнодорожного транспорта / Парен де Кюрзон Э. // Железные дороги мира. - 1988. №8. - С. 38.
45. Защита от шума прилегающей застройки // Железные дороги мира. -1987. №12.-С. 45.
46. Рибарди Дж. Борьба с шумом на железнодорожном транспорте / Дж. Рибарди // Железные дороги мира. - 1986. №1. - С. 56.
47. Вебер К.Х. Глушение шума колесных пар скоростного подвижного состава / К.Х. Вебер, Г. Вильниц // Железные дороги мира. - 1986. №4. - С. 29.
48. Кабаяси М. Исследование вибраций и шума из-за неровностей на поверхности катания модели колеса / М. Кабаяси, Е. Наито // Железные дороги мира.- 1984. №7.-С. 38.
49. Кольна Ж. Борьба с шумом и вибрацией на городском рельсовом транспорте / Ж. Кольна // Железные дороги мира. - 1983. №2. - С. 60.
50. Курзон Э. Методы расчета уровней шумов на железнодорожном транспорте / Э! де Курзон // Железные дороги мира. - 1983. №10. - С. 48.
51. Айзенман И. Распространение корпусного шума и конструкция верхнего строения пути городских железных дорог и метрополитена / И. Айзенман //Железные дороги мира. - 1982. №2. - С. 59.
52. Фельдман Й. Исследование шумовых характеристик системы «колесо-рельс>1 / Й. Фельдман, М. Фишер // Железные дороги мира. - 1982. №5. -С. 27. 1
53. Зборальски Д. Борьба с шумом на европейских железных дорогах / Д. Зборальски // Железные дороги мира. - 1980. №7. - С. 61.
54. Гирнау Г. Проблемы борьбы с шумом на железной дороге / Г. Гирнау // Железные дороги мира. - 1979. №1. - С. 43.
55. Эрлер Г.Й. Измерение давления на шумозащитную стену при скоростном движении поезда на Государственных дорогах ФРГ / Г.Й. Эрлер // Железные дороги мира. - 1978. №10. - С. 57.
56. Миямото Т. Уменьшение шумов на скоростных железных дорогах / Т. Миямото // Железные дороги мира. - 1978. №8. - С. 45.
57. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Л.Г. Балишанская, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др. // Под ред. Н.И. Иванова. -СПб.: Политехника, - 1992. - 365 с.
58. Maekawa Z. Noise Reduction by Distance from Sources of Various Shapes // Applied Acoustics. - 1970. - N3. - P. 225-238.
59. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, - 1987. -223 с.
60. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. - М.: Мир, 1971.-557 с. •
61. Никифоров A.C. Вибропоглощение на судах. -Л.: Судостроение, 1979. -184 с.
62. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. - 2-е изд., перераб. й доп. - Л.: Судостроение, 1971. - 416 с.
63. ИванЬв Н.И., Курцев Г.М. К расчету ожидаемой шумности на строительных машинах // Тр. ЛИИЖТ. - 1977. - Вып. 408. - С. 38-57.
64. Снижение шума в зданиях и жилых районах / Г.Л. Осипов, Е.Я. Юдин, Г. Хюбнер и др. - М.: Стройиздат, 1987. - 558 с.
65. Справочник по технической акустике / Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера: Пер: с нем. - Л.: Судостроение, 1980. - 440 с.
66. Осипов Г.Л. Защита зданий от шума. - М.: Стройиздат, 1972. - 216 с.
67. Иванов Н.И. Теоретические основы проектирования малошумных путевых и строительных машин / Борьба с шумом и звуковой вибрацией: Мат. семинара. - М.1: Знание, 1980. - С. 45-48.
68. Тартаковский Б.Д. Об акустике смежных помещений // Борьба с шумом и звуковой вибрацией: Мат. семинара. - М.: Знание, 1979. - С. 97-110.
69. Ivanov N., Kurzev G. The Theory and Practice of Construction and Transport Machine Noise Reduction // Unikeller Conference. - Zürich, 1989. - 4 p.
70. Строительные и дорожные машины. Рекомендации по проектированию средств шумозащиты и методы их расчета. РД 22-4-78. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978.-221 с.
71. Бородицкий A.C., Спиридонов В.М. Снижение структурного шума в судовых помещениях. - Л.: Судостроение, 1974. - 221 с.
72. ИванЬв Н.И. Борьба с шумом на путевых машинах. - Бюллетень ОСЖД. 1972, № 4, - С. 25-28.
73. Иванов Н.И., Кришневский Б.А. Анализ эффективности звукоизолирующих кабин самоходных машин // Борьба с шумом и вредными вибрациями в 'строительстве / Ленингр. Дом н.-т. пропаганды. - Л.: 1982, - С. 45-51.
74. ИванЬв Н.И., Машарский Б.Л. Глушители шума выхлопа путевых и строительных машин // Звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции в практике борьбы с шумом / Ленингр. Дом н.-т. пропаганды. - Л.: 1977, - С. 37-44. 1
75. Иванов Н.И., Самойлов М.М. Расчет эффективности малых акустических экранов // Проблемы шумозащиты. Днепропетровск, 1980. - С. 21-23.
76. Никифоров A.C. Акустическое проектирование судовых конструкций. - Л.: Судостроение, 1990. - 200 с.
77. ИванЬв Н.И., Никифоров A.C. Основы виброакустики. - СПб.: Политехника, 2000. - 482 с. : ;
78. Икава Э. Снижение шума гидравлических экскаваторов. - Кэнсэцуно кикайка. 1976, № 320, - С. 39-44.
79. Итикава Ц. Тенденции снижения шума гидравлических машин. -Юацука Секкей. 1973, T. II, №3, - С. 8-14.
80. Ито X. О борьбе с шумом шпалоподбивочных машин. - Коцу Гидзюцу. 1973, №6, Т. 28. - С. 234-240.
81. Rentzsch M. Einflup von Lärm auf die Leistungsparame ter des systemsß «Mensch-Maschine». Dresden, 1974. - 111 s.
82. Борисов JI.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. -250 с.
83. Пронников Ю.В. Теоретическое обоснование выбора звукопоглощающего материала для кабин электроподвижного состава и ограждающих' конструкций на участках обкатки двигателей подвижного состава / Ю.В. Пронников, Ю.И. Багиев // Вестник РГУПС. - 2010. - №4. - С. 20-24.
84. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. - М.: Изд-во МГУ, 1960. -
335 с.
85. Шамшура С.А. Моделирование процессов шумообразования и вибраций оборудования виброупрочнения и динамических испытаний / С.А. Шамшура // Монография. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2010.-177 с. !
86. Климов Б.И. Современные тенденции развития вибро- и звукозащитных систем полиграфических машин. -М.: Книга, 1983. -48 с.
87. Пронников Ю.В. Моделирование структурной составляющей шума в кабинах машинистов подвижного состава / Ю.В. Пронников // Вестник РГУПС. -2010.-№3.-С. 64-68.
88. Янде Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. -М.: Наука, 1964. -
344 с.
89. Тартаковский Б.Д. Научные и практические вопросы создания серийного производства вибропоглощающих материалов и покрытий и вибродемфированных конструкций // Материалы Всесоюзного совещания по
проблемам улучшения акустических характеристик машин. - Звенигород, 27-29 окт. М., 1988.-С.36-47.
90. Колесников И.В. Экспериментальные исследования шума и вибрации в кабинах локомотивов / И.В. Колесников, Ю.В. Пронников // Вестник РГУПС. -2011.-№3.-С. 153-156.
91.Груничев Н.С. Пути снижения шума в кабинах локомотивов на железнодорожном транспорте / Н.С. Груничев, С.А. Аксенов, Т.А. Хоренко // Безопасность жизнедеятельности. -№ 2, 2010. - С. 2-5.
92. Колесников И.В. Звукоизолирующие и звукопоглощающие характеристики кабин локомотивов / И.В. Колесников, Ю.В. Пронников // Вестник РГУПС,-2011. - №2.-С. 13-16.
93. Балабаева И.А. Шумопоглощающие материалы // Автомобильная пром-сть. - 1987. - №9. - С. 38-39.
94. Котани Ю., Тасиро К. Современное состояние и перспективы развития звукопоглощающих и виброизолирующих материалов в автомобилестроении // Дзюдося Гидзяцу. - 1972. - Т. 26. - №3. - С. 345-356.
95. Watzl A. Anlagen zur Herstellung von Fliesstoffen für die Automobilindustrie // Textil Praxis Intern. - 1987. - Bd. 42. - N11. - S. 1344-1354.
96. Теплошумопоглощающие материалы из синтетических волокон / В.А. Быков, А.Д. Шуляк, Г.Г. Шерстнева и др. // Автомобильная пром-сть. - 1982. -№7.-С. 8-11.
97. Кальдина М.Ю., Конюхова С.В. Использование отходов полиамидных нитей при выработке полотен для прокладок в автомобилестроении // Текстильная пром-сть. - 1985. - №3. - С. 31.
98. Шерстнева Г.Г., Васильева JI.H. Материалы для ковриков пола // Автомобильная пром-сть. - 1988. - №9. - С. 60.
99. Капустянский A.M., Гергерт В.А., Каганов B.C., Месхи Б.Ч. Зависимость коэффициента потерь колебательной энергии тонких стальных пластин в функции толщины и частоты колебаний // Проектирование
технологических машин: сб. науч. тр. Вып. 23 / под ред. д.т.н., проф. A.B. Пуша. - М.: ГОУ ДПО ИУИ АП. - 2001. - С. 22-24.
«УТВЕРЖДАЮ»
«УТВЕРЖДАЮ» гженер а-Дону ЭРЗ
Р.М.Мустафин
Настоящий акт составлен в том, что в результате совместных научно-исследовательских работ аспирантом Пронниковым Ю.В. были разработаны и внедрены в производство практические рекомендации по снижению шума в кабинах локомотивов, включающие следующие мероприятия:
- снижение воздушной доли шума достигнуто путем рационального подбора звукопоглощающих материалов и повышения звукоизоляции элементов кабины;
- снижение структурной доли шума достигается увеличением диссипативных свойств элементов ограждения за счет рационального подбора внбропоглощающих материалов.
Разработанные мероприятия по снижению шума не привели к изменению технологии изготовления и ремонта кабин и обеспечили выполнение санитарных норм шума на рабочих местах операторов.
Ожидаемый экономический эффект составляет 75 тыс.рублей на 1 локомотив ( в ценах 2011 года).
Главный технолог РЭРЗ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.