Виброзащита энергетического оборудования на основе системы постоянного усилия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.05, кандидат наук Спиридонова Анна Николаевна

• Спиридонова Анна Николаевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Спиридонова Анна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Источники вибрации на судне

1.2. Конструкции виброзащитных опор энергетического оборудования

1.3. Системы нулевой жесткости в опорах судового оборудования

1.4. Развитие метода виброизоляции энергетического оборудования на основе сил сухого трения

1.5. Выводы по первой главе. Постановка цели и задач исследования

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЕНСАЦИИ ВЕСА В ОПОРЕ СУДОВОГО ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

2.1. Научные основы виброизоляции судовых энергетических установок

2.2. Система виброзащиты энергетического оборудования на основе постоянного усилия

2.3. Расчет компенсатора веса энергетического оборудования

2.4. Расчет оптимального диаметра поверхности трения компенсатора веса

2.5. О неподвижной точке на рычаге компенсатора веса

2.6. Выводы по второй главе

3. ВИБРОИЗОЛИРУЮЩЕЕ КРЕПЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ОПОРЫ С ПОСТОЯННЫМ УСИЛИЕМ

3.1. Моделирование одноосной виброизоляции дизель-генератора

3.2. Математическое исследование реакции энергетического оборудования

3.3. Теоретическое исследование стабилизатора с обратной связью по интегралу смещения

3.4. Типовое виброизолирующее крепление судового агрегата

3.5. Выводы по третьей главе

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПОРЫ С ПОСТОЯННЫМ УСИЛИЕМ

4.1. Методика и алгоритм проведения эксперимента

4.2. Оценка акустической эмиссии в зоне контакта пар трения

4.3. Демонстрационный эксперимент акустической эмиссии поверхностей трения

4.4. Экспериментальное оборудование для оценки работоспособности одноосного компенсатора веса энергетического оборудования

4.5. Эксперимент по определению вибрации с использованием прибора ОКТАВА-11ОА-ЭКО

4.6. Эксперимент по определению вибрации с использованием прибора ВШВ-003-М2

4.7. Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А - Акт внедрения ООО «ПБ Флагман»

Приложение Б - Акт внедрения в учебный процесс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Виброзащита энергетического оборудования на основе системы постоянного усилия»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Успех науки о виброизоляции судового корпуса от вибрации механизмов и машин определяется возможностью снижения переменных сил, передаваемых от источника вибрации на судовой фундамент. Случай идеальной виброизоляции предполагает абсолютное постоянство силы, и этот метод получил название нулевая жесткость. В течение последних семидесяти лет такие ученые, как С.П. Тимошенко, П.М. Алабужев, А.К. Зуев, проводили исследования по снижению передаваемых сил, но полного успеха не удалось достигнуть по нескольким причинам. Во-первых, нулевая жесткость предполагает перестройку виброизолятора на иную нагрузку при смене режима работы источника вибрации, поскольку источник вибрации находится в неопределенном положении относительно основания. При этом эффективны только системы с подводом энергии, которые по ряду причин, например, потеря устойчивости, не применяются в судостроении. Таким образом, возникает проблема перестройки виброизолятора. Во-вторых, упругий элемент в опоре передает вибрации, высокочастотный шум и создает резонансные режимы. В-третьих, системы с сухим трением не позволяют создавать непрерывные усилия в течение длительного времени эксплуатации.

Эти проблемы в настоящее время не решены, поэтому задача снижения вибрации и создание судовой опоры с постоянным усилием является актуальной.

Объект исследования - виброизолирующее крепление на основе системы постоянного усилия.

Предмет исследования - вибрационные колебания судовой энергетической установки.

Целью диссертации является снижение вибрации, вызываемой энергетическим оборудованием, посредством повышения эффективности виброизолирующего крепления.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

• Аналитический обзор по установлению причин недостаточной эффективности современных систем виброизоляции судовых энергетических установок.

• Разработка нового подхода по созданию постоянного усилия, компенсирующего вес энергетического оборудования.

• Построение структурной схемы рычажного механизма для преобразования пространственных колебаний судового дизель-генератора в постоянное усилие.

• Разработка методики по динамическому уравновешиванию сил инерции рычажного механизма виброизолирующего крепления дизель-генератора.

• Разработка критерия эффективности для системы виброизоляции судовых энергетических установок, не содержащей упругих и вязких элементов.

• Математическое исследование движения источника вибрации при действии переменных и постоянных сил.

• Физическое моделирование компенсатора веса и проведение экспериментов по определению эффективности виброизолирующего крепления.

Степень разработанности темы исследования. Исследования по данной тематике проводились такими учеными как: А.Н. Крылов, С.П. Тимошенко, И.И. Клюкин, Н.Г. Беляковский, П.М. Алабужев, Н.Н. Давиденков, Г.С. Писарен-ко, Г.Д. Изак, С.Е. Чернов, А.К. Зуев, М.Н. Покусаев, Л.В. Тузов, С.В. Елисеев, С.П. Глушков, А.А. Гритчин, А.Г. Георгиади, О.К. Найденко, П.П. Петров, А.М. Барановский.

Методы исследования. Теоретическое исследование состояло в решении уравнений динамики для ряда параметров. Внутренняя проверка математической модели была выполнена на основе принципа соответствия, по которому система с контрольными параметрами давала заранее предсказанный результат. При исследовании динамики системы порядок уравнений был повышен до третьего для введения обратной связи по интегралу смещения. Модели опоры также проверялись при импульсных воздействиях и экстремальных параметрах, для которых результат вычислялся в соответствии с принципами механики. Модели позволяли менять амплитуду и скорость колебаний источника вибрации и проводить сравнение новой системы с традиционной системой, основанной на вязкоупругих опорах. Для экспериментального исследования был применен специальный стенд,

позволяющий проводить исследование одноосной опоры нулевой жесткости и сравнивать результаты с математической моделью. Замеры проводились в октав-ных полосах частот судовой вибрации. Использованная аппаратура поверялась в установленном порядке.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. разработана система компенсации веса на основе сил трения для защиты от вибрации судовой энергетической установки;

2. разработан новый метод определения эффективности судовых энергетических установок, основанный на разнице вынуждающей силы и силы инерции;

3. введено понятие критической скорости при работе компенсатора веса судового оборудования;

4. рассмотрены режимы движения пространственного механизма виброизоляции дизель-генератора с нулевой жесткостью по трем осям;

5. выполнен синтез механизма виброизолирующего крепления судовой энергетической установки с полностью уравновешенными силами инерции, подтверждающий основные теоретические положения.

Теоретическая значимость работы заключается в использовании постоянной по направлению силы сухого трения для поддержания источника вибрации относительно судового фундамента. Установлено значение критической скорости, при которой эффективность компенсатора веса сохраняется.

Практическая значимость работы заключается в техническом обосновании устройства компенсатора веса на основе сил трения в многодисковой фрикционной муфте. Выполнен расчет мощности привода компенсатора веса. На основе трехмерного моделирования, предложена методика синтеза безынерционного механизма виброизолирующего крепления. Определены собственные частоты и связность колебаний по шести осям при использовании компенсатора веса. Предложен расчет пространственных колебаний типового дизель-генератора с опорами на основе компенсаторов веса. Установлена возможность стабилизации положения энергетического оборудования без использования упругих элементов. Результаты работы рассмотрены и одобрены в Проектном бюро Общества с ограничен-

ной ответственностью «Флагман» (Приложение А). Основные выводы и положения диссертации могут быть использованы на межотраслевом уровне при проектировании новых судов и модернизации существующих судов.

Реализация и внедрение результатов исследований. Методики расчетов виброизолирующего крепления с компенсатором веса, разработанные при выполнении научно-исследовательской работы, использованы в учебном процессе кафедры «Теоретическая и прикладная механика» ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» (Приложение Б).

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается:

1. использованием фундаментальных положений теории колебаний, теории двигателя внутреннего сгорания;

2. применением для экспериментальных исследований стандартных, сертифицированных и поверенных приборов;

3. использованием стендов, разработанных для решения специальных задач диссертации;

4. совпадением теоретических положений с экспериментальной проверкой и согласием полученных результатов с данными других исследователей.

Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на научно-практической конференции ППС Университета СГУВТ «Арктика-экология-транспорт» (Новосибирск, 2017г.), международном Сибирском транспортном форуме «Новые методы защиты от вибрации энергетического оборудования» (Новосибирск, 2018 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах периодического издания, из них 4 работы в изданиях по перечню ВАК. Отчет о НИР «Экологические аспекты создания новой техники» том 13 (промежуточный), № ГР01.20.0011460. Заявка на патент №20211102414 «Устройство для гашения механических колебаний», приоритет 02.02.2021.

Научные положения и результаты диссертационного исследования, выносимые на защиту:

• Метод построения системы виброзащиты судового дизель-генератора на основе сил сухого трения с постоянным усилием.

• Новый критерий эффективности виброзащитной опоры судовых энергетических установок.

• Оптимальная форма поверхностей трения компенсатора веса.

• Теоретическое обоснование системы виброизоляции судовых энергетических установок на основе сил сухого трения.

• Комплекс экспериментальных исследований виброзащитной системы в области параметров судовой вибрации.

Личный вклад автора. Аналитический обзор методов виброизоляции, постановка цели и задач исследования, трехмерное моделирование и печать основных элементов компенсатора веса, математическое моделирование, планирование и проведение экспериментов, обработка и анализ результатов выполнены лично автором. Личный вклад в работах, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50 %.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы, условных обозначений и приложений. Общий объем работы составляет 153 страницы машинописного текста. Основная часть работы изложена на 1 24 страницах, включая 1 20 рисунков, 22 таблиц. Список литературы состоит из 125 источника.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Источники вибрации на судне

Современное судно состоит из элементов, классифицированных правилами Российского морского регистра судоходства (РМРС). Для задачи защиты от вибрации существенны двигатель, движитель, дизель-генератор и палубные механизмы. Судовые агрегаты работают на частоте 1500 мин-1 и поэтому всегда являются источником структурного шума на судах. Шум существенно снижает обитаемость с учетом постоянного присутствия экипажа на рабочих местах и местах отдыха [4]. Другие источники вибрации менее вредны как по спектру, так и по структурному шуму. Судовые агрегаты должны устойчиво работать в условиях качки, крена и дифферента, иметь небольшую массу и габариты. Некоторые параметры агрегатов, имеющих сертификат Российского морского регистра судоходства, представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Параметры агрегатов с сертификатом Российского морского регистра судоходства

Параметры ДГП-8М ДГП-14/1500-1 ДГР1А-15/1500 ДГ-28 ДГ-40 А-28

Мощность, кВт 8 18,5 16 28 21,6 28

Тип двигателя 1Ч9,5/11 4Ч9,5/11 4Ч9,5/11 6Ч9,5/11 6Ч9,5/11 6Ч9,5/11

Обозначение 5Д2М 5Д4 5Д4 8Д6 8Д6 8Д6

Масса, кг 440 630 680 1140 690 880

Длина, мм 1310 1660 1480 1900 1615 1920

Ширина, мм 630 630 630 745 860 570

Высота, мм 910 1010 1035 1100 1060 1100

Судовые энергетические установки должны в максимально возможной сте-

пени отвечать требованиям техники безопасности по уровню шума и собственной вибрации [1, 2, 3, 27, 38]. Типовая конструкция электроагрегата представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Типовая конструкция электроагрегата: 1 - силовой генератор; 2 - топливный бак; 3 - монтажная рама; 4 - воздухоочиститель; 5 - виброизоляторы; 6 - аккумуляторная батарея; 7 - двигатель; 8 - система охлаждения; 9 - зарядный генератор; 10 - панель автоматического управления.

На общей раме смонтированы двигатель внутреннего сгорания и электрогенератор, вспомогательные системы охлаждения, смазки, управления и другое [80]. Таким образом, надежное виброизолирующее крепление агрегата должно обеспечиваться при параметрах, указанных в таблице 1.2.

Уровень шума на рабочих местах при работе агрегата должен отвечать требованиям системы стандартов безопасности труда [37]. Уровни вибрации на рабочих местах при работе агрегата должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.012-2004 [38]. Требования к судовым дизель-генераторам оговорены Правилами классификации и постройки судов [97].

Таблица 1.2 - Параметры виброизолирующего крепления агрегата

Параметр Значение параметра

Длительный крен 15°

Кратковременный крен 45°

Длительный дифферент 5°

Кратковременный дифферент 10°

Бортовая качка ±45°

Килевая качка ±10°

Нормы вибрации двигателей внутреннего сгорания не должны превышать значений, указанных в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Виброскорость на остове дизеля в третьоктавных полосах

Полоса, Гц Виброскорость, мм/с Виброскорость, дБ

1,6 5,6 101

2 5,6 101

2,5 5,6 101

3,2 5,6 101

4 5,6 101

5 6,3 102

6,3 8 104

8 10 106

10 12,5 108

12,5 16 110

16 20 112

20 22 113

25 22 113

31,5 22 113

40 22 113

Продолжение таблицы 1.3

50 22 113

63 18 111

80 14 109

100 11 107

125 8,9 105

160 7,1 103

Нормы вибрации дизель-генераторов не должны превышать значений, указанных в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Виброскорость дизель-генератора в третьоктавных полосах

Полоса, Гц Виброскорость, мм/с Виброскорость, дБ

1,6 1,6 90

2 1,9 92

2,5 2,4 94

3,2 3 96

4 3,7 97

5 4,6 99

6,3 5,7 101

8 7,1 103

10 8,9 105

12,5 11 107

16 11 107

20 11 107

25 11 107

31,5 11 107

40 11 107

Продолжение таблицы 1.4

50 11 107

63 11 107

80 11 107

100 8,9 105

125 7,1 103

160 5,7 101

200 4,6 99

250 3,7 97

320 3,0 96

Замеры проводятся в трех направлениях на головке, на блоке, на лапах и на раме. Правила регистра не оговаривают тип крепления, но условно делят их на «жесткие» и «мягкие». К последним, как правило, относятся агрегаты, установленные на эластичные опоры. Если крепление спроектировано правильно, различие вибрации несущественно. При наличии резонансов в диапазоне рабочих частот, агрегаты могут раскачиваться, особенно на низких частотах.

Опорные поверхности рамы электроагрегата расположены ближе к центру масс, поэтому виброскорость на них не превышает значений, указанных в таблице 1.4.

Природа колебаний остова двигателя внутреннего сгорания обусловлена поступательно движущимися массами. Традиция учета поступательных масс формировалась для тихоходных двигателей, что давало небольшую погрешность. Укажем на две основные погрешности: во-первых, инерционные силы разбивались на гармоники и, предполагалось, что таких гармоник две [4, 20, 48, 69], во-вторых, не учитывался момент силы инерции шатунов.

Лучший результат дает другой подход, при котором инерция поступательного движения рассматривается в конечном выражении без выделения первого и второго порядка [112, 113]. Этот путь оказался плодотворным, и были получены результаты по моментам сил инерции шатунов, которые ранее, в классических ра-

ботах, не учитывались. Современные публикации [112] содержат разбиение шатуна на две массы и момент инерции, который вычисляется как производная скорости вращения шатуна по углу поворота. Аналог момента можно рассчитать по формуле

(г|-г2 sin^2)1/2 + sin^2)3/2, ( )

где ^ - длина кривошипа кривошипно-шатунного механизма;

/2 - длина шатуна кривошипно-шатунного механизма;

Ф - угол поворота коленчатого вала кривошипно-шатунного механизма.

Моменты сил инерции шатунов кривошипно-шатунного механизма объясняют усиление вибрации при появлении высокооборотных дизелей с большим числом цилиндров. Оказалось, что добавка вибрации от шатунов достаточно велика, и её нельзя игнорировать при шумоподавлении [23, 113].

Изменения затронули методы вычисления момента газовых сил. Эти моменты определялись в соответствии с правилами Российского морского регистра судоходства как сумма двенадцати гармоник с различными фазами [7, 51]. При этом используются усреднённые данные по коэффициентам гармоник. Российский регистр допускает ограниченный до 12 гармоник ряд и это оптимальный подход, поскольку точность методики невелика [8, 29, 30]. В связи с появлением численных методов стало возможным определять с достаточной точностью момент газовых сил по уравнению Пуассона [21]

где й - диаметр поршня;

р - давление в начале сжатия; /1 - длина кривошипа; /2 - длина шатуна;

хс - абсцисса ползуна; А - высота камеры сжатия.

При больших скоростях вращения показатель политропного сжатия близок к адиабатному показателю 7/5. Модель также содержит давление от насосных потерь, но их вклад несущественен (рисунок 1.2).

100 -¡-¡-т-¡-j-j—

T(cp) \

0 2 4 б 8 10 12

<Р

Рисунок 1.2 - Момент на одном кривошипе четырёхтактного дизеля, вычисленный по газовым законам за два оборота коленчатого вала (^ - угол поворота коленчатого вала в радианах; Т(ф) - момент, Нм)

Из рисунка видно, что характер изменения момента совпадает с изменением момента, вычисленного через 12 гармоник по правилам Российского морского регистра судоходства [97, 112].

С учетом высокого механического КПД современных двигателей момент газовых сил можно определять через мощность сил на поршне и мощность момента на валу. Эти мощности равны с точностью до потерь на трение. Вычисление момента становится простым и не требует разложения сил на касательную и нормальную составляющую на кривошипе [112, 116].

Численные методы позволяют сократить объем вычислений и сделать их открытыми для редактирования.

1.2. Конструкции виброзащитных опор энергетического оборудования

Традиционные опоры судовых двигателей на основе упругих элементов являются вязкоупругой системой с выраженными резонансами, как правило, в диапазоне судовой вибрации. Большинство стандартных опор, получивших распространение на судах, имеют резонансные области колебаний при испытании на массивном фундаменте в пределах от 15 до 28 Гц. В судовых условиях масса конструкции фундамента в машинном отделении существенно ниже, что сдвигает диапазон собственных частот до 18.. .32 Гц.

При конструировании опор приходится назначать режимы эксплуатации за пределами резонансов, что возможно только для быстроходных двигателей. Структурный шум, передаваемый через стандартные опоры, практически невозможно устранить, поскольку корпус судна, как добротная оболочка, является волноводом с низким затуханием [26, 35].

Известен метод наклонных опор [21, 60], основанный на форме траектории колебаний опорных поверхностей судовых двигателей. На рисунке 1.3 показано движение опорной точки дизеля по оси 8Х - перемещение в поперечном направлении, по оси 8у - перемещение в вертикальном направлении.

Рисунок 1.3 - Траектория колебаний крайней опоры в плоскости поперечного сечения дизеля.

Из рисунка следует, что форма траектории близка к наклонной линии упругого массива в опорах типа ДИН (двухпластинчатые наклонные). Здесь по направлению колебаний жёсткость опоры понижена, а по другим направлениям остается высокой [32]. Это улучшает стабильность без снижения изоляции. Специально для этого метода разработаны наклонные опоры ДИН (рисунок 1.4, таблица 1.5).

Рисунок 1.4 - Опоры ДИН-2 под нагрузку 2 кН

Таблица 1.5 - Сравнение жесткости опор

Жесткость динамическая / статическая, Н/м

Марка Сх Су Cz

ДИН-2 500000 / 290000 515000 / 300000 3300000 / 1900000

ДПН-6,5 1070000 / 720000 1010000 / 680000 10300000 / 6900000

Из таблицы 1.5 видно, что динамическая жесткость, которую находят при частоте 1000 Гц в лабораторных условиях на 40% выше статической. Поскольку параметры устойчивости двигателя принимаются по статической жесткости, передача вибрации и структурного шума может превышать значения, ожидаемые от линейной модели [26, 37, 44, 46].

На многих судах наклонные опоры дизель-генераторов выполняют с высоким резиновым массивом (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Пример опоры с высоким резиновым элементом четырехцилиндрового дизель-электрического генератора мощностью 50 кВт

При сжатии резина существенно теряет поперечную жёсткость, что благоприятно отражается на виброизоляции [89, 96]. Со временем эластичность резины падает и эффект снижается [99]. В процессе эксплуатации в условиях машинного отделения и в период между навигациями, резиновый массив стареет и теряет эластичность в несколько раз.

Другой недостаток использования упругих элементов для виброизоляции в передаче структурного шума на корпус [10]. В последнее время суда комплектуются высокооборотными дизелями с редукторной передачей, что приводит к росту шумности в помещениях. Как пример спектр колебаний в машинном отделении на теплоходе РТ-715 (пр. 1741) с главным двигателем 817070 установленным на резиновых виброизоляторах. Измеренная вибрация в третьоктавных полосах прибором ОКТАВА-110А-ЭКО от нулевого уровня 10-6, м/с2 показана на рисунке 1.6 [112].

М

ч

Я

Я

«

а

ю

И

Я и

о &

>>

160 140 120 100 80 60 40 20 0

iiiiiii41414141iiii i

1г4ппг4

I

ПС53

В машинном отделении

2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 Средние частоты третьоктавных полос, Гц

Рисунок 1.6 - Превышение уровня виброускорения в третьоктавных полосах частот 40 и 50 Гц

Полосы, в которых наблюдается превышение уровня, расположены от 40 до 50 Гц, что может быть связано с частотой вспышек или с неуравновешенностью моментов сил инерции шатунов. Отметим, что измерения по стандартной методике предусматривают только октавные полосы, в которых превышение не наблюдается. Переход на третьоктавные полосы связан с жалобами экипажа на вибрацию и шум на рабочих местах.

Известны резинометаллические опоры АПрС-200 (рисунок 1.7) с частотой колебаний установленного оборудования не выше 8 Гц.

Рисунок 1.7 - Амортизатор под нагрузку 2 кН пружинный со страховкой АПрС-200

Такие опоры недостаточно эффективны для дизель-генератора с частотой вращения 1500 мин-1.

Для судовых электростанций на теплоходах типа ОТ-2000 проводились замеры структурного шума в источнике и на фундаменте (рисунок 1.8) [21].

ДБ

Э

л х

ф т О

о. >

О 4—

16 32 вД 125 250 500 1к 2к 4к Гц

Частота

Рисунок 1.8 - Результаты замеров структурного шума вспомогательного дизель-генератора КУО-26-2 по правому борту на теплоходах типа ОТ-2000 в источнике и на фундаменте

Установлено, что резинометаллические опоры неэффективны на частотах менее 32 Гц. В области частот судовой вибрации эффективность может достигать 10 дБ.

Если рассмотреть множество различных конструкций виброизоляторов, можно отметить общие свойства. Главной характеристикой опор является частота свободных колебаний установленного оборудования, определяемая через статическую просадку [90]. Значение частоты редко бывает менее 5 Гц, а в большинстве случаев достигает 25 Гц. К тому же судовой фундамент вовлекается в колебания, что повышает собственную частоту до 35 Гц. Вынуждающие частоты ше-

-траверсная на раме

-продольная на раме

— аертикальнаА на фу^эменте

стицилиндровых судовых дизелей при частоте вращения 1000 мин-1 равны 50 Гц. Отстройка (50/35)2=2 обеспечивает посредственную виброизоляцию и хорошую стабилизацию.

Для снижения собственной частоты опор были использованы сжатые пружины [98]. Платформа, установленная на сжатых пружинах, показывает частоту свободных колебаний меньшую, чем та же платформа с растянутыми упругими элементами и тем же весом [12, 22]. Детальное исследование позволило установить причину этого явления [115]. Оказалось, что траектория платформы не прямая, а напоминает перевёрнутый маятник (рисунок 1.9).

А/2 /

Н/2 J

а // $ ' //

Рисунок 1.9 - Расчет смещения изогнутой оси пружины при отклонении на угол а: А - амплитуда смещения; Я - радиус кривизны;

А - смещение центра упругого элемента по вертикали; Н - высота пружины.

Выбирая высоту пружины и нагрузку на неё, можно получить любую жесткость в плоскости нормальной к оси пружины. Использование данного метода ограничено потерей устойчивости опоры.

В работе [116] исследовалась передача колебаний через винтовую стальную и бронзовую пружину. Было проведено три независимых по методике исследования и результаты сравнивались. Установлено, что модель эквивалентного по массе и жесткости однородного бруса хорошо совпадает с результатами эксперимента для многовитковых пружин. Состоящая из конечных элементов, модель пру-

жины даёт достоверный результат при числе витков более пяти. Установлен факт расхождения расчёта и опытов для пружин с малым числом витков (рисунок 1.10).

=г 20000

га 15000 н

£ 10000 I 5000

о

О 0.5 1 1.5

Число витков

Рисунок 1.10 - Сравнение частот модели: 1 - по методу конечных элементов;

2 - по методу Рэлея для сплошного эквивалентного бруса

Установлено, что брус и модель из конечных элементов дают пересечение графиков в точке при числе витков пружины равном единице, что полностью соответствует промоделированным формам колебаний пружины [117, 118].

В этой связи уместно отметить множество приложений в технике, где используются пружины с тремя или одним витком [68]. Очевидно, динамическая жесткость таких пружин выше статической жесткости в несколько раз. Пружина становится «звуковым мостиком» для высокочастотных колебаний.

В работах [112, 116] были сделаны определённые шаги по переводу энергии одноосных колебаний в колебания по трём направлениям и по множеству степеней свободы. Это позволило улучшить эффект на 9 дБ на частотах до 500 Гц, но не снижало передачу высокочастотных колебаний на судовой фундамент, поскольку пружина, как кривой брус, остаётся весьма добротным волноводом.

Обнаруженный эффект связности различных форм колебаний позволил принять гипотезу о равнораспределении энергии по степеням свободы. Автор полагает и доказывает в численных и физических экспериментах, что эффективность виброизоляции возрастает при развитии всех форм колебаний. Более того, обнаружена аналогия с законом теплоёмкости двухатомного газа, в котором сте-

пени свободы изменяются с ростом температуры. Для пружины этот эффект также отмечен как скачкообразное появление дополнительных колебаний ортогональных основным. Известно, что виток пружины раскручивается при деформации растяжения [31]. Этот эффект невелик и часто игнорируется в статических приложениях пружин. Эксперимент показывает, что виток может иметь противоположную деформацию в зависимости от параметров, таких как индекс и относительный шаг. Применив метод дискретизации по группам витков, можно выявить интересные особенности поведения пружин (рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 - Поперечные колебания, индуцированные продольными колебаниями многовитковой пружины

Пружина теряет поперечную устойчивость при определенном уровне продольных колебаний. Наличие мягкой связности увеличивает эффективность виброизоляции втрое за счёт равнораспределения энергии по степеням свободы. Использование данного явления в судовых условиях затрудняется тем, что пружина должна быть с числом витков не менее 50 и растянута.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Спиридонова Анна Николаевна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоматизированный судовой дизель-генератор ДГР2А-100/1500П (У11А): справочно-информационные материалы. - М.: Внешторгиздат. - Изд.№612Н.

2. Автоматизированный судовой дизель-генератор ДГР2А-200/1500 (У30А): спра-вочно-информационные материалы. - М.: Внешторгиздат. - Изд.№611Н.

3. Автоматизированный судовой дизель-генератор ДГФ2А-100/1500 (У39): спра-вочно-информационные материалы. - М.: Внешторгиздат. -Изд.№602Н.

4. Антошкин А.С. Средства малой энергетики с поршневыми двигателями внутреннего сгорания /А.С. Антошкин, А.А. Балашов, Н.И. Валуйский, А.С. Лихачёв, Д.Д. Матиевский / под редакцией Д.Д. Матиевского. - Барнаул : Изд-во «Агентство рекламных технологий», 2008. - 368 с. - ISBN 978-5-9749-002-8

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, в 3-х т. / В.И. Анурьев. - М. : Машиностроение, 1978. - 558 с.

6. Бабаков И.М. Теория колебаний /И. М. Бабаков. - М.: Наука, 1965. - 560 с.

7. Байков Б.П. Дизели: справочник / Б.П. Байков и др. - Л.: Машиностроение,

1977. - 480 с.

8. Барановский А.М. Вибрационная оценка судовых механизмов/ А.М. Барановский // Сибирский научный вестник. - 2012. - Вып. XVI. - С.107-111. - ISBN 978-5-8119-0508-9

9. Барановский А.М. Виброизоляция дизелей речных судов / А.М. Барановский. -Новосибирск : НГАВТ, 2000. - 176 с. - ISBN 5-8119-0066-Х

10. Барановский А.М. Исследования спектра рассеивания звуковых колебаний в опорах / А.М. Барановский // Речной транспорт (XXI век)". - 2012. - № 1 (55). - С.80. - ISSN: 1729-4258

11. Барановский А.М. Колебания в судовых механизмах: учебник [для аспирантов спец. 05.08.05 - "Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)"] /А. М. Барановский, Л. В. Пахомова, Ю. И. Ришко. - Новосибирск : СГУВТ, 2015. - 209 с. - ISBN 978-5-8119-0620-8

12. Барановский А.М. Маятниковая жесткость пружинных подвесок / А.М. Барановский, А. Н. Потянихин // Научные проблемы транспорта Сибири Дальнего Востока. - 2007. - №1. - С.80-82. - ISSN: 2071-3827

13. Барановский А.М. Метод снижения структурного шума судового оборудования / А.М. Барановский, С.В. Викулов, А.Н. Спиридонова // Речной транспорт (XXI век). - 2021. - №1 (97). - С. 49-51. - ISSN: 1729-4258

14. Барановский А.М. Передача вибраций силой сухого трения / А.М. Барановский, А.К. Зуев // Динамика судовых энергетических установок: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. -Новосибирск, 2001. - С. 47-51.

15. Барановский А.М. Переходные процессы при перестройке механизма соединительной муфты / А.М. Барановский // Динамика судовых механизмов и машин: сборник научных трудов / Новосибирский институт инженеров водного транспорта. - Новосибирск, 1985. - С.29-33

16. Барановский А.М. Перспективы виброизоляции малооборотных дизелей / А.М. Барановский, С.А. Худяков // Эксплуатация морского транспорта. -2016. -№3. - С. 69-73. - ISSN 1992-8181

17. Барановский А.М. Принципы конструирования виброзащитных опор /А.М. Барановский //Снижение структурного шума и вибрации на судах: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2012. - С.4-6

18. Барановский А.М. Принципы управления подвеской нулевой жесткости / А.М. Барановский, А.Н. Спиридонова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. - 2018. - №1. - С.111-114. - ISSN: 2071-3827

19. Барановский А.М. Структура механизма подвески судового двигателя / А.М. Барановский // Сибирский научный вестник. - 2007. - Вып.Х. - С.57-59.

20. Барановский А.М. Судовой двигатель как объект виброизоляции / А.М. Барановский // Дизельные энергетические установки речных судов: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. -Новосибирск, 1999. - С. 14-16.

21. Барановский А.М. Теоретические основы эффективной виброизоляции : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Барановский Александр Михайлович; Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2000. - 316 с.

22. Барановский А.М. Характеристика упругих систем в области потери устойчивости / А.М. Барановский ; Министерство транспорта Российской Федерации ; Федеральное агентство морского и речного транспорта ; ФБОУ ВПО "Новосибирская государственная академия водного транспорта" // Проблемы и перспективы инновационного развития водного транспорта: материалы международной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2013. - С. 63-65.

23. Барановский А.М. Шумозащитная опора судового двигателя / А.М. Барановский // Речной транспорт (XXI век). - 2010. - № 3(45). - С.72-73. - ISSN: 17294258

24. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратов на судах / Н.Г. Беляковский. - Л.: Судостроение, 1965. - 524 с.

25. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний: Учебник для вузов / В.Л. Би-дерман. - М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

26. Бородицкий А. С. Снижение структурного шума в судовых помещениях / А. С. Бородицкий, В. М. Спиридонов. - Л.: Судостроение, 1974. - 220 с.

27. Браславский М.И. Судовые дизель-генераторы малой мощности / М.И. Бра-славский. - Л.: Судостроение, 1968. - 175 с.

28. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах / Л.М. Бреховских. - М.: АН СССР, 1957. - 501 с.

29. Ваншейдт В.А. Конструирование и расчеты прочности судовых дизелей / В.А. Ваншейдт. - Л.: Судостроение, 1969. - 640 с.

30. Ваншейдт В.А. Судовые установки с двигателями внутреннего сгорания: учебник / В.А. Ваншейдт и др. - Л.: Судостроение, 1978. - 368 с.

31. Вибрации в технике: справочник в 6-ти томах. Том 1 / под ред. В. Н. Челомея. - М.: Машиностроение, 1984. - .352 с.

32. Вожжова А.И. Защита от шума и вибрации на современных средствах транспорта / А.И. Вожжова, В.К. Захаров. - Л.: Медицина, 1968. - 128 с.

33. Воробьева Т.М. Электромагнитные муфты / Т.М. Воробьева. - Москва ; Ленинград : Госэнергоиздат, 1960. - 207 с.

34. Галуза Ю.Ф. Динамика систем виброизоляции с инерционными преобразователями движения: специальность 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры» : диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук / Галуза Юрий Федорович; Омский государственный технический университет. - Омск, 2019. - 132с.

35. Гомзиков Э.А. Проектирование противошумового комплекса судов / Э.А. Гомзиков, Г.Д. Изак. - Л. : Судостроение, 1981. - 184 с.

36. Горин С. В. Упругодемпфирующие элементы из прессованной проволоки для судового оборудования / С. В. Горин, А. А. Пшеницын, А. И. Лычаков // Судостроение. - 1997. - №4. - С.45-47.

37. ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности = Occupational safety standards system. Noise. General safety requirements : Международный стандарт : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 06.06.83 №2473 : взамен ГОСТ 12.1.003.76 : дата введения 1984-07-01 / разработан Всесоюзным Центральным Советом Профессиональных Союзов ... . -Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Шум. Общие требования безопасности (с Изменением N 1) от 06 июня 1983 -docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

38. ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования = Occupational safety standards system. Vibration safety. General requirements : межгосударственный стандарт : введен Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2007 г. №362-ст: введен взамен ГОСТ 12.1.012-90 : дата введения 2008-07-01 / разработан Открытым акционерным обществом "Науч-

но-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" . -Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вибрационная безопасность. Общие требования от 12 декабря 2007 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021)

39. ГОСТ 12.4.047-78 Виброизоляторы пневматические активные : отменен без замены

40. ГОСТ 15622-96 Муфты предохранительные фрикционные. Параметры, конструкция и размеры = Safety slipping couplings. Parameters, design and dimensions : межгосударственный стандарт : введен Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 25 октября 1999 г. № 365-ст : взамен ГОСТ 15322-77 : дата введения 2000-07-01 / разработан МТК 96; научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом редукторостроения (НИИредуктор) Министерства машиностроительной промышленности Украины. - Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: (дата обращения 24.09.2021).

41. ГОСТ 17053.1-80 Амортизаторы корабельные АКСС-М = Ship shock absorbers АКСС-М. Specifications : государственный стандарт союза ССР : введен Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 мая 1980 г. N 2446 : введен взамен ГОСТ 17053-71 в части разд.1-6 для амортизаторов : дата введения 1982-01-01. - Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 17053.1-80 Амортизаторы корабельные АКСС-М. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3) от 30 мая 1980 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

42. ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация = Vibration. Methods and means of protection. Classification : государственный стандарт союза СССР : введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 июня 1985 г. №1924 : взамен ГОСТ 12.04.046-78 : дата введения 1987-01-01. -Текст: электронный // Электронный

фонд правовых и нормативно-технических документов. - Режим доступа: свободный URL: ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация (с Изменением N 1) от 26 июня 1985 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

43. ГОСТ 27242-87 Вибрация. Виброизоляторы. Общие требования к испытаниям = Vibration. Vibration isolators. General test requirements : Государственный стандарт союза ССР : внесен Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.03.87 г. № 1014 : введен впервые : дата введения 1988-01-01. -Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. -URL: ГОСТ 27242-87 (СТ СЭВ 5554-86) Вибрация. Виброизоляторы. Общие требования к испытаниям от 27 марта 1987 -docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

44. ГОСТ 27242-87 Вибрация. Виброизоляторы. Общие требования к испытаниям = Vibration. Vibration isolators.General test requirements : государственный стандарт союза ССР : введен Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 марта 1987 г. N 1014 : введен впервые : дата введения 198801-01. - Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 27242-87 (СТ СЭВ 5554-86) Вибрация. Виброизоляторы. Общие требования к испытаниям от 27 марта 1987 -docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

45. ГОСТ 28362-89 (ИСО 2017:1982) Вибрация и удар. Виброизолирующие устройства. Информация, предоставляемая заказчиками и изготовителями = Vibration and shock. Vibration isolators. Information supplied be the user and manufacturer : межгосударственный стандарт : введен Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 07.12.89 №3613 : введен впервые : дата введения 1991-01-01 / разработан и внесен Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам». - Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 28362-89 (ИСО 2017-82) Вибрация и удар. Виброизолирующие устройства. Информация, представляе-

мая заказчиками и изготовителями от 07 декабря 1989 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

46. ГОСТ 31329-2006 (ИСО 2922:2000) Шум. Измерение шума судов на внутренних линиях и в портах = Noise. Measurement of airborne sound emitted by ves-selson inland waterways and harbours : Межгосударственный стандарт : введен Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 29 июня 2007г. № 160-ст : взамен ГОСТ 17.2.4.04-82 в части методов измерения шума : дата введения 2008-01-01 / подготовлен ОАО Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем». -Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ 31329-2006 (ИСО 2922:2000) Шум. Измерение шума судов на внутренних линиях и в портах от 29 июня 2007 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

47. ГОСТ Р ИСО 2017-1-2011 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 1. Технические данные для применения систем виброизоляции = Vibration and shock. Resilient mounting systems. Part 1. Technical information for the application of isolation systems : Национальный стандарт Российской Федерации : введен Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 ноября 2011 г. N 549-ст : введен впервые : дата введения 2012-12-01 / подготовлен Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД")». - Текст: электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: ГОСТ Р ИСО 2017-1-2011 Вибрация и удар. Упругие системы крепления. Часть 1. Технические данные для применения систем виброизоляции от 16 ноября 2011 - docs.cntd.ru (дата обращения 24.09.2021).

48. ДВС: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для вузов / под ред. А.С. Орлина. - М.: Машиностроение, 1984. - 348 с.

49. Ден-Гартог Д.П. Механические колебания / Д.П. Ден-Гартог. - М.: Физматгиз, 1960. - 574 с.

50. Дизели ряда Ч 12/14 и дизель-генераторы: техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Внешторгиздат. - Изд. № 6579М. - 416 с.

51. Дизели: справочник / под ред. В.А. Ваншейдта [и др.]. - [3-е изд., перераб. и доп.]. - Л.: Машиностроение, 1977. - 480 с.

52. Дизель-генераторы типа ДГМ-100: руководство по эксплуатации. - Барнаул: Полиграфист, 1988. - 180 с.

53. Добрынин С.А. Частотно-временной анализ акустических сигналов звукового диапазона, генерируемых при трении стали Гадфильда / С.А. Добрынин, Е.А. Колубаев, А.Ю. Смолин, А.И. Дмитриев, С.Г. Псахье // Письма в журнал технической физики. - 2010. - Том 36, вып. 13. - С.47-53. - ISSN: 0320-0116

54. Евсеев В. П. Устройство для уменьшения вибрации и звукоизлучения корпуса судна при работе судовых механизмов: А.С. №573400 / В.П. Евсеев, В.С. Иванов, В.Ю. Кирпичников [и др] // Бюллетень изобретений. - № 35. - 1977. - 3с.

55. Елисеев С.В. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов: монография / С.В. Елисеев, Ю.Н. Резник, А.п. Хоменко, А.А. Засядко. - Иркутск: Иркутский государственный университет, 2008 - 523с.

56. Заявка №20211102414 Российская Федерация, МПК В63Н 21/30. Устройство для гашения механических колебаний: №20211102414; заявл. 02.02.2021. / Спиридонова А.Н.; заявитель Сибирский государственный университет водного транспорта.

57. Зинченко В.И. Снижение шума на судах / В.И. Зинченко, В.К. Захаров. - Л.: Судостроение, 1968. - 140 с.

58. Зинченко В.И. Шум судовых двигателей /В.М. Зинченко. - Л.: Судпромгиз, 1957. - 272 с.

59. Зуев А. К. Вынужденные колебания маятника с одной степенью свободы / А.К. Зуев // Дизельные энергетические установки речных судов: сборник науч-

ных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. -Новосибирск, 1999. - С. 71-72.

60. Зуев А.А. Исследование распределенных компенсаторов жесткости для виброизолирующих опор судовых дизель-генераторов специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Зуев Андрей Анатольевич ; Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2000. - 18 с.

61. Зуев А.А. Проблемы виброизоляции / А.А. Зуев, А.К. Зуев, В.А. Четверкин // Проблемы виброизоляции на судах: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2003. - С.43-55

62. Зуев А.К. Виброзащита низкочастотных колебаний машин / А. К. Зуев, А.М. Барановский // Вибрация и вибродиагностика. Проблемы стандартизации : тезисы третьей всесоюзной научно-технической конференции, Нижний Новгород. - Н.-Новгород, 1991. - С. 135-136.

63. Зуев А.К. Основные положения теории виброизоляции произвольных пространственных колебаний / А. К. Зуев // Снижение вибрации на судах : сборник научных трудов / Новосибирский институт инженеров водного транспорта. -Новосибирск, 1991.- С. 4-17.

64. Зуев А.К. Применение систем постоянного усилия / А.К. Зуев // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2011. - №2. - С. 170-175. -ISSN: 2071-3827

65. Зуев А.К. Синтез виброизолирующих подвесок судового энергетического оборудования : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Зуев Анатолий Кузьмич ; Ленинградский институт водного транспорта. - Спб., 1995. - 38 с.

66. Зуев А.К. Снижение инерционной составляющей сил, вызывающих вибрацию - актуальность проблемы, пути решения / А.К. Зуев, Ю.И. Ришко, Л.О. Соло-

вьева // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. - 2009. -№1. - С.200. - ISSN: 2071-3827

67. Зуев А.К. Уравновешивание двигателей внутреннего сгорания // А.К. Зуев, А.А. Зуев // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. - 2013. - №2. - С. 190. - ISSN: 2071-3827

68. Изак Г. Д. Шум на судах и методы его уменьшения / Г. Д. Изак, Э. А. Гомзи-ков. - М : Транспорт, 1987. - 303 с.

69. Истомин П.А. Динамика судовых двигателей внутреннего сгорания / П.А. Истомин. - Л.: Судостроение, 1964. - 312 с.

70. Карпова Н.И. Низкочастотные акустические колебания на производстве / Н. И. Карпова, Э. Н. Малышев. - М.: Медицина, 1981. - 168 с.

71. Клюкин И.И. Акустические измерения в судостроении. - [2-е изд., стер.] / И.И. Клюкин, А.Е. Колесников. - Л.: Судостроение, 1968. - 404 с.

72. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах / И.И. Клюкин. -Л.: Судостроение, 1971. - 416 с.

73. Клюкин И.И. О критериях виброизоляции и соотношениях между ними / Клюкин И.И. //Акустический журнал. - 1975. - №5. - С. 747-750

74. Клюкин И.И. Судовая акустика / И.И. Клюкин, А.А. Клещев. - Л.: Судостроение, 1982. - 144 с.

75. Колесников А.Е. Шум и вибрация / А.Е. Колесников. - Л.: Судостроение, 1988. - 248 с.

76. Краснов Ю.П. Номограмма для пересчета вибрационных уровней ускорения в амплитуды смещения / Ю.П. Краснов //Судостроение. - 1968. - №9. - С.57.

77. Лебедев О. Н. Судовые энергетические установки и их эксплуатация / О. Н. Лебедев, С. А. Калашников. - М. : Транспорт, 1987. - 336 с.

78. Лебедев О.Н. Совершенствование технической эксплуатации судовых дизельных энергетических установок: учебное пособие / О.Н. Лебедев и др. ; под ред. С. А. Калашникова. - Новосибирск : НИИВТ, 1993. - 356 с.

79. Левитская О.Н. Курс теории механизмов и машин: [Учебное пособие для мех. спец. вузов] / О. Н. Левитская, Н. И. Левитский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1985. - 279 с. - ISBN В пер. (В пер.) : 1 р.

80. Ливенцев Ф.Л. Силовые установки с ДВС / Ф.Л. Ливенцев. - Л.: Машиностроение, 1969. - 320 с.

81. Лойцянский Л. Г. Курс теоретической механики. В 2 томах. Т. 1. Статика и кинематика / Л. Г. Лойцянский, А. И. Лурье. - 8-е изд., перераб. и доп. - М. : Наука, 1982.- 352 с.

82. Ляпунов В.Т. Резиновые виброизоляторы: справочник / В.Т. Ляпунов, Э.Э. Лавендел, С.А. Шляпочников. - Л.:Судостроение, 1988. - 216 с.

83. Мажуга В.Д. Частота собственных колебаний дизель-генератора при параллельной работе с сетью / В.Д. Мажуга // Электричество. - 1934. - №6. - С. 1523.

84. Минасян М. А. Опыт создания и применения цилиндрических канатных виброизоляторов / М. А. Минасян, А. М. Минасян // Судостроение: Научно-технический и производственный журнал. - 2011. - № 6. - С. 42-46. -ISSN: 0039-4580

85. Михайлов В.С. Судовые электростанции и электродвижение судов / В.С. Михайлов, К.А. Чекунов. - Л.: Судостроение, 1973. - 216 с.

86. Мокровицкая Н.В Вибрация механизма для преобразования упора / Н.В. Мок-ровицкая, Ю.И. Ришко // Проблемы виброизоляции на судах: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2003. - С. 20-24

87. Мокровицкая Н.В. Стенд для испытания виброизоляторов / Н.В. Мокровицкая // Проблемы виброизоляции на судах: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2003. - С. 29-32

89. Никифоров А. С. Вибропоглощение на судах / А. С. Никифоров. - Л.: Судостроение, 1979. ,- 184 с.

90. Овсянников М.К. Судовые дизельные установки: справочник /М.К. Овсянников, В.А. Петухов. - Л.: Судостроение, 1986. - 424 с.

91. Патент 2043957 Российская Федерация, МПК6 B64G1/52, G01G21/24. Пространственная упругая подвеска прибора космического аппарата ": № 5020489; Заявл. 04.01.1992; Опубл. 20.09.1995 / И.И. Гернер, А.А. Гритчин, А.Г. Георги-ади, В.В. Романов, В.Л. Левтов, В.И. Гришин; Научно-производственное объединение «Композит».

92. Потянихин А.Н. Маятниковая жесткость пружинных подвесок / А.Н. Потяни-хин // Научные проблемы транспорта Сибири Дальнего Востока. - 2007. - №1.

- С.80-82. ISSN: 2071-3827

93. Потянихин А.Н. Проблемы снижения структурной вибрации речных судов / А.Н. Потянихин, М.К. Романченко // Судостроение, 2009. - №4 . - С. 48 - 49.

- ISSN: 0039-4580

94. Потянихин А.Н. Структура механизма подвески судового двигателя / А.Н. Потянихин // Сибирский научный вестник. - 2007. - Вып.Х. - С.57-59

95. Потянихин А.Н. Упругий материал для виброизолирующих конструкций / А.Н. Потянихин, М.К. Романченко/ Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия «Морская техника и технология». - 2009. -№1. - С. 72-75. - ISSN: 2073-1574

96. Потянихин А.Н. Шумоизолирующие опоры судовых двигателей / А.Н. Потянихин, М.К. Романченко //Вопросы эксплуатации судовой техники: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2011 . - С.52-54

97. Правила классификации и постройки морских судов. Часть VII механические установки : (НД № 2-020101-124) : утверждены Российским морским регистром судоходства : введены в действие 01.01.2020. - СПб: Российский морской регистр судоходства, 2020. — 107 с.

98. Романченко М.К. Система эффективной виброизоляции судовых механизмов : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки (главные и вспомогательные)" : диссертация на соискание ученой степени кандидата наук / Романченко Михаил Константинович; Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2007. - 131с.

99. Румянцев Н.И. Справочник корабельного инженера-механика / Н.И. Румянцев и др.; под ред. В.Г. Новикова. - М.: Воениздат, 1984. - 559 с.

100. Савельев И. В. Курс общей физики: Учебное. пособие. В 3-х томах. Т. 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц / И. В. Савельев. - 3-е изд., испр. — М.; Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 320 с.

101. Селезский А. И. Виброизоляция металлоткаными упругими элементами на судах / А. И. Селезский и др. // Судостроение за рубежом. -1985. - № 5. - С. 44-51.

102. Соркин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем / Е.С. Сорокин. - М.: Госстройиздат, 1960. - 131 с.

103. Спиридонова А.Н. Компенсатор веса в подвеске судового двигателя /А.Н. Спиридонова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. -2018. - №1. - С.128-131. - ISSN: 2071-3827.

104. Спиридонова А.Н. Методы стабилизации в подвеске нулевой жесткости / А.Н. Спиридонова, А.М. Барановский // Сибирский научный вестник. - 2020. -Вып. XXIV. - С.19-23

105. Спиридонова А.Н. Современные тенденции развития судовой виброзащиты / А.Н. Спиридонова, А.М. Барановский // Сибирский научный вестник. - 2020. -Вып. XXIV. - С.29-33

106. Спиридонова А.Н. Шум трения в опорах дизель-генератора / А.Н. Спиридонова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. - 2018. -№1. - С.126-128. - ISSN: 2071-3827

107. Справочник по судовой акустике. - Л.: Судостроение, 1978. - 504 с.

108. Стретт Дж. В. Теория звука: т.1,2 / В. Дж. Стретт. - М.: Гостехтеоретиздат, 1955. - 980 с.

109. Суднишников Б.В. Теорема о перемещении массы за время действия силы / Б.В Суднишников. - Механизация горных пород: сборник научных трудов; под ред. Г.В. Родионова / Горно-геологический институт. -Новосибирск, 1950

- С. 43-51

110. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер; перевод с английского Л. Г. Корнейчука под ред. Э. И. Григолюка. -М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.

111. Тихомиров Ю.Ф. Промышленные вибрации и борьба с ними / Ю.Ф. Тихомиров. - Киев: Техшка, 1975. - 180 с.

112. Федосеева М.А. Система защиты корпуса от шума и вибрации судовой энергетической установки : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки (главные и вспомогательные)» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Федосеева Марина Александровна; Сибирский государственный университет водного транспорта. - Новосибирск, 2016.

- 145 с.

113. Федосеева М.А. Уравновешенность современных судовых двигателей / М.А. Федосеева, А.М. Барановский // Современные проблемы теории машин : сборник научных трудов / Сибирский государственный индустриальный университет. - Новокузнецк, 2014. - С.10-11

114. Худяков С.А. Вибростойкость и конструирование упругих систем судовых энергетических установок : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки (главные и вспомогательные)» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Худяков Сергей Алексеевич; Сибирский государственный университет водного транспорта. - Новосибирск, 2016. - 298 с.

116. Щербакова О.В. Виброизоляция структурного шума на судах : специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки (главные и вспомогательные)» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Щербакова Ольга Валерьевна; Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2014. - 150 с.

117. Щербакова О.В. Защита объектов от структурного шума / О.В. Щербакова, М.К. Романченко // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. - 2010. - №1. - С. 137-139. - ISSN: 2071-3827

118. Щербакова О.В. Энергия поперечных колебаний пружин / О.В.Щербакова, М.К. Романченко // Снижение структурного шума и вибрации на судах: сборник научных трудов / Новосибирская государственная академия водного транспорта. - Новосибирск, 2012. - С.80-86

119. Allan Piersol Harris' shock & vibration Handbook. - 6th edition. / Allan Piersol, Thomas Paez. - New-York: McGraw-Hill Education, 2009. - 1168р. - ISBN 9780071633437

120. Ball G.L. Development of viscoelastic composition having superior vibration-damping capability / G.L. Ball, I.D. Salyer. - JASA, 1966. - № 4.

121. Bruel. P. Technical Reviews / Bruel. P, Kjaer K. - Copenhagen, 1962-1970.

122. Crede C. Vibration isolation / Crede C. -New York, 1952.

123. Cremer L. Calculation of sound propagation in structures / Cremer L. // «Acustica». - 1953. - №5.

124. New constant-force spring systems / E. Ungar, S. Pearson, B. Beranek. Inc. Newman. - Cambridge, Mass.

125. Nihon Kikai Gakkai / Japan Society of Mechanical Engineers. - 1993. - Т. 96. -№897. - с. 683-686. - Яп.

Приложение А - Акт внедрения ООО «ПБ Флагман»

V

ООО «ПБ Флагман»

i

И 630007, г. Новосибирск, ул. Пристанский пер. 5

ИНН/КПП 5407072015/540701001

р/с 40702810713000000525 в Ф-л Сибирский

ПАО Банка «ФК Открытие»

к/с 30101810250040000867, БИК 045004867

Тел. [phone]

8-969-228-61-97 □ E-mail: [e-mail]

Исх. № 5464 от 07.10.2021 г.

Акт внедрения

Комиссия, в составе Павла Борисовича Папушина и Романа Игоревича Лорай, рассмотрев материалы диссертации А.Н. Спиридоновой на тему «Виброзащита энергетического оборудования на основе системы постоянного усилия» и заслушав сообщение по материалам диссертации решила, что предложенный метод расчета виброизолирующей конструкции для судовой электростанции может быть использован при проектировании экспериментального комплекса противошумовых мероприятий на судах речного флота.

В основе конструкции использован компенсатор веса, работающий за счет сил трения в многодисковой фрикционной муфте. Расчетная мощность привода механизма виброизолятора не превышает 200 Вт/т. Габариты устройства не превышают размеров резинометаллических виброизоляторов типа АКСС-400. Конструкция механизма виброзащитной подвески обеспечивает полную развязку между дизель-генератором и судовым фундаментом в трех направлениях: поступательном вертикальном, вращательном вокруг оси коленчатого вала и вращательном вокруг горизонтальной поперечной оси. В поступательном поперечном, поступательном продольном и вращательном вокруг вертикальной оси имеется остаточная жесткость, при которой частота собственных колебаний вокруг вертикальной оси (рыскание) не превышают 9 Гц. В плоскости подвески частота ниже 3 Гц.

Заключение: рассмотренные технические решения представляют новое направление в защите от вибрации и требуют дальнейших исследований. Материалы диссертации могут быть использованы на отраслевом уровне в конструкторских бюро при npoei i.

Директор

^--7 А.А. Щученко

Приложение Б - Акт внедрения в учебный процесс

«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» канд. пед. наук

Т.И. Зайко 2022 г.

-Р.

■ ». 'А* V®"?. ' 'а с ■ V ' Л Л ' » « X

АКТ

о внедрении результатов диссертационно£Рработы

Настоящий акт подтверждает использование в учебно-исследовательском процессе результатов диссертационной работы Спиридоновой Анны Николаевны, выполненной в Сибирском государственном университете водного транспорта на тему «Виброзащита энергетического оборудования на основе системы постоянного усилия», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.5.20 -Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные). Диссертационная работа выполнена на кафедре «Теоретическая и прикладная механика» СГУВТ.

В диссертационном исследовании разработана методика расчета виброизолирующего крепления на основе системы постоянного усилия, позволяющая снизить вибрацию судового энергетического оборудования. С помощью численных методов можно проанализировать эффективность крепления и найти оптимальное отношение диаметров муфты.

Материалы работы использованы при обучении студентов бакалавриата, специалитета и аспирантуры в курсах следующих дисциплин: «Уравновешивание и виброзащита механизмов и машин судовой техники», «Защита от шума и вибрации», «Детали машин и основы конструирования», «Механика», «Прикладная механика». Результаты исследований применяются для разработки курса «Виброзащита судов».

Проректор по учебной работе СГУВТ к.э.н., доцент

Е.А. Григорьев