- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
- •«Наземные транспортно-технологические комплексы»
- •Введение
- •Характеристики сил в механизмах
- •1.1. Движущие силы
- •. Силы сопротивления
- •. Силы трения
- •. Силы упругости
- •. Импульсные и ударные силы
- •2. Уравнения движения механизмов
- •2.1. Число степеней свободы
- •2.2. Жесткость
- •2.3. Уравнения движения механической системы с одной степенью свободы.
- •2.4. Кинематика гармонического движения
- •2.5. Учет массы пружины
- •2.6. Вынужденные колебания
- •2.7. Резонанс
- •2.8. Кинематическое возбуждение
- •2.9. Инерционное возбуждение
- •2.10. Экспериментальное определение собственной частоты
- •2.11. Сложное (полигармоническое) возбуждение
- •2.12. Круговые колебания. Критическая частота вращения вала
- •2.13. Различные виды трения при колебаниях
- •3. Колебания системы с двумя степенями свободы
- •3.1. Собственные колебания
- •3.2. Вынужденные колебания
- •4. Вибрация и способы ее снижения
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные конструкционные особенности зтм.
- •4.3. Общая характеристика источников виброакустической энергии
- •4.4. Методы и средства снижения виброакустической энергии
- •5. Виброизоляция
- •5.1. Линейный виброизолятор
- •5.2. Виброизоляция при ударном воздействии
- •5.3. Виброизоляция при случайном воздействии
- •6. Динамическое гашение колебаний
- •6.1. Пружинный динамический гаситель
- •6.2. Динамический поглотитель колебаний
- •6.3. Динамический поглотитель колебаний крутильной системы
- •6.4. Ударные гасители колебаний
- •7. Уравновешивание механизмов и машин
- •7.1. Общие сведения об уравновешивании
- •7.2. Уравновешивание вращающегося тела
- •8. Вибропоглощение
- •8.1. Природа и характеристики потерь колебательной энергии в твердых телах
- •8.2. Расчет вибропоглощающих покрытий и конструкций
- •8.3. Конструкционные материалы с большими внутренними потерями
- •9. Характеристики вибрации, определяющие ее действие
- •9.1. Показатели интенсивности вибрации
- •9.2. Показатели спектрального состава вибрации
- •9.3. Допустимые значения уровней вибрации
- •Определение коэффициентов передачи при виброизоляции
- •9.5. Пассивная и активная виброизоляция сиденья самоходной машины
- •9.6. Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей
- •10. Теория и практика борьбы с шумом
- •10.1. Актуальность проблемы борьбы с шумом
- •10.2. Перспективы борьбы с шумом
- •10.3. Основные понятия и определения
- •10.4. Излучение и распространение звука
- •10.5. Распространение звука в помещении
- •10.6. Поглощение, отражение и прохождение звука
- •10.7. Интерференция звука
- •10.8. Дифракция звука
- •11.1. Характеристика шума
- •11.2. Спектральные и временные характеристики шума
- •11.3. Сложение шума двух и более источников
- •11.4. Перевод узд в уз
- •11.5. Вычитание уз (узд)
- •11.6. Расчет эквивалентного уз
- •11.7. Нормы шума на рабочих местах
- •11.8. Технические нормы шума машин
- •11.9. Нормирование ультразвука и инфразвука
- •12. Источники шума
- •12.1. Классификация
- •13. Механический шум
- •13.1. Зубчатые передачи
- •13.2. Подшипники
- •13.3. Роторы
- •13.4. Кулачковые механизмы
- •14. Аэродинамический шум
- •14.1. Шум струи
- •14.2. Шум вентиляторов
- •15. Гидродинамический шум
- •15.1. Источники шума
- •15.2. Шум гидронасосов
- •16. Электромагнитный шум
- •16.1. Электрические машины
- •16.2. Трансформаторы
- •17. Расчет звука в помещении от наружнего источника
- •17.1. Расчет структурного звука
- •17.2. Расчет эффективности звукоизолирующего капота
- •18. Характеристики шума в кабинах строительных
- •18.1. Характеристики внешнего шума
- •18.2. Снижение шума в кабинах. Методы и средства
- •18.3. Звукоизоляция и звукопоглощение
- •18.4. Виброизоляция и вибродемпфирование
- •18.5. Снижение внешнего шума
- •18.6. Глушители шума выпуска отработавших газов двигателей
- •Часть четвертая
- •19. Задачи и методы прогнозирования
- •19.1. Системный анализ
- •19.2. Математическая модель виброакустического процесса
- •19.3. Используемые конечные элементы
- •Формирование топологии и базы исходных данных
- •20.1. Топология и физико-геометрические характеристики элементов конструкции машины1
- •20.2. Аппроксимация конечными элементами колесного погрузчика
- •20.3. Сопоставление результатов численных исследований (мкэ)
- •20.4. Определение вклада воздушного и структурного шума
- •Виброакустические исследования дорожного
- •21.1. Топология дорожного снегоочистителя типа дэ-2101
- •Анализ результатов численных исследований мкэ виброакустического процесса на снегоочистителе
- •Первая часть:
- •Второй часть:
- •Третья часть:
- •Четвертая часть
- •Приложения
- •И их значений в м/с и м/с2 соответственно
- •Сведения об авторе
- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
16.2. Трансформаторы
Шум трансформаторов определяется магнитострикционным эффектом: сердечник трансформатора постоянно изменяет свою длину под действием периодически меняющейся магнитной индукции. Возникает звуковая вибрация сердечника, которая через масло передается на корпус, и излучается магнитострикционный шум (рис. 16.2), при этом спектр его имеет ярко выраженный низкочастотный характер («гудение»).
Излучаемый уровень корректированной звуковой мощности может быть определен следующим образом (в дБА):
, (16.1)
где LVA – скорректированный по шкале «А» шумомера уровень виброскорости (рис. 16.3);
l и S0 – длина и площадь сердечника соответственно; j – коэффициент излучения.
Снижение шума сердечника трансформатора (на 3-4 дБА) достигается при использовании листов железа с повышенным (до 6 %) содержанием кремния, что ослабляет магнитострикционный эффект. Целесообразно уменьшать передачу вибрации путем виброизоляции сердечника с помощью стальных пружин. Снижение шума в случае применения комплекса мер достигает 10 дБА, при этом шум трансформаторов не превышает 70-80 дБА.
Рис. 16.2. Распространение звука, возникающего в сердечнике трансформатора:
1 – сердечник; 2 – масло; 3 – стенка бака; 4 – схематическое изображение звуковой вибрации;
5 – демпфирующий мостик
Рис. 16.3. Зависимость среднего уровня виброскорости LvA сердечника
из трансформаторного железа от магнитной индукции В
Контрольные вопросы
Причины возникновения электромагнитного шума.
Что такое магнитострикционный эффект?
Источники электромагнитного шума.
Какие способы снижения шума используются в электромашинах и трансформаторах?
17. Расчет звука в помещении от наружнего источника
Интенсивность падающего на закрытый проем звука (рис. 17.1) имеет вид
, (17.1)
где R – расстояние от источника шума до проема.
Примем Ω = 4π. Акустическая мощность, излучаемая проемом в помещение, запишется так:
, (17.2)
где τпр – коэффициент звукового проема, Sпр – его площадь.
Рис. 17.1. Схема проникновения звука от наружнего источника в помещение:
1 – источник шума; 2 – закрытый проем (остекление); 3 – помещение; 4 – расчетная точка
Интенсивность звука, проникающего в помещение:
. (17.3)
Подставив (17.1) и (17.2) в (17.3), получим
. (17.4)
После логарифмирования обеих частей (17.4) находим:
. (17.5)
где ЗИпр – звукоизоляция проема; 10 lg π = 5 дБ, R0 = 1.
17.1. Расчет структурного звука
В качестве примера рассмотрим образование структурного звука элементами ограждения кабины транспортного средства от источника шума – двигателя внутреннего сгорания, установленного на одной раме с кабиной.
На рис. 17.2 схематически показано проникновение шума в кабину через ее ограждающие конструкции воздушным путем (от корпуса ДВС через стенки звукоизолирующего капота и от выпуска отработавших газов ДВС), а также образование шума в кабине в результате передачи вибрации от ДВС (через его виброизоляторы на раму и далее через виброизоляторы кабины) на ее ограждающие конструкции. Шум, возбуждаемый в результате вибрации ограждающих конструкций, называется структурным звуком.
Рис. 17.2. Схема расчета структурного звука на транспортных машинах:
I – воздушный звук; II – структурный звук; 1 – рама; 2 – звукоизолирующий капот;
3 – ДВС; 4 – виброизоляторы ДВС; 5 – выпуск ДВС;
6 – звукоизолируемая кабина; 7 – виброизоляторы кабины
Шум в кабине представляет собой сумму воздушной и структурной составляющих:
Lкаб = 10 lg (100,1Lстр + 100,1Lв), (17.6)
где Lв – вклад воздушного звука от корпуса и выхлопа ДВС, Lстр – вклад структурного звука.
Структурная составляющая звука в кабине определяется путем суммирования вкладов всех излучающих звук конструкций:
, (17.7)
где Lстр i – уровень звука, излучаемого i – й ограждающей поверхностью кабины; n – число таких поверхностей (стены, потолок, пол и т.д.)