Введение к работе
Актуальность темы. Вибрация и структурный шум судовых механизмов наиболее неприятен для экипажа. На 80% судов уровни шума в жилых помещениях судов превышают допустимые пределы. По своей природе это структурный шум. Сложная ситуация в области виброзащиты сложилась на судах речного флота из-за того, что традиции проектирования сформировались на тяжелых тихоходных двигателях, которые уступили место легким автотракторным моторам. Поэтому шум и вибрация стали проблемой практически на всех судах.
В современном судостроении вопросы снижения вибрации занимают определённое место в науке и практике. Основным направлением является виброизоляция главного и вспомогательного двигателя на основе резинометаллических опор, эффективность которых принципиально ограничена. Предлагаемая в данной работе система позволяет решить задачи проектирования на новом уровне.
Необходимость детальной проработки множества теоретических и практических вопросов, а также проведения натурных исследований делают тему работы актуальной.
Цель работы заключалась в проведении научных исследований от идеи до практической реализации для существенного снижения шума и вибрации на судах речного флота.
Задачи исследования. Провести анализ современных виброзащитных систем и причин их недостаточной эффективности. Выяснить основные проблемы традиционных систем виброзащиты. Оценить эффективность принципов совершенствования судовой виброизоляции. Выбрать оптимальное направление исследований. Разработать методику проектирования упругих элементов. Провести экспериментальные исследования системы виброизоляции.
Методика исследования. Работа велась по двум направлениям. Экспериментальная часть включала исследования различного уровня, от простейших качественных экспериментов до количественных оценок изучаемых явлений, включая натурные эксперименты на промышленных объектах. Теоретическая часть включала разработку математических моделей и их экспериментальную проверку. Методика исследований предполагала чередование теоретического и экспериментального направлений с целью их взаимной корректировки. В ходе исследований применялись современные математические методы и моделирующие программы для ЭВМ, а также принятые в данной области исследований приборы и инструменты.
Научная новизна работы состоит в объяснении повышенной эффективности виброзащитных опор с распределенными параметрами. Выдвинутые гипотезы о совместном действии множества упругих элементов получили теоретическое и экспериментальное обоснование. Исследованы и объяснены особенности работы упругих элементов в подвеске судовых механизмов. Создана математическая теория расчета предварительно нагруженных винтовых пружин.
Практическая ценность работы заключается в методике расчёта и проектирования опор с распределенными параметрами для виброизоляции судовых механизмов. Установленные на судах опоры с распределенными параметрами в процессе эксплуатации дали материал для практического совершенствования методов расчета, проектирования и совершенствования системы виброизоляции. Установлено снижение уровней шума и вибрации в помещениях судов в два – три раза, а в проблемной для речного судостроения области частот 250 Гц получено шестикратное снижение уровня при сравнении с резинометаллическими виброизоляторами.
Реализация работы. Результаты исследований реализованы в ряде современных разработок в проектно-конструкторском бюро ЗАО «ИЦС» Новосибирск; ОАО «Самусьский судостроительно-судоремонтный завод» на судах проекта 105.05; в судоходной компании СКС-Инвест на судне проекта 7.03 «Русич».
Материалы диссертации используются в учебном процессе Новосибирской государственной академии водного транспорта.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на технических конференциях и международных семинарах. II Международный научно-технический семинар «Исследование, проектирование и эксплуатация судовых ДВС», СПГУВК, Санкт-Петербург, 2007; Международной конференция по теории механизмов и машин КубГТУ к 100-летию И.И. Артоболевского, Краснодар, 2006.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 работ, в т.ч. заявка на изобретение.
Объём работы. Основное содержание диссертации изложено на 125 стр., иллюстрировано 62 рисунками и приложениями. Список литературы содержит 131 наименование.
Автор благодарен за методическую и техническую помощь в работе д.т.н., профессору А.К. Зуеву и д.т.н., профессору С.П. Глушкову.
