Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Улучшение виброакустических характеристик в кабинах стреловых кранов

Диссертация: Улучшение виброакустических характеристик в кабинах стреловых кранов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Таким образом, задача снижения шума и вибрации в кабинах стреловых кранов является актуальной научно-технической и социально-экономической задачей, решение которой позволит улучшить технические и эксплуатационные характеристики, а также условия труда крановщиков. Целыо работы является обеспечение безопасных условий труда операторов стреловых кранов по критерию выполнения предельных спектров… Читать ещё >

Улучшение виброакустических характеристик в кабинах стреловых кранов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Существующие исследования шума двигателей внутреннего сгорания
      • 1. 1. 1. Глушители шума выпуска, применяемые на двигателях внутреннего сгорания путевых и дорожно-строительных машин
      • 1. 1. 2. Звукоизолирующие капоты
      • 1. 1. 3. Акустические экраны
      • 1. 1. 4. Существующие методы расчета звукоизолирующих конструкций
    • 1. 2. Существующие теоретические исследования процесса шумообразования в кабинах мостовых кранов
      • 1. 2. 1. Зависимости уровней шума в кабине от акустического воздействия внутренних источников воздушного шума
      • 1. 2. 2. Зависимости структурного шума в кабинах кранов
      • 1. 2. 3. Влияние акустических характеристик внешних источников воздушного шума на формирование спектров шума в кабине мостового крана
    • 1. 3. Выводы по разделу. Цель и задачи исследования
  • 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМООБРАЗОВАНИЯ В КАБИНЕ СТРЕЛОВЫХ КРАНОВ
    • 2. 1. Влияние акустического излучения и вибраций ДВС на формирование спектров шума в кабинах стреловых крапов
    • 2. 2. Влияние акустического излучения рельсов на шумообразование в кабинах железнодорожных кранов
    • 2. 3. Теоретические исследования колебаний силового агрегата на примере ДВСЯМЗ
    • 2. 4. Теоретические исследования колебаний кабины на подвеске
    • 2. 5. Выводы по главе
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМА И ВИБРАЦИЙ В КАБИНАХ СТРЕЛОВЫХ КРАНОВ
    • 3. 1. Стандартизированные методы определения параметров вибрации
    • 3. 2. Стандартизированные методы определения параметров внутреннего шума
    • 3. 3. Критерии оценки виброакустических качеств
    • 3. 4. Оценка звукоизолирующих качеств панелей
    • 3. 6. Вибропередача в опорах кабин серийного исполнения
    • 3. 7. Особенности виброизоляции в опорах двигателя
    • 3. 8. Выводы по главе
  • 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА
    • 4. 1. Методика акустического проектирования кабин стреловых кранов
      • 4. 1. 1. Выбор методов минимизации целевой функции
      • 4. 1. 2. Алгоритм минимизации уровня структурного шума
    • 4. 2. Вибропередача в опорах кабины опытного исполнения
    • 4. 3. Влияние жесткости виброизоляторов на общую и локальную вибрацию
    • 4. 4. Увеличение звукоизоляции панелей кабин
    • 4. 5. Звукоизолирующие гофрированные рукава

Работы с кранами относятся к работам повышенной опасности. Аварии, возникающие при эксплуатации кранов, приводят к травматизму не только самих крановщиков, но персонала, находящегося в зоне действия кранов. По данным Ростехнадзора аварийность автомобильных кранов составляет 34%, пнев-моколесных — 11%, гусеничных — 3%, железнодорожных — 2%. Таким образом, аварийность стреловых кранов составляет 50%, а автомобильных и пневмоко-лесных — 45%. Причинами аварий являются не только нарушение условий эксплуатации кранов, но и утомляемость операторов, связанная, в первую очередь, с воздействием вибрации и шума.

Замеры шума и вибраций в кабинах стреловых кранов (с приводом от ДВС) показали, что уровни звука лежат в пределах 85−95 дБА, а уровни вибрации (на полу) — 100−116 дБ, что превышает предельно допустимые значения на 5−15 дБА и до 9 дБ (по уровням виброскорости).

Таким образом, задача снижения шума и вибрации в кабинах стреловых кранов является актуальной научно-технической и социально-экономической задачей, решение которой позволит улучшить технические и эксплуатационные характеристики, а также условия труда крановщиков.

Целыо работы является обеспечение безопасных условий труда операторов стреловых кранов по критерию выполнения предельных спектров вибрации и шума путем рационального выбора виброизолирующих характеристик опор кабины и ее звукоизолирующих характеристик.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ.

1. Закономерности шумообразования в кабинах стреловых кранов, формируемых воздействием акустического излучения элементов ДВС и рельс, а также струкгурного шума за счет вибропередачи в опорах ДВС и кабины.

2. Математические модели колебаний силового агрегата, кабины и акустического воздействия внешних источников на элементы ограждения кабины.

3. Аналитические зависимости для определения спектральных уровней вибрации и шума на рабочих местах операторов.

4. Результаты экспериментальных исследований виброакустических свойств кабины, эффективность средств виброизоляции силового агрегата и кабины.

5. Инженерные решения по обеспечению виброакустического комфорта в кабинах стреловых кранов.

Научная новизна заключается в следующем: дано новое решение актуальной научно-технической и социально-экономической задачи улучшения условий труда операторов стреловых кранов за счет обеспечения санитарных норм вибрации и шума в кабинахразработан единый методологический подход к построению математических моделей шумообразования в кабинах стреловых кранов, возбуждаемых воздействием вибраций и акустического излучения элементами силовой установки.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

•идентифицированы источники воздушного и структурного шума и выявлен их долевой вклад в формирование звукового поля в кабинах;

•разработаны практические рекомендации по снижению уровней шума в кабинах за счет рационального подбора виброизолирующих устройств силового агрегата и кабины, а также модернизации элементов ограждения кабины для повышения их акустической эффективности.

На ОАО «Роствертол» внедрены мероприятия по снижению шума в кабинах стреловых кранов за счет повышения звукопоглощающих, звукоизолирующих и вибропоглощающих свойств элементов ограждения кабин кранов.

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна в журнале, входящем в «Перечень ведущих научных журналов и изданий».

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 107 наименований, имеет 56.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Конечные результаты работы можно представить следующими основными выводами:

1. Установлено, что уровни шума в кабинах стреловых кранов и уровни вибраций на сидении оператора и на руле превышают санитарные нормы.

2. Выявлены основные закономерности формирования звукового поля в кабинах, определяемые, в первую очередь, акустическим излучением силовой установки и структурной долей шума, возбуждаемого вибрациями двигателя и передаваемыми на элементы ограждения кабины.

3. Установлено, что элементы ограждения кабины обладают недостаточной звукоизолирующей способностью, а серийные виброопоры — недостаточной виброизоляцией.

4. Разработана модель шумообразования в кабине, учитывающая различные пути проникновения шума и одновременное воздействие структурного и воздушного шума со стороны силовой установки.

5. Получены аналитические зависимости для расчета спектров шума в кабине, учитывающие виброакустические характеристики силовой установки.

6. Исследования по определению качества виброизолирующей подвески кабины позволили установить, что она работает неэффективно в диапазоне частот от 30 Гц до 125 Гц, что обуславливает и высокие уровни виброускорения на полу, сидении и элементах управления, в частности, на рулевом колесе. Теоретические исследования указывают на избыточную жесткость виброизоляторов в опорах, что приводит к недопустимому росту значений частот собственных колебаний кабины (до 43 Гц). Полученные рекомендации по изменению жесткости виброизоляторов свидетельствуют о необходимости изготовления опытных виброизоляторов с уменьшенной жесткостью.

7. Разработана методика акустического проектирования кабин стреловых кранов, возможность использования которой для практического применения подтверждена сходимостью теоретических и расчетных уровней шума.

8. Разработаны и внедрены практические рекомендации по снижению уровней вибрации и шума в кабинах на рабочих местах крановщиков до предельно-допустимых значений. Эффективность в снижении виброакустических характеристик достигнута путем обеспечения требуемых значений виброизоляции опор кабины и ее звукоизолирующих характеристик. Экономический эффект от внедрения составляет 65 тыс. на одного крановщика (в ценах 2009 г).

Показать весь текст

Список литературы

  1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Госгортехнадзор России. — М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 1998. — 32 с.
  2. Информационный бюллетень Госгортехнадзора России. — М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность», Вып. № 1(4), 2003. 80 с.
  3. А.А. Методологические основы оценки, прогнозирования и управления промышленной безопасностью подъемных сооружений: Дисс. докт. техн. наук. Новочеркасск: НГТУ, 1997. — 234 с.
  4. B.C. Оценка безопасности при эксплуатации кранов мостового типа: Дисс. канд. техн. наук. — Новочеркасск: НГТУ. — 1998. — 153 с.
  5. А.А., Логвинов А. С., Павленко А. Н., Хальфин М. Н. Техническая экспертиза аварии мостового крана. Новочеркасск: НПИ, 1993. — С. 7. Деп в ВИНИТИ 14.05.93, № 1279-В-93.
  6. С.В. Прочность элементов конструкций в статистическом аспекте и оценка их эксплуатационной надежности // Надежность и долговечность машин и оборудования. -М.: Изд-во стандартов, 1972. С. 136−146.
  7. Ю.А., Решетов А. С., Ефимепко В. И. и др. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 1997, № 2. — С. 46−56.
  8. А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. -М.: Стройиздат, 1978. -238 с.
  9. РД 08−120−96. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов. -М.: Госгортехнадзор России, 1996. 12 с.
  10. М.Н. Определение напряжений, возникающих в проволоках при изгибе каната // Подъемно-транспортное оборудование. — Киев. 1985. -№ 16.-С. 64−68.
  11. М.Ф. Стальные подъемные канаты. — Киев: Техника, 1966. — 323 с.
  12. А.П., Лысяков А. Г. Мостовые краны общего назначения. -М.: Машиностроение, 1980. 304 с.
  13. СТО 24.09−5821−01−93. Краны грузоподъемные промышленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций. М.: Изд-во стандартов, 1993.
  14. Л.А., Зарецкий А. А. и др. Башенные краны. — М.: Машиностроение, 1979. 292 с.
  15. Н.П. Металлические конструкции. Современное состояние и перспективы развития. М.: Стройиздат, 1983. — 543 с.
  16. .В., Кох П.И. и др. Мостовые перегружатели. — М.: Машиностроение, 1974. — 224 с.
  17. Справочник по кранам. В 2 т. Под общ. ред. М. М. Гохберга. Л.: Машиностроение, 1971. Т.1.-400 с.
  18. М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. Изд. 3-е, доп. и переработ. Л.: Машиностроение, 1976. — 456 с.
  19. В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1984. 312 с.
  20. В.В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990.-448 с.
  21. В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. — Л.: Машиностроение, 1978. — 232 с.
  22. В.И., Семенов JI.H. Надежность подъемно-транспортных машин: Учебное пособие. Л.: Машиностроение, 1986. — 183 с.
  23. В.И., Тер-Мхитаров М.С. Системные методы расчета грузоподъемных машин. —Л.: Машиностроение, 1985. 181 с.
  24. Д.П., Николаев С. Н. Надежность строительных машин и оборудования: Учебное пособие для студентов вузов. — М.: Высш. школа, 1979.- 400 с.
  25. К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. Перев. с англ. М.: Мир, 1980. — 604 с.
  26. Н.С., Беленя Е. И., Ведеников Г. С. и др. Металлические конструкции. Специальный курс. М.: Стройиздат, 1965. — 547 с.
  27. В.П., Махутов IT.А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин конструкций на прочность и долговечность. — М.: Машиностроение, 1985. — 224 с.
  28. NASG/B Nr 6−95Е Pr EN 1050 (NASG/GA 0 Nr 27−96Е). Европейский стандарт. Безопасность машинного оборудования — Принципы оценки риска.- Брюссель, 1996. 22 с.
  29. В.И. Расчет надежности и выносливости крановых деталей / Труды ЛИВТ. Вып. 76, 1964. С. 5−16.
  30. С.А. Методические основы прогнозирования долговечности металлических конструкций грузоподъемных машин: Автореф. дис. докт. техн. наук. СПб, 1995. — 32 с.
  31. В.И. и др. Исследование и разработка методов повышения качества портовых портальных кранов: Отчет о НИР № ГР 6 007 817. Инв. № Б755 482. Л.: ЛИВТ, 1978. — 133 с.
  32. С.А. Статистическая динамика и надежность подъемно-транспортных машин: Учебное пособие. Свердловск: Изд-во УПИ, 1987. — 86 с.
  33. В.Н. Диагностирование металлоконструкций портовых перегрузочных машин. -М.: Транспорт, 1987. 176 с.
  34. В.Н., Мошкарев Г. Н. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1984.-232 с.
  35. М.В. Методика диагностирования заклепочных соединений металлоконструкций грузоподъемных кранов / Сб. ст. науч.-практ. конф. АГТУ. Астрахань: Изд-во АГТУ. — 1997. — С. 412.
  36. Н.Н., Дмитриев М. В. Технология сварочных процессов при изготовлении и ремонте металлоконструкций ПТМ. Учебное пособие. -Астра-хань: Изд-во АГТУ. 2000. — 159 с.
  37. М.В. Профессиональная культура — теоретический аспект / Тезисы докладов XXXII научной конференции студентов и молодых ученых ВУЗов Южного федерального округа, январь-март 2005 г. В 2-х частях. — Крас-нодар: КГУФКСТ. 2005. — Часть 1. — С. 214.
  38. Е.В., Дмитриев М. В. Профессиональная культура инженера социальный аспект / Тр. Всеросс. науч.-практ. конф. «Транспорт-2005», май 2005 г. в 2-х частях. — Ростов н/Д: РГУПС. — 2005. — Часть1. — С. 115 117.
  39. Е.В., Дмитриев М. В. Мировоззренческая ответственность преподавателя высшей школы / Тр. междунар. науч.-практ. Интернет-конференции «Преподаватель высшей школы в XXI веке». Сборник 3. Ростов н/Д: РГУПС. — 2005. — С. 23−25.
  40. И.И., Дмитриев М. В., Логвинов А. С. Прогнозирование рисьса. отказов мостовых кранов, связанных с условиями эксплуатации // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион, техн. науки. 2008. — № 4. — С. 110−115.
  41. С.А. Закономерности формирования спектров шума в кабинах мостовых кранов от воздействия источников воздушного шума / С. А. Раздорский, И. Е. Вилинов // Вестник ДГТУ. 2008. — Т.8. № 4(39). — С. 492 499.
  42. С.А. Методика расчета структурного шума в кабине Постового крана / С. А. Раздорский // Известия института управления и инноваций авиационной промышленности. «Известия ИУИ АП». 2009. — № 1−2. -С. 3−7.
  43. С.А. Определение и расчет структурного шума в кабинах мостовых кранов / С. А. Раздорский // Вестник ДГТУ. 2009. — Т.9. № 1(40). -С. 91−97.
  44. Н.И., Никифоров А. С. Основы виброакустики. -СПб.: Политехника, 2000. 482 с.
  45. Н.И., Никифоров А. С. Основы виброакустики. -СПб.: Политехника, 2000. 482 с.
  46. Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: учебник. -М.: Университетская книга, Логос, 2008. 424 с.
  47. Tholen P. Schallschutzmapnahmen beim Einbau von Verbrennungs motoren in Baumaschinen. Haus Techn. 1970. S. 56−58.
  48. Мероприятия по снижению шума от строительных машин. ЦНИИС Госстроя СССР. Обзор. -М.: 1976. 48 с.
  49. Pierre L. Physigue de base de l’insonorisation / Ing. Autmod. 1973. Nr. 8−9. P. 465−481.
  50. Справочник по технической акустике / Под ред. М. Хекла и Х. А. Мюллера: Пер. с нем. -Л.: Судостроение, 1980. 440 с.
  51. Munjal M.L. Acoustics of Ducts and Mufflers. N. Y.: Wileyenters-science, 1987.- 328 p.
  52. P.H. Теория и синтез глушителей для впускных и выпускных систем двигателей внутреннего сгорания: Дис.. д-ра техн. наук. Тольятти, 1982. — 333 с.
  53. Sullivan I.W. Modelling of Exhaust System Noise // Symposium on Noise and Fluids Engineering, New York, 1977. P. 103−104.
  54. Young C.I.I., Crocker M.J. Prediction of Transmission Loss in Mufflers by Finiti-Element Method // JASA. 1975. — 57. — N 1. — P. 144−148.
  55. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Л.Г. Бали-шанская, Л. Ф. Дроздова, Н. И. Иванов и др. Под ред. Н. И. Иванова. —СПб.: Политехника, 1992. 365 с.
  56. Fukuda М. Noise Reduction by Means of Enclousure // Technol. Repts Jamaguchi Univ. 1987. — Vol. 2. — N 2. — P. 83−92.
  57. H.C. Применение звукоизолирующих капотов в машинном помещении // Борьба с шумом, вибрацией и акустическим загрязнением окружающей среды в строительстве и промышленности строительных материалов. Л.: ЛДНТП, 1987. — С. 82−86.
  58. Л.Ф. Капоты силовых установок как средство ближней звукоизоляции источников шума // Методы и средства снижения шума мелиоративных машин. Сер. 5, 6. — Вып. 3. — М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1984. -С. 22−33.
  59. Spata В. Vlonzy utlum zvohoizolacnich fruty v zavislosti na provedeny sten a tvary kruty // Technicky sbornik VU CKD. 1976. — N 31. — C. 28−38.
  60. Г. М. Экспериментальное исследование звукоизоляции оболочек различной формы // Акустический журнал. 1982. — Т. 28.5. — С. 696−697.
  61. И.И. Об оценке эффективности звукоизолирующих кожухов для механизмов и о некоторых способах ее увеличения // Тр. ЛЭТИ. 1966. -№ 68. — С. 264−275.
  62. Н.И., Дроздова Л. Ф. К расчету звукоизолирующих капотов, устанавливаемых на самоходные и передвижные машины // Тр. ЛИИЖТа. -1977.-Вып. 48.-С. 57−74.
  63. Jackson R.S. The Performance of Acoustic Hoode at Low Frequencies // Acoustica. 1962. — Vol. 12. — N 3. — P. 139−152.
  64. Junger M.C. Sound Transmission Through an Elastic Enclousure Acoustically Compeled to a Noise Sourse //ASME Paper. 1970. — N 70-WA/DE. — 12. — P. 352−357.
  65. Ver L.L. Reduction of Noise by Acoustic Enclousures. Isolation of Mechanical Vibration Impact and Noise (J.C.) // ASME Design Engineering Technical Conference, Cincinnati, Ohio, 1973, Sept. Cincinnati, 1973. — P. 130−136.
  66. Tweed L.W., Tree D.R. Three Methods for Predicting the Insertion Loss of Close-Fitting Acoustical Enclousures //Noise Control Eng. 1978. — March-Apr. -P. 225−238.
  67. Maelcawa Z. Noise Reduction by Distance from Sources of Various Shapes //Applied Acoustics. 1970. — Vol. 3. — N 3. — P. 225−238.
  68. Справочник проектировщика. Защита от шума / Под ред. Е. А. Юдина. М.: Стройиздат, 1974. — 134 с.
  69. В.М. Интенсификация теплообмена в судовых установках. Л.: Судостроение, 1969. — 324 с.
  70. Kurze U.J. Noise Reduction by Barriers // J. Acoust. Soc. of Amer. 1974. -Vol. 55. -N3. — P. 504−508.
  71. Градостроительные меры борьбы с шумом / Г. М. Осипов и др. М.: Стройиздат, 1975. — 215 с.
  72. Е.П., Денисенко В. И., Пилипенко А. П. Борьба с шумом в населенных местах. Киев: Будивельник, 1981. — 144 с.
  73. Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Г. Л. Осипова и Е. Л. Юдина. М.: Стройиздат, 1987. — 558 с.
  74. Kurze U.J., Anderson G.A. Sound Attenuation by Barriers // Appl. Acoust. -1971.-N4.-P. 35−53.
  75. Maelcawa Z. Noise Reduction by Screen of Finite Size // Mem. Fac. Eng., Kobe Univ. 1966. -P. 1−12.
  76. E. Основы акустики: В 2 т. М.: Мир, 1976. — Т. 1: 520 е.- Т. 2: 542 с.
  77. Э.А., Изак Г. Д. Проектирование противошумового комплекса судов. Л.: Судостроение, 1981. — 184 с.
  78. Методы и средства снижения шума мелиоративных машин / Л. Ф. Дроздова, Н. И. Иванов, Б. А. Кришневский, М. М. Самойлов. М.: ЦНИИТ-ЭИСтроймаш, 1984. — 70 с.
  79. Motorazy Fukuda. Theory of Noise Reduction / Intern. Combust. Engine. 1974. V. 13. Nr. 8.
  80. Rentzsch M. Einflup von Larm auf die Leistungsparame ter des systems (3 «Mensch-Maschine». Dresden, 1974. Ills.
  81. Riemens S. Geluidhinder bij bouwmachines / Baumaschines. 1979. Nr. 10. S. 24−27.
  82. Romacher В., Sierung H. Larmbekampfung bei Baumaschinen / VDI-Z. 1969. Nr. 13. S. 1−72.
  83. C.H. Курс лекций по теории звука. — М.: Изд-во МГУ, 1960. -335 с.
  84. А.Н. Теория и методы акустических расчетов и проектирования технологических машин для механической обработки. Ростов н/Д: Изд. Центр ДГТУ, 2004. — 152 с.
  85. Н.И., Никифоров А. С. Основы виброакустики. -СПб.: Политехника, 2000. 482 с.
  86. Л.П., Гужас Д. Р. Звукоизоляция в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1990. — 256 с.
  87. А.С. Акустическое проектирование судовых конструкций: Справочник. Л.: Судостроение, 1990. — 200 с.
  88. Е.Б. Теоретическая оценка структурного шума в кабинах кранов / Е. Б. Смирнов // Известия института управления и инноваций авиационной промышленности. «Известия ИУИ АП». 2007. — № 1−2. — С. 7−14.
  89. Е.Б. Закономерности шумообразования в кабинах стреловых кранов / Е. Б. Смирнов // Инновационные технологии в машиностроении: Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. в рамках промышленного конгресса Юга
  90. России. Ростов н/Д: Выставочный центр «ВертолЭкспо», 2008. — С. 2. ~JL 218.
  91. Е.Б. Теоретическое исследование шумообразования внах стреловых кранов, обусловленного воздействием двигателя внутренхзЕК^хчз сгорания / Е. Б. Смирнов // Вестник ДГТУ. 2009. — Т9. — № 1 (40). — С. 101.
  92. В.Е. Виброакустика автомобиля. М.: Машинострос 1988. — 139 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!