Разработка управляемой виброгасящей системы для подвесок судовых двигателей

• Автор: Жаров, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1. ОБЗОР, АНАЛИЗ И ОЦЕНКА СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИЙ

1.1 Особенности возникновения вибрации на судах

1.2 Общие методы борьбы с вибрацией

1.3 Виброзащитные системы на базе управляемых динамических гасителей колебаний

1.4 Классификация нерегулируемых динамических гасителей колебаний

1.5 Выбор пассивного устройства для управляемой виброзащитной системы

1.6 Выводы по главе. Постановка задачи и цели исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ

2.1. Классификация сил, действующих на систему

2.2 Вынужденные колебания виброизолирующего механизма с учётом сил трения

2.3 Определение оптимальных параметров системы

2.4 Исследование динамических режимов системы
2.5 Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЕНЯЕМОГО ВИБРОЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ
3.1 Анализ методов регулирования частотной настройки ДГК
3.2 Разработка способа частотной настройки виброзащитной системы на базе ^ ДГК
3.3 Определение законов управления подвеской ДГК
3.4 Анализ устройств, корректирующих жёсткость упругого подвеса
3.5 Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ДИНАМИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ
4.1 Описание принципиальной схемы установки для проведения исследований
4.2 Методика проектирования управляемого ДГК
4.2.1 Определение основных параметров ДГК
4.2.2 Расчёт электромагнитного устройства
4.3 Лабораторные испытания виброзащитной системы на базе управляемого динамического гасителя колебаний
4.4 Заводские испытания виброзащитной системы на базе управляемого динамического гасителя колебаний
4.6 Судовые испытания виброзащитной системы на базе управляемого динамического гасителя колебаний
4.5 Направление дальнейших исследований
4.7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Вредное воздействие вибрации на механизмы и человека разработчики судов стали учитывать начиная лишь с конца 19-го столетия. Французская книга по проектированию морских судов (Theorie de Navir), опубликованная в 1894 году, содержала данные о судовой вибрации, описывая возникновение данного феномена, как результат вращения двигателя. Медленно вращающиеся винты, которые использовались в то время, имели несколько лопастей на валу, что в совокупности и стало причиной низкочастотных колебаний.
Вибрация определяется как колебания относительно небольшой амплитуды вокруг состояния покоя. Она возникает в результате воздействия на упругие системы периодических возмущающих сил. Проявление вредного воздействия вибрации весьма многообразны - от негативного влияния на организм человека до нарушения режимов работы установок и механизмов и выхода их из строя. Поэтому большое значение в современной технике и, особенно в судостроении, имеют методы защиты человека и конструкций, подверженных влиянию вибрации.
Существующие методы виброзащиты разнообразны, и выбор того или иного способа в значительной мере определяется характером источника вибрации. В качестве таковых источников могут выступать как природные явления (ветер, волны на поверхности воды), так и собственно работающие механизмы. Причём с повышением мощности, производительности и скорости машин вредное воздействие порождаемой ими вибрации возрастает.
Так как в большинстве рассмотренных случаев оказать значительное влияние на источник вибрации невозможно, то приходится применять в целях виброзащиты различные технические устройства, снижающие колебания объекта защиты или усилия, передаваемые на основания.
Одним из наиболее перспективных направлений в виброзащите является применение управляемых динамических виброгасителей.

том динамического гашения, когда колебания основной массы полностью га-

сятся с помощью некоторой вспомогательной малой массы при парциальной частоте гасителя, равной частое возбуждения. Амплитуда колебаний самого гасителя при этом отлична от нуля и конечна. Здесь необходимо отметить, что любой реальный ДГК (нерегулируемый, пассивный, т. е. без внешнего источника энергии) не позволяет получить абсолютного виброгашения, т. е. подавления амплитуды колебаний до нуля. Дело в том, что в реальной систеФ' ме всегда присутствуют потери на трение. Следовательно, никогда нельзя достичь абсолютной противофазности движения гасителя по отношению к колебаниям внешней силы, а поскольку имеется сдвиг фаз и значения внешней силы и перемещения гасителя принимают свои максимальные значения в разное время, то существует остаточная амплитуда объекта виброзащиты, которую для оптимального случая согласно /12/ можно оценить как
где Р — амплитуда возмущающей силы;
Г) - коэффициент внутренних потерь ДГК.
2.3 Определение оптимальных параметров системы
Проведём анализ системы с целью определения оптимальных параметров, при которых колебания основной системы были бы минимальными.
Из выражения (2.48) учётом (2.47) видно, что амплитуда колебаний ЯВ' ляется функцией 6 параметров:
Значения параметров д0 и д01 определяется формулами (см. 2.45):