Совершенствование методов виброакустических расчетов и проектирования кабин локомотивов

• Автор: Пронников, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.02.02, 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЕЕ Классификация существующих расчетных схем шумообразования
путевых и строительных машин
1.2. Существующие аналитические исследования процессов 11 распространения шума
1.3. Расчет воздушного шума
1.4. Существующие методы расчета структурного шума
1.5. Пути и порядок проектирования шумозащиты
1.6. Методы и средства защиты шума
1.7. Пути снижения шума в кабинах локомотивов
1.8. Выводы по разделу. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМООБРАЗОВАНИЯ В 40 КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
2.1. Теоретическое обоснование выбора звукопоглощающего материала
2.2. Определение звукоизоляции элементов кабины
2.3. Моделирование структурной составляющей шума в кабинах 51 машинистов подвижного состава
2.4. Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 61 ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
3.1. Результаты экспериментальных исследований виброакустических 61 характеристик в кабинах локомотивов
3.2. Оценка звукоизолирующих и звукопоглощающих свойств кабины
3.3. Экспериментальные исследования звукоизоляции в лабораторных 69 условиях
3.4. Экспериментальные исследования вибраций элементов кабин 72 локомотивов
3.5. Экспериментальные исследования вибропередачи в пол кабины
3.6. Экспериментальные исследования собственных частот колебаний 76 элементов ограждения кабины
3.7. Определение коэффициентов потерь колебательной энергии 79 элементов остекления

3.8. Выводы по главе
4. МЕТОДИКА АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАБИН 84 ЛОКОМОТИВОВ В СООТВЕТСТВИИ С ВЫПОЛНЕНИЕМ САНИТАРНЫХ НОРМ ШУМА
4.1. Расчет шума в кабинах машинистов
4.2. Методика выбора звукопоглощающего материала
4.3. Расчет структурной доли шума
4.3.1. Выбор методов минимизации целевой функции
4.3.2. Алгоритм минимизации уровня структурного шума
4.4. Расчет виброскоростей элементов ограждения кабины
4.5. Выводы по главе
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА И 110 ВИБРАЦИИ В КАБИНАХ ЛОКОМОТИВОВ
5.1. Выбор звукопоглощающих и звукоизолирующих вариантов
5.2. Снижение структурной доли шума
5.3. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Кабины являются наиболее распространенными и высокоэффективными звукозащитными системами операторов технологических машин различного функционального назначения. Существующие в настоящее время исследования виброакустических характеристик кабин кранов, дорожно-строительных машин и др. не учитывают ряд характерных особенностей процессов шумообразования в кабинах путевых машин. В частности, воздействие звукового излучения динамической системы колесо - рельс как источника внешнего воздушного шума и передачи структурного шума на несущую конструкцию и, в особенности, элементы остекления при высоких скоростях движения. Работы по улучшению условий труда локомотивных бригад и совершенствованию кабин локомотивов, дооснащению их специальным оборудованием целенаправленно ведутся с 2004 г.
На электровозах и тепловозах различных серий были установлены лобовые и неподвижные боковые стекла с электрообогревом, новые виды тепло и шумоизоляции, осуществлена замена внутренней обшивки с использованием современных материалов, установлены новые оконные и дверные уплотнения, солнцезащитные козырьки (шторки), зеркала обратного вида. На ряде локомотивов установлены современные кресла машиниста и помощника машиниста, а также кондиционеры.
Однако, несмотря на проведенные работы в соответствии с перечнем требований к кабинам различных типов локомотивов, устранить имеющиеся санитарно-гигиенические и эргономические недостатки на эксплуатируемом парке локомотивов в полном объеме не удалось. Более того, практически через полгода-год после выхода локомотива с МЛП устраненные недостатки выявляются вновь, что свидетельствует о плохом качестве проведенных работ.
Очень много нареканий к эксплуатируемым локомотивам, на которых ремонтные работы по совершенствованию и модернизации кабин вообще не проводились.

73,9 до 80,1 дБА при разнице между максимальным и минимальным значениями
6,2 дБА.
При подаче сигналов свистками и тифонами шум в кабинах при его оценке по эквивалентному уровню кардинальным образом не меняется и даже при открытых окнах, как правило, не превышает допустимые величины. Так, например, во время стоянки электровоза ЗЭС5К в кабине с открытыми окнами эквивалентный уровень звука достигает 70 дБА и не превышает допустимый. Однако сигналы, подаваемые свистками и тифонами, кратковременны, являются импульсными, а их максимальные уровни звука нередко превышают установленные допустимые величины.
При открывании окон шум в кабинах электровозов существенно увеличивается. К примеру, при скорости 60 км/ч и закрытых окнах эквивалентный уровень звука на рабочем месте помощника машиниста электровоза ЭП-1 составлял 73,9 дБА, а при той же скорости и открытых окнах - 90,9 дБА (см. рис. 1.5, а и б). Повышение уровня шума в этом случае составило 17 дБА, т.е. 23%.

Рис. 1.5. Уровни эквивалентного шума (дБА) в кабине электровоза ЭП-1 при
скорости движения 60 км/ч: а - при закрытых окнах; б - при открытых окнах:
1 - панель управления; 2 - кресло; 3 - дверь в машинное отделение;
Прирост шума в кабинах локомотивов с открытыми окнами напрямую зависит от скорости их движения: чем выше скорость, тем шум больше