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首页>>新闻中心>>隔声毡对柴油机振动的隔振控制
隔声毡对柴油机振动的隔振控制  2013/9/10
内容概要:通过对动力舱柴油机亚洲城ca88亚洲城官网毡振动的测试与分析,决定采用PANHOO隔声毡的亚洲城ca88亚洲城官网技术来控制柴油机隔声罩罩体的振动。
    柴油机噪声是航船噪声污染的最重要的来源,因此,采用隔声毡对柴油机的噪声进行治理,而且隔声毡制成的隔声罩上还要放置各种仪表,要将振动控制在一个很小的范围内,然而仅仅在柴油机和基础之间的隔振措施远远达不到以上要求,因此,在隔声毡和船甲板之间进行隔振设计,进一步减小传递到隔声罩上的振动。该设计主要任务就是分析船甲板传递的振动的各项参数,设计和选用合适的隔振器组成隔振系统,合理地布置在船甲板和隔声罩之间,以减小隔声罩罩体的振动。此项任务对保护罩体上的仪表,保证其正常工作和正确读数具有十分重要的意义。
   隔声罩的振动测试与分析
   隔声罩安装在发动机的支架上,因此,通过测试支架上的振动即为隔振前隔声毡的振动。测试分析的结果如下:支架振动DASP功率谱分析。分析参数:采样频率: 20kHz ; 分析频率: 7.8125kHz ; dt: 50us ; df: 19.53125Hz。分析点数: 1024 ; 谱线条数: 400 ; 加窗: 矩形窗。全程分析方式:线性平均 ; 范围: 全程 结果图形:
  由上述分析可以看出,振幅峰值出现在频率1.56kHz处,次峰值在1.48kHz处。
  支架振动DASP自谱分析低频区放大图
  由图可知,在58.59Hz处振动加速度为4.0999m/s,计算加速度级得L=64.51dB;在19.53Hz处振动加速度为2.336m/s,计算加速度级得L=54.74dB。支架振动DASP自谱分析+分析参数:采样频率: 20kHz ; 分析频率: 7.8125kHz ; dt: 50us ; df: 19.53125Hz。分析点数: 1024 ; 谱线条数: 400 ; 加窗: 矩形窗。全程分析方式:线性平均 ; 范围: 全程 。结果图形:
  由上述分析可以看出在19.53Hz处振动的速度最大,最大值为1.9×10-2m/s,速度级Lv=33.45dB。
  隔振器设计
  隔振器设计的要求和注意的问题。1、首先分析振源,如果是振动则设计、选择隔振器,确定振源类型、性质以及振幅、速度、加速度、频率、方向等各项参数。2、了解设备和环境对振动的要求,在消极隔振中,了解精密仪器、仪表等设备在受振动干扰时的振幅应控制在什么范围内。3、确定被隔振设备及其安装台座额的尺寸、重量、重心和中心主惯轴的位置,计算其质量和惯性矩,注意重心位置应尽可能低,必要时可加大台座的质量来降低重心位置。4、计算隔振器的固有频率,振荡不是单一的简谐振动,应取激振频谱的最低分量。对多自由度的隔振系统应取系统最高阶固有频率,使激振频率的最低分量为隔振系统的最高固有频率的的2.5——5倍。5、根据求得的隔振器的固有频率,估算主要方向的刚度,初步决定隔振器的类型、数目和布置形式。6、隔振器的阻尼,取决于通过共振时时对振幅的限制要求,若隔振器本身阻尼太小,则应加装阻尼器。7、估算隔振器的振幅、隔振效率。当隔振器的布置形式基本上能使系统振动形式为非耦合时,则可用单自由度振动系统估算。在非共振区,可忽略阻尼影响。8、对隔振器进行强度校核。
  各隔振参数的确定。由前述的分析可知,最大加速度值在频率1.56kHz处为4.78g,高频容易隔振。最大速度值在频率19.53Hz处为1.9×10-2m/s,最大振动速度值比较小,最大速度级为33.45dB,无需单独进行隔振计算。在58.59Hz处,振动加速度为4.0999 m/s2,加速度级为64.51dB,在19.53Hz处,振动加速度为2.336 m/s2,加速度级为54.74dB。根据选频隔振设计思想,即选择离散谱估计中主要频率分量的最低频率进行隔振设计,就可以满足隔振要求。我们以60dB作为振动控制的标准,由上述分析结论,选择频率值58.59Hz进行隔振设计。罩体尺寸为250100150mm。罩体及其上的仪表的总质量为104kg。
  选用钢丝绳隔振器。钢丝绳隔振器外形图如下所示:
  钢丝绳隔振器具有大位移、大阻尼的特点,能够满足宽频带的设计要求,而且能承受较大的载荷,耐高温,不怕油污,经久耐用,性能稳定。下面采用北京世纪静业噪声与振动控制有限责任公司生产的GSG形不锈钢钢丝绳隔振器进行隔振计算。由前面计算:罩体及其上的仪表的总质量为104kg,采取4点支承,每点平均承载26kg,选用GSG-30钢丝绳隔振器,其参数为额定载荷30kg,固有频率7~11Hz,静变形3~6mm,阻尼比=0.12 ,频率比=f/f=5.33~8.37Hz。传递率 T==0.059~0.029则隔振效率=1-T=94.1%~97.1% ,有良好的隔振效果。
  鼓形弹簧力学性能的测定:为了保证系统设计的可靠性及获得所选择的弹簧元的力学特性,对一批鼓形弹簧进行了垂向及侧向的静力试验。所采用的设备为美国生产的MTS880,它主要由三部分组成:加载系统、控制系统及数据采集系统,其概貌如图所示:
  隔振器的布置和安装
   隔振器布置的原则。1、在一个隔振装置中若需要布置若干个隔振器,最好选用相同型号的隔振器,这样才能有效地防止由于隔振器的刚度和变形不一而导致设备偏转。2、当选用相同种类相同型号的隔振器时,为保证每一个隔振器所受的载荷相同,变位一致,应该准确地求出设备的重心及与各隔振器的支撑点的距离,以供建立平衡方程。3、当设备的形状和质量不对称,不得不采用不同型号的隔振器时,应使各隔振器的支撑点的变位一致,以保证隔振装置在振动中处于水平状态。4 、隔振器的布置尽可能以设备的主惯性轴作为对称轴。
  隔振器安装使用注意事项。1、隔振器作为支撑点应对称于隔振体系重心布置,以防止产生振动耦合。2、隔振体系应尽可能降低重心,可采取加大设备底座重量来降低重心,以保证隔振体系有足够的稳定性。当隔振设备底座的刚度和质量不能满足隔振设计要求时,或隔振设备底座不适宜直接安装使用隔振器时,应考虑设计配置隔振台座。3、使用隔振器应以竖向压缩力为主。严禁拉伸受力或水平向(切向)受力过大,致使隔振器损坏失效。4、隔振体系安装地面基础要求承载能力为隔振体系重量2-3倍即可。该地面基础直接安装隔振器应有高于地面5-10cm的平台,以避免隔振器受水油等浸蚀。5、隔振体系与地面之间采取隔振器弹性支撑时,其它与外界连接的部位也应采取隔振方式,不得有其它刚性支撑或刚性连接形式。如连接输送管道时,可使用软管接头、弹性吊架等,否则直接影响隔振效果。6、隔振器在运输、安装、使用过程中,严禁在隔振器内插入、漏入任何异物,内外橡胶面均不得受割、刺等破坏。7、隔振器安装后应检查隔振器是否水平,隔振器压缩变形是否一致。如水平和变形偏差较大(视具体情况而定),应及时移动隔振器位置,使隔振器承受载荷均匀,隔振体系平稳。8、隔振器安装后是否需要固定,应视情况而定。当设备重心较低,隔振器布点均匀,压缩变形量一致,设备运行平稳,振幅小,其运行时产生的作用力或反作用力不会引起设备自身的移动,可不用固定隔振器。否则至少应在隔振体系四角采用膨胀螺栓固定。9、隔振器安装使用后应定期检查,如发现隔振失效,应立即更换。
  隔振器布置和安装的确定。要安装隔声罩的柴油机如下图所示。隔振器要安装在发动机的支架上才比较稳固,可以看出,只有四个支承点,因此采用四点支承的方式,明显可以看出安装的空间比较有限,为了能使隔振器正常工作,采取在支承点上焊接平板的方法,增大安装面积。
  所选钢丝绳隔振器的外形尺寸如下图
  安装尺寸为L:128, A:114, H:57, B:80, D:M6
  隔振器在隔声罩上安装如图,下方为发动机的两个支架,在隔声罩孔处安装四个隔振器,并做好密封和隔声。由于在支承点处焊接平板,根据钢丝绳隔振器的结构特点,采用底部支承如下图的方式,用螺母固定。
   安装隔振器而造成隔声罩漏声的处理
   由于隔振器要有动行程,因此要采取措施防止隔声罩与底座之间缝隙的漏声,故设计了如图5所示的底部结构。在折弯的钢板或槽钢表面粘贴上厚度为10mm的减振橡胶垫。该设计一方面避免了由于隔振器动行程和地面高低不平造成的漏声现象,另一方面也对地面传来的振动起到一定的隔振作用,还增大了罩体和地面之间的摩擦力,使罩子不易在地面上滑动,避免了钢板直接与地面接触造成的锈蚀现象。
   结束语
   本文通过对动力舱柴油机亚洲城ca88亚洲城官网毡振动的测试与分析,决定采用PANHOO隔声毡的亚洲城ca88亚洲城官网技术来控制柴油机隔声罩罩体的振动,钢丝绳隔振器有良好的隔振效果,对环境条件反应不敏感,可在油污,高、低温恶劣环境下工作,不易老化,性能稳定。它的动刚度和静刚度基本上相同。大阻尼亚洲城ca88亚洲城官网毡容易隔振高频振动,有抑制共振的作用,不会产生过大的振幅,隔振效果良好,能较好地满足设计要求。
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