Анализ шумоизолирующих конструкций автотракторных кабин

 

 

 

 

Содержание

Содержание	5
Реферат	7
Введение	8
1.Теория шума	11
1.1. Шум	11
1.2. Классификация шумов.	13
1.3. Источники шума на автомобиле	14
1.4. Пути распространения шума в автомобиле	15
2.Технологические и практические  методы борьбы с шумом	18
2.1.. Борьба с шумом	18
2.1.1 Методы борьбы с шумом	18
2.1.2Уменьшение  внутреннего  шума	18
2.2. Материалы шумоизоляции	19
2.3. Технические нормы шума машин	21
3. Методика расчёта, экспериментальное и аналитическое определение шума в кабине трактора	24
3.1.Методика расчёта шумоизоляции автотракторной  кабины	24
3.1.1. Определение звукового давления, воздействующего на панели снаружи	24
3.1.2 Оценка звукопоглощения в кабине	27
3.2. Расчёт шума в кабине трактора	30
3.3. Экспериментальное определение уровня шума в кабине трактора.	34
4.Обзор выполненных ранее работ в выбранном направлении	40
Заключение	52
Список использованных источников	53
Приложение	56

 

Реферат

 

Данная дипломная работа содержит 61 страниц, 5 рисунков, 1 приложений , 20 литературных источников.

Ключевые слова: шум, шумоизоляция, звукопоглощение, кабина трактора, источники шума.

Тема: «Анализ шумоизолирующих  конструкций автотракторных кабин».

Характер и цель работы: исследовательская работа, целью  которой является теоретическое  исследование поставленной задачи, проведение анализа основных существующих видов  шумоизолирующих материалов, изучение методики расчета шумоизоляции автотракторных кабин.

Конкретные результаты: На основе известной классификации  шумоизолирующих материалов, произведен анализ их достоинств и недостатков. Выявлены тенденции и перспективы  в развитии.

 

Введение

 

Проблема борьбы с шумом  и вибрациями на рабочем месте  тракториста остается актуальной, несмотря на многолетние усилия в этом направлении  больших коллективов инженеров, научных работников и отдельных  авторов.

Это определяется не только сложностью процессов формирования шума и звуковой вибрации на тракторах (да и на других транспортных средствах), не только огромным влиянием шума на здоровье водителей (по некоторым данным около 1/3 от общего числа профессиональных заболеваний составляют вибрационная болезнь и неврит слуховых нервов), но и тем, что повышенный шум снижает производительность труда на 10-15%.

Для повышения производительности труда мощность тракторов постоянно  увеличивается, увеличиваются скорости движения тракторных агрегатов. Но это  приводит к повышенным колебаниям, шуму и вибрациям на рабочем месте, если на всех стадиях проектирования, начиная с технического задания, не были предусмотрены меры по обеспечению  допустимых санитарными нормами  уровней.[1]

К настоящему времени уже  накоплен достаточно большой опыт создания конструкций тракторов с подрессоренными  кабинами и сиденьем, которые могут  обеспечить заданные уровни структурного шума и вибраций. Однако это требует  использования специальных материалов, применения многослойных шумовиброизолирующих панелей, подбора в каждом конкретном случае необходимых характеристик виброизоляторов и правильной их установки. Все это, конечно, приводит к некоторому удорожанию трактора. За рубежом снижение шума машины на I дБ автоматически означает повышение ее цены на 1% и более. Но одновременно примерно на 1-1,5% увеличивается производительность трактора, снижается профессиональная заболеваемость, уменьшается "загрязнение" шумом окружающей среды, что обеспечивает не только экономическую выгоду, но и ведет к положительным социальным последствиям. В общей программе улучшения условий труда на скоростных сельскохозяйственных тракторах проблема уменьшения шума в последние годы занимает одно из первых мест. Вызвано это тем, что последовательное увеличение энергонасыщенности тракторов всех тяговых классов за счет форсирования двигателей привело к увеличению шума на рабочем месте и его уровни стали намного превышать безопасные пределы. Особенно не-благоприятные условия труда по шуму на рабочем месте сложились на пропашных тракторах, что обусловлено и конструктивными особенностями. [2]

Медицинские исследования показывают, что продолжительное воздействие  повышенного шума на человека приводит к тяжелым заболеваниям — потере слуха, расстройству нервной системы  и как следствие к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, желудка и т. д. Постоянный контакт человека во время работы с вибрирующими деталями вызывает развитие вибрационной болезни — заболевания кровеносных сосудов. Повышенный шум является причиной быстрой утомляемости, потери реакции, снижения производительности труда. В связи с этим требования по ограничению шума и вибраций на рабочем месте и внешнего шума тракторов, которые широко используются в сельском хозяйстве как транспортные средства, значительно повысились.

Особенностью борьбы с  шумом сложных мобильных машин, к которым относятся сельскохозяйственные тракторы, является то, что одни и  те же конечные результаты могут быть достигнуты разными методами и средствами.[1]

 

 

1.Теория шума 

 

1.1. Шум

 

Шум — совокупность апериодических звуков различной интенсивности  и частоты. С физиологической  точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

Воздействие шума на человека зависит от его основных характеристик, которыми являются:

— уровни звукового давления (УЗД);

— уровни звука (УЗ);

— частотный состав (спектр).[20]

Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими  частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц измеряются в децибелах (дБ). Измерение УЗД производится прибором с октавными фильтрами, который называется шумомером.[

Уровень звукового давления относится к характеристикам  постоянного шума на рабочих местах и определяется по формуле:

L=20lg(₎  (1.1)

где р — среднеквадратичное значение звукового давления, измеряемое в паскалях; р₀ — нулевой порог слышимости, т.е. давление, соответствующее порогу чувствительности человеческого уха на частоте 1000 Гц (р₀ = 2*10~5 Па).

Для ориентировочной оценки шума используется уровень звука (единица  измерения — дБА) который определяется по формуле:

L_А=20lg(₎ (1.2.)

где р_А (Па) — среднеквадратичное давление с учетом кривой коррекции фильтра «А» шумомера.

Спектр шума - зависимость  уровней звукового давления от частоты. Спектральный состав источника шума — разложение шума на спектральные составляющие.[3]

Человеческое ухо различает  звуки с частотой в диапазоне  от 20 до 20 000 Гц (условно звуковой диапазон). Звук с частотой ниже 20 Гц называется инфразвуком, а выше 20000 Гц — ультразвуком.

Помимо основных характеристик  для расчетов широко используются уровни интенсивности и уровни звуковой мощности

Интенсивность звука —  средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени  через единицу поверхности, расположенную  перпендикулярно распространению  звуковой волны.

Уровень интенсивности определяет во сколько раз интенсивность  звука больше, чем минимальная  интенсивность, воспринимаемая человеческим ухом.

L_I=10lg(₎ (1.3.)

где I — среднеквадратичное значение интенсивности звука. I₀=10^-12 Вт/м²

Звуковая мощность (мощность шума) определяется как количество энергии, которую испускает источник звука в единицу времени.

L_W=10lg(₎ (1.4.)

где W —среднеквадратичное  значение мощности; W₀=10^-12 Вт - значение нулевого порога мощности звука.

Мощность звука - энергия, переносимая звуковой волной через  рассматриваемую поверхность за единицу времени.

Уровень звуковой мощности не зависит от:

• Размещения оборудования
• Окружающих условий и
• Расстояния от точки измерения
• Уровень звукового давления (Lp)  [4]

 

1.2. Классификация шумов.

 

По спектру шумы подразделяются на:.

• Стационарный шум — шум, который характеризуется постоянством средних параметров: интенсивности (мощности), распределения интенсивности по спектру (спектральная плотность.
• Нестационарный шум — шум, длящийся короткие промежутки времени.

По характеру спектра  шумы подразделяют на:

• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее чем на 7 (10) дБ;
• смешанный шум - когда на сплошные участки накладываются отдельные дискретные составляющие.

По частотной характеристике шумы подразделяют на:

• низкочастотный – не более 400(250) Гц;
• среднечастотный – (400÷1000) (500) Гц;
• высокочастотный более 1000 Гц.

По временны́м характеристикам шум подразделяют на:

• постоянный – шум, уровень звука которого за выбранный период времени; изменяется не более чем на 5 дБА;
• непостоянный – шум, уровень звука изменяется более чем на 5 дБА за аналогичный период.

Непостоянный шум в  свою очередь делят на :

• колеблющийся – шум, уровень звука которого непрерывно меняется;
• прерывистый – шум, уровень звука которого изменяется на 5 дБА и более, причем длительность интервалов, в течение которых уровень звука остаётся постоянным, составляет не менее 1 с;
• импульсный – шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых имеет длительность менее 1 с, при этом, их уровень звука, измеренные на импульсной характеристике шумомера и на фильтре «А», отличаются не менее чем на 7 дБ.[4]

По природе возникновения  шум подразделяют на:

• Механический – шум, обусловленный колебаниями деталей и их
• взаимным перемещением. Он возникает, например, в зубчатых и цепных передачах, подшипниках, кулачковых механизмах, редукторах, роторах и вызывается ударами в сочленениях, силовыми взаимодействиями вращающихся масс, трением в соприкасающихся элементах и т. п. Возбуждение механического шума носит ударный характер, при этом в излучающих системах возникает весь спектр их собственных частот.
• Аэродинамический - шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.).
• Гидравлический - шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока и др.).
• Электромагнитный - возникающий в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных (во времени и в пространстве) магнитных полей, а также сил, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами[1].

 

1.3. Источники шума на автомобиле

 

Источники шума на автомобиле условно можно разделить на две  группы:

а) первичные:

двигатель, трансмиссия, система  выпуска отработанных газов, шины, потоки воздуха, обтекающие автомобиль при  движении (аэродинамический шум);

б) вторичные:

металлические панели кузова (пол, крыша, крылья, двери, арки колесных ниш и т.д.), крупногабаритные пластмассовые  детали интерьера автомобиля (панель приборов, формованные накладки дверей, декоративный кожух переднего пола под рукоятку КПП, накладки стоек), мелкие металлические конструкции (тяги привода  замков, стеклоподъемников и т.п.).

 

1.4. Пути распространения шума в автомобиле

 

По природе происхождения  шумы делятся на воздушные и структурные. Средой распространения воздушного шума является воздух. Средой распространения структурного шума является твердое тело. Применительно к автомобилю это выглядит так. Работающий двигатель через элементы крепления передает вибрацию на кузов, панели которого в зависимости от степени вибрации издают более или менее интенсивный звук - структурный шум.