Анализ шумоизолирующих конструкций автотракторных кабин

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Сентября 2013 в 12:58, курсовая работа

Описание работы

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.

Содержание работы

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

Файлы: 1 файл

печать.docx

— 344.24 Кб (Скачать файл)

Расчеты и эксперименты показывают, что увеличение уровня внешнего шума, воздействующего на пол кабины и  ее переднюю стенку (под капотом) за счет отражения, находится в пределах 5...8 дБА. Уменьшить эту добавку можно за счет увеличения среднего коэффициента звукопоглощения в соответствующих зазорах.[2]

 

3.1.2 Оценка звукопоглощения  в кабине

 

Способность материала поглощать  звук характеризуется коэффициентом  звукопоглощения а. Существуют материалы, обладающие повышенной способностью поглощать  падающие на них звуковые волны. Такие  материалы называются звукопоглощающими. Характерным признаком звукопоглощающих материалов служит их проницаемость  для воздуха. Звуковые волны, попадая  на звукопоглощающий материал, вызывают колебания воздуха в его порах. Трение воздуха о материал переводит  часть энергии колебания в тепловую. На звукопоглощаемую способность материала оказывают влияние характер и размеры пор. Поэтому звуковые волны различной длины поглощаются в материале неодинаково.

Коэффициенты звукопоглощения  некоторых материалов, часто встречающихся  при проектировании тракторных кабин, приведены в таблице 

Если панель имеет коэффициент  поглощения звука на какой-либо частоте  α1, то произведение его на площадь этой панели дает звукопоглощение панели на данной частоте. Обозначается звукопоглощение А1 и измеряется в м2:

А1 = α1*S1. (3.7.)

Найдя таким образом звукопоглощение всех панелей и разделив на суммарную площадь внутренних панелей кабины, можно определить средний коэффициент звукопоглощения кабины на данной частоте.

Однако в реальной кабине средний коэффициент звукопоглощения  будет несколько большим, т.к. в  ней обычно находится единичные  поглотители: сиденье, водитель и т.д.

Поэтому выражение для  αср, имеет вид:

αср= (3.8.)

где

А - полная величина звукопоглощения  внутри кабины;

S - суммарная площадь внутренних панелей кабины.

Обычно среднее звукопоглощение  человека принимают равным 
0,4 м2, а сиденья - 0,3 м2. Поэтому для тракторных кабин:

αср= (3.9.)

Так как эффект звукопоглощения  сказывается на высоких частотах, то часто оперируют понятием - общий  уровень высокочастотного шума (уровень  звука), который экспериментально^ определяется шумомером при включенной шкале "А" шумомера. Звукопоглощение кабины в этом случае определяют по приведенным выше выражениям, подставляя вместо α1 на какой-либо частоте αср, равное среднему арифметическому коэффициенту звукопоглощения, начиная с частоты 500 Гц и выше.

Покрытие (облицовка) стенок кабины изнутри звукопоглощающим материалом уменьшает звуковое давление в ней. Ориентировочно снижение уровня звукового  давления в этом случае можно подсчитать по формуле:

ΔL=10lg()=10lg() (3.10)

где

A1 - звукопоглощение стенок до облицовки звукопоглощающим материалом;

A2 - звукопоглощение стенок после облицовки звукопоглощающим материалом;

αср1 - средний коэффициент звукопоглощения до облицовки;

αср2 -  средний коэффициент звукопоглощения после облицовки.

При прикидочных расчетах для кабин, панели которых не покрыты  звукопоглощающими материалами ("черные"), средний коэффициент звукопоглощения  можно брать равным αср =0,1-0,15.

Чем больше остекление кабины, тем меньше αср. Еcли панели кабины акустически обработаны, т.е. покрыты звукопоглощающими материалами и конструкциями, то коэффициент звукопоглощения можно брать равным αср = 0,2-0,3.[2]

 

Таблица 3.3.

Коэффициенты звукопоглощения  материалов и конструкций

Наименование

Частоте

125

250

500

1000

2000

4000

Стальные листы σ= 0,7^2 мм

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

Стекло σ -3-4мм

0,04

0,03

0,03

0,03

0,02

0,02

Резина σ =5-6мм

0,04

0,04

0,08

0,12

0,03

0,10

Линолеум σ =5мм

0,02

-

0,03

-

0,04

-

Войлок σ =12,5мм

0,05

0,08

0,17

0,48

0,52

0,51

σ =25мм

0,15

0,22

0,54

0,63

0,57

0,52

Шлаковая вата

σ =25мм

σ =50мм

 

0,00,2

 

0,23

0,53

 

0,53

0,74

 

0,72

0,78

 

0,75

0,75

 

0,77

0,77

Резонансная звукопоглощающая конструкция

0,52

0,54

0,54

0,50

0,41

0,33


 

 

3.2. Расчёт шума в кабине  трактора

 

Возмущения, действующие  на тракторную кабину с остова:

1. Возмущения от неровностей  пути ходовой системы.

Частота воздействия неровностей  на ходовую (и остов) f  (Гц):

f= , (3.11)

где

v – скорость движения трактора (м/с);

lH – расстояние между соседними неровностями (м);

Однако до нас всё посчитали. Беру данные из источника [2] таблица 3.1.

Принимаю скорость равной 4 км/ч, тип дороги  - грунтовый. При этих параметрах частота возмущения равна в диапазоне от 0,55 до 1,1 Гц. Принимаю наиболее адекватное реальному типу покрытия значение 0,55 Гц.

2.  Возмущения от трансмиссии

Частотный диапазон возмущений передаваемых остову от трансмиссии  fT (Гц) :

fT = , (3.12.)

где

nТ – частота вращения валов трансмиссии;

zш – число зубьев шестерён;

Ориентируясь на рекомендации  источника [2] принимаем значение zш равным 13..20 Гц, а значение nТ =540 об/мин. Значит

fT = = = 117 Гц. 

3. Возмущения от двигателя.

Частота изменения реакций  на опорах двигателя f (Гц):

f =, (3.13)

где

m = 4 – число цилиндров

ng = 2200 об/мин

K = 4 – тактность двигателя

= 73,3 Гц

Определение звукового давления , действующего на панели снаружи

Средний уровень звука тракторного дизеля на расстоянии один метр от блока двигателя

L(А)дв = 31+10[lg (n3 Р10.05)-lg mv1.5] , (3.14)

где n = 2200 об/мин

Р1= = = 12.42

где v =4.75 м/с

mv = = 90.5

L(А)дв = 31+10[lg(22003 ⋅12,420,55) – lg90,51,5] = 107,5 дБ

Посчитаем значение Lf для разных частот.

Lf = L(А)дв - ΔLf

Таблица 3.4.

частота

250

500

1000

2000

4000

8000

L f

99,5

101,5

104,5

103,5

96,5

84,5


 

Расчеты среднего уровня звука на расстоянии 1 м от корпуса многоступенчатой механической трансмиссии трактора при работе

L(А)тр= 118+8.3 lg N - 19 lg mр,

где N - передаваемая мощность, кВт;

mр- удельная масса трансмиссии, в кг на 1 кН номинальной силы тяги на крюке.

L(А)тр=118+8.3 ⋅lg59-19lg33=103.9 дБ

N=59 кВт

mp  =500/15.2 =33

где 15,2 – сила тяги на крюке

Посчитаем значение Lf для разных частот.

Lf = L(А)дв - ΔLf

Таблица 3.5.

частота

250

500

1000

2000

4000

8000

L f

91,9

95,9

99,9

98,9

96,9

93,9


 

 

Уровни звука, действующие  непосредственно на панели кабины

L2=L1-10lg()

принимаем

r1=1м,  то L2=L1-10lg(r2),

где

r2 = 1,33м– расстояние от источника шума до точки определения шума

L2 - уровень звука (звукового давления) на расстоянии г2 от источника;

L1 - уровень звука (звукового давления) на расстоянии от источника;

г1 - расстояние от источника шума до точки, в которой известен (рассчитан) уровень звука.

L1 найдём из сложения уровней двух основных источников шума  - от трансмиссии и двигателя. Для удобства расчёта воспользуемся рисунком 1.1 из [1].

L1=107,5 – 103,9 = 3,6 ,

воспользовавшись рисунком , L1=1,5

значит

L1=107,5 + 1,5 = 109 дБ

Таким же образом выясним  значение L1 для разных частот

Таблица 3.6.

частота

250

500

1000

2000

4000

8000

L 1

100,2

102,7

105,8

104,8

99,8

94,4


 

Посчитаем  значение L2

L2=109-10lg1,33= 109-1,24=107,76 дБ

Таким же образом выясним  значение L2 для разных частот

Таблица 3.7.

частота

250

500

1000

2000

4000

8000

L2

98,96

101,46

104,56

103,56

98,56

93,16


 

 

3.3. Экспериментальное определение  уровня шума в кабине трактора.

 

Цель эксперимента: Определение  влияния шумоизоляционного материала на уровень шума в кабине трактора МТЗ-80.

Объект изучения: колёсный трактор МТЗ-80

Использованные материалы:

Латекс мебельный:

800х620х100 – 3 штуки

400х620х100 – 2 штуки

160х100х400 – 1 штука

Поролон:

1300х750х100 – 1 штука

Использованные измерительные  приборы:

рулетка

шумомер Phonic

Используемые вспомогательные  инструменты:

ножницы, нож, клейкая ленты, бичевая нить.

Порядок проведения опыта:

1) Подготовительный этап

обследована кабина  трактора

выявлены  все отверстия  в кабине

выбраны плоскости, для покрытия шумоизоляционным материалом

проведена заделка отверстий  и оконных щелей мебельным  латексом

покрытие потолка поролоном

покрытие пола мебельным  латексом

2) Этап непосредственного  проведения опыта

запуск двигателя трактора и приведение оборотов к номинальному значению n=2200 об/мин

включение шумомера и проведение двух замеров

снятие шумоизолята с потолка и проведение двух замеров шумомером

полное снятие шумоизолята из внутренней кабины трактора  и проведение двух замеров шумомером

3) Обработка материалов

Получены следующие значения:

 

 

 

Таблица 3.8.Полученные значения опыта

Частота, Гц

№опыта

1

2

3

4

5

6

Уровни шума , Дб

ALL

 

113.5

113.6

116.1

116.1

116.1

116.1

20

 

95.8

95.8

86.9

86.9

104.7

104.7

25

 

100

100

90.9

90.9

108.4

108.4

31.5

 

95.9

95.9

95.7

95.7

105.6

105.6

40

 

100.8

100.8

99.6

99.6

114.5

114.5

50

 

113.4

113.5

116.1

116.1

116.1

116.1

63

 

92.6

92.6

96.4

96.4

98.5

98.5

80

 

90.1

90.1

91.3

91.3

93.4

93.4

100

 

93.8

93.8

93.6

93.6

93.6

93.6

125

 

88.6

91.1

93.9

93.9

98

98

160

 

84.5

87.5

90.1

90.1

90.1

90.1

200

 

76.5

76.5

83.8

83.8

85.7

85.7

250

 

72.2

72.2

78.2

78.2

81.8

81.8

315

 

75

75

78.4

78.4

84.7

84.7

400

 

74.3

74.3

77.2

77.2

86.3

86.3

500

 

76.3

76.3

80.3

80.3

90

90

630

 

77.5

77.5

81.1

81.1

89

89

800

 

74.1

74.1

77.4

77.4

96.8

96.8

1000

 

76.2

76.2

77.4

77.4

86.5

86.5

1250

 

75.9

75.9

74.4

74.4

89.2

89.2

1600

 

76.3

76.3

72.2

72.2

91.3

91.3

2000

 

73.4

73.4

   

87.5

87.5

2500

 

75.8

75.8

   

88.6

88.6

3150

 

76.9

76.9

   

85.5

85.5

4000

 

77.8

77.8

   

88.5

88.5

5000

 

70.1

70.1

   

80.3

80.3

6300

 

70.8

70.8

   

81.9

81.9

8000

 

70.3

70.3

   

83.4

83.4

10000

 

71.1

71.1

   

77.5

77.5

12500

 

70.1

70.1

   

75.6

75.6

16000

 

65.1

65.1

   

72.1

72.1

20000

 

56.8

56.8

       

Информация о работе Анализ шумоизолирующих конструкций автотракторных кабин