ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 74
Скачиваний: 0
«ІА. Р АЗУМОВСНИИ
М. А. РАЗУМОВСКИЙ
Борьба с шутом на тракторах
По д р е д а к ц и е й доктора технических наук, профессора Д. А. Чудакова
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА И ТЕХНИКА» М И Н С К 1973
Р 17 |
_ |
ГО'? |
У Д К 629.114.2: 62І7.І |
||
|
А |
$ У |
|
І, |
|
Р а з у м о в с к и й М. А. Борьба с шумом на тракторах. Минск, «Наука и техника», 1973, стр. 208.
В книге рассматриваются задачи технической аку стики на сельскохозяйственных тракторах, методы и ре зультаты экспериментальных исследований шума и зву ковых вибраций. Приводятся математические модели процессов возмущения и распространения шума на тракторах и методы инженерных акустических расчетов. Анализируются пути и средства борьбы с шумом в ис точниках и кабинах с учетом специфических особенно стей конструкции и эксплуатации универсально-пропаш ных тракторов.
Рассчитана на инженерно-технических и научных работников, занимающихся конструированием тракторов и исследованием их шума, а также может быть полезна для слушателей курсов повышения квалификации и студентов, изучающих теорию двигателей и тракторов.
Таблиц 15. Рисунков 95. Библиография — 79 на званий.
Р е ц е н з е н т ы :
доктор технических наук В. В. ГУСЬКОВ, кандидат технических наук В. А. СКОТНИКОВ
0422—098
Р---------------127—74 М316-73
( с ) Издательство «Наука и техника», 1973 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
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 их конструктивными особенностями.
Медицинские исследования показывают, что продол жительное воздействие повышенного шума на человека приводит к тяжелым заболеваниям — потере слуха, рас стройству нервной системы и как следствие к заболева ниям сердечно-сосудистой системы, желудка и т. д. По стоянный контакт человека во время работы с вибрирую щими деталями вызывает развитие вибрационной болезни — заболевания кровеносных сосудов. Повышен ный шум является причиной быстрой утомляемости, потери реакции, снижения производительности труда. В связи с этим требования по ограничению шума и виб раций 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 трак торы, является то, что одни и те же конечные результаты могут быть достигнуты разными методами и средствами,
и |
3 |
отличающимися по сложности, стоимости и соответствию прочим требованиям, предъявляемым к машине. Поэто му одной из главных задач технической акустики тракто ров является поиск оптимальных путей уменьшения шума.
В книге сделана попытка систематизировать и обоб щить опыт, накопленный при исследовании различных ме тодов и средств борьбы с шумом на сельскохозяйствен ных тракторах с учетом специфики их конструкции и условий работы. В основу ее положены акустические ис следования семейства универсально-пропашных тракто ров «Беларусь», выполненные автором на кафедре «Тракторы и автомобили» Белорусского института меха низации сельского хозяйства, Минском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции тракторном и моторном заводах.
Приведенные в книге результаты экспериментальных йрЬдедований в ряде случаев получены на опытных об разцах тракторов и двигателей в разной стадии их до водки, поэтому акустические характеристики у оконча- ,т^)>но отработанных моделей могут отличаться.
Автор выражает благодарность профессору Д. А. Чудакіэву, Н. Г. Шабуне, В. Т. Квасову, Г. Г. Коваленко и А. Л. Гутману за участие в исследованиях и помощь в р'а&оте над книгой, а также Генеральному конструктору по,пропашным тракторам И, П. Ксеневичу и доктору технйчОрких наук В. Н. Луканину за ценные замечания.
V .. \
С : У ■ |
‘ \ |
Г л а в а
ШУМЫ НА ТРАКТОРАХ
1. Задачи технической акустики на тракторах. Источники шума
В тепловых энергетических установках, к которым можно отнести сельскохозяйственные тракторы с двига телями внутреннего сгорания, преобразование и передача энергии связаны с превращением части ее в звуковую энергию. Такое превращение принято характеризовать коэффициентом акустического излучения, определяемым как отношение акустической энергии W к подведенной тепловой энергии Q:
W
На тракторах следует различать два вида акустиче ских излучений: 1) неизбежные, связанные с протекани ем рабочего процесса преобразования энергии, напри мер, в процессе сгорания топлива в цилиндрах, выпуска отработавших газов, впуска свежего заряда, охлаждения двигателей, и 2) излучения, интенсивность которых обусловлена недостатками конструкции, технологии про изводства, теми или иными дефектами. В первом случае величина т|а характеризует эффективность применяемых заглушающих устройств и специальных мероприятий по борьбе с шумом, во втором — совершенство конструкции, ее техническое состояние, уровень технологии и культуры производства. Не случайно, что в настоящее время шум ность трактора считается одним из главных показателей, влияющих на его конкурентоспособность.
Акустические излучения на тракторах привлекают внимание с нескольких точек зрения:
Ü
общей шумности |
трактора и |
воздействия на окру |
||||
жающих (внешний шум); |
|
(внутренний |
шум — в |
|||
условий труда |
тракториста |
|||||
кабинах); |
|
|
|
|
|
|
долговечности элементов конструкции, подверженных |
||||||
звуковым колебаниям (структурный |
шум — вибрации); |
|||||
диагностики узлов и агрегатов по излучаемому шуму |
||||||
[23,45,46]. |
|
|
тракторах, представ |
|||
Проблема борьбы с шумом на |
||||||
ляющая собой сложный комплекс |
самостоятельных за |
|||||
дач технической акустики, |
преследует |
две |
основные |
|||
цели — уменьшение шума на рабочем |
месте и внешнего |
|||||
шума тракторов. |
|
|
|
|
|
|
Наиболее распространенные в сельском хозяйстве в |
||||||
нашей стране и за рубежом |
пропашные |
(универсально |
пропашные) тракторы имеют принципиальные конструк тивные особенности, которые с точки зрения технической акустики выделяют их в особую группу машин. К основ ным из них относятся:
безрамная или полурамная конструкция остова трак тора, который обычно составляют корпусные детали силовой установки;
компактное расположение и сконцентрированность всех основных источников шума, включая систему выпу ска двигателей (выпускные отверстия),
низкий процент капотировки и декоративной облицов ки силовых агрегатов.
Практически у пропашных тракторов все оборудова ние, в том числе и кабины, монтируется на силовой уста новке. Такие особенности классической компоновки и конструкции усложняют задачи борьбы с шумом и огра ничивают применение для этих целей методов и средств, отработанных в наиболее близких отраслях транспорт ного машиностроения.
В задачи технической акустики на тракторах, подчи ненные общей цели борьбы с шумами, входят исследова ния процессов излучения и распространения шума, клас сификация источников по шуму, определение характери стик внешнего шума и шума на рабочем месте, отыскание наиболее рациональных методов и средств его уменьше ния с учетом конструктивных особенностей, специфиче ских требований и условий эксплуатации. Особый инте рес представляют теоретические исследования и разра-
С
ботка инженерных методов расчета акустических процессов на тракторах, открывающие возможности подбирать необходимые средства борьбы с шумом и в первом приближении оценивать их еще в стадии проек тирования новых моделей тракторов. Если учесть пер спективу форсирования мощности двигателей на про пашных тракторах до 100—ПО кВт, решение этих задач технической акустики приобретает еще большую акту альность.
На тракторах приходится в равной степени сталки ваться с двумя видами акустических излучений — воз душным шумом, или звуковыми волнами, распространяю щимися в упругой воздушной среде, и звуковыми вибрациями — структурным шумом в деталях конструк ции. Оба вида шума обусловливают друг друга, возни кают, как правило, одновременно и часто переходят из одного вида в другой.
Основными источниками шума на тракторах являют ся силовые установки — двигатели и агрегаты трансмис
сии. К прочим источникам относятся |
система |
пуска с |
двигателями внутреннего сгорания, |
агрегаты |
рабочего |
оборудования — гидронасосы, компрессоры и т. п., для |
которых характерно ограниченное время работы вообще или работы под нагрузкой. К этой группе источников можно отнести также вентиляторы в кабине, отопители, кондиционеры. Очевидно, одним из основных условий установки их на тракторе является низкий уровень шума при работе. У тракторов гусеничной модификации источ ником шума является также ходовая часть.
Подробная дифференциация и классификация источ ников шума на тракторах с двигателями внутреннего сгорания показаны на рис. 1. В основу классификации положены следующие принципы акустических возмуще ний: аэрогазодинамический, механический (в механиз мах), гидродинамический и электрический.
Шумы аэрогазодинамического и гидродинамического происхождения вызываются колебаниями рабочей сре ды — воздуха, газа или жидкости. Эти колебания обус ловлены пульсациями давления, вихреобразованиями и неоднородностью потока.
Механические шумы вызываются инерционными воз мущениями в механизмах, соударениями и трением между деталями в кинематических парах.
7
Шумы
на тракторах
Принципы возмущения колебаний
Рис. 1. Классификация источников шума на тракторах
8
Шумы электрического происхождения обусловлены колебаниями, возникающими в результате взаимодейст вия магнитных полей. На тракторах эти шумы, как и шумы гидродинамического происхождения, незначитель ны ввиду сравнительно малых мощностей используемого оборудования.
Для удобства анализа источников шума на тракторе по степени независимости излучения и применяемых
Рис, 2. Главные источники шума на тракторе:
/ —процесс выпуска; 2—процесс впуска; 3—вентилятор системы охлаждения; 4—двигатель; 5—силовая передача
средств для уменьшения шумности с некоторыми допущениями можно выделить следующие главные (автоном ные) источники (рис. 2): процесс выпуска отработавших газов, процесс впуска воздуха, вентилятор системы охлаждения, двигатель и трансмиссию. Под понятием «двигатель» здесь подразумевается группа источников шума, таких, как кривошипно-шатунный и клапанный механизмы, шестерни распределения, агрегаты системы смазки, питания и т. п., излучение шума которыми осу ществляется главным образом через корпусные детали двигателя, а поэтому рассматривать и исследовать их в отрыве от него не имеет смысла.
Первые три источника являются главными излучате лями воздушного шума аэродинамического происхожде ния. Что касается последних, то они являются основны ми источниками шума механического происхождения и излучают интенсивный как структурный, так и воздуш ный шум. Кроме того, двигатель излучает шумы, возму
9