ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
бенно у первых быстроходных пар, поэтому спектр возмущений является широкополосным. По данным СибВИМ [16], время взаимодействия зубьев в трактор ных коробках передач t~^t300 мкс, а ширина спектра воз мущений простирается до 3—4 кГц. Шероховатость зубь ев при относительном скольжении порождает еще более кратковременные импульсы.
Основная энергия акустических излучений от им пульсных возмущений проявляется на частоте пересопряжения зубьев и первых гармонических составляющих, кратных основной частоте зацепления (4). Частоты пересопряжения зубьев шестерен всех пар зацеплений на каждой передаче охватывают широкий диапазон — от 10—140 Гц у конечных передач до 700—1000 Гц у первой пары коробки передач. В спектрах шума на частотах зацеплений и их первых гармониках уровни звукового давления особенно велики, когда они попадают в зону наибольшей акустической активности корпусных деталей и валов. Это наблюдается обычно у наиболее быстроход ных пар.
При работе подшйпников качения также возникают импульсные возмущения из-за волнистости беговых доро жек, овальности тел качения и наличия радиальных за зоров [16, 33]. Наиболее высокую периодичность могут иметь импульсы от волнистости дорожек и овальности тел качения при ширине спектра возмущений до 5 кГц.
Основными факторами, влияющими на величину эффективного звукового давления при работе зубчатой передачи, являются окружное усилие и окружная ско рость [73]
Рт ~ РХѴУ, |
(6 6 ) |
где Рт — эффективное значение звукового давления; Р и и — соответственно окружные усилие и скорость; х я у — коэффициенты, значения которых для зубчатых колес находятся в пределах: х = 0 ,6 — 1,2 ; г/= 0,5—1,1 .
Из выражения (6 6 ) следует, что звуковое давление в волне, излучаемой парой шестерен, пропорционально передаваемой мощности и не зависит от передаточного числа пары, при этом увеличение или уменьшение в оди наковое число раз Р или о на изменении звукового дав ления сказывается приблизительно одинаково.
На основании опытных данных и отмеченных выше закономерностей общий уровень звукового давления сложной механической трансмиссии трактора, выполнен ной в едином блоке, может быть представлен как фун кция
L = Ф(Ы, k, М), |
(67) |
где N— передаваемая мощность; k — число одновремен но работающих пар зубчатых зацеплений; М — масса трансмиссии. По аналогии с выражением (62) средний уровень звукового давления трансмиссии
£ ,Р = Ьхр, + іо L |
lg |
\ g J - |
_ Cllg - ^ Л |
(68) |
V |
N0 |
К |
mpa ) |
|
где LTPo, N0, ko, rtip0— соответственно средний уровень звукового давления, передаваемая мощность, число пар зацеплений и удельная масса эталонной трансмиссии (масса, отнесенная к номинальной тяге на крюке, опре
деляющей тяговый класс трактора); LTp, N, k, m p— соот ветствующие параметры трансмиссии; щ, Ь\, сі — посто янные для данного типа трансмиссий. После преобразо вания выражения (6 8 ) получаем
І тр = С + 10 (lg ЛЛ k '1- lgпф) дб. |
(69) |
Отсутствие достаточного количества данных акусти ческих испытаний трансмиссий затрудняет расчет коэф фициентов аи b1 и си особенно bь так как количество одновременно работающих пар зубчатых зацеплений определяет также ширину спектра излучаемого шума. На основании результатов испытаний весьма ограничен ного числа трансмиссий автором полученй упрощенная формула для ориентировочных расчетов среднего уровня шума на расстоянии 1 м от корпуса многоступенчатой механической трансмиссии пропашных тракторов при ра боте под нагрузкой
Ь{А)тр = С + 8,3 lg N — 19 lg тр дбА. |
(69а) |
Здесь С — постоянный член (С =118 дбА); N— переда ваемая мощность, кВт; тР — удельная масса трансмис сии, кг на 1 кН номинальной тяги на крюке.
ill
Ориентировочный октавный спектр шума трансмис сий в диапазоне частот максимальных излучений, необхо димый для прочих акустических расчетов, может быть построен исходя из следующих соображений. Наиболь ший уровень звукового давления обычно имеет место в октавной полосе, в которую попадает основная частота пересопряжения зубьев первой (самой быстроходной) пары шестерен. В соседних октавных полосах уровни звукового давления уменьшаются на 4— 6 дб в сторону низких и 1—3 дб в сторону высоких частот.
Г л а в а III
БОРЬБА С ШУМОМ В ИСТОЧНИКАХ
11. Глушение шума процесса выпуска
Требования к тракторным глушителям. Специфиче ской особенностью выпускных систем двигателей на уни версальных сельскохозяйственных тракторах является выпуск отработавших газов вверх над двигателем. Та кая компоновка обусловлена, с одной стороны, своей простотой, а с другой — противопожарными требования ми, учитывающими условия эксплуатации универсальных тракторов в сельском хозяйстве. При конструировании выпускных систем эти особенности компоновки ограни чивают длину выпускного тракта, габариты, объем и вес глушителей из-за необходимости обеспечения требований по обзорности, прочности и эстетике.
К глушителям шума выпуска тракторных двигателей предъявляются следующие основные требования: доста точное заглушение шума процесса выпуска в широком диапазоне частот; низкое аэродинамическое сопротивле ние; эффективное искрогашение; ограниченные габариты и вес; простота конструкции, обслуживания и низкая стоимость.
Необходимая характеристика заглушения шума вы пуска глушителем определяется из условия обеспечения допустимых уровней внешнего шума трактора и шума на рабочем месте (см. параграф 8 ). Для выполнения этих условий общее заглушение шума выпуска обычно должно быть не менее 15—20 дбА у тракторов с кабина ми и 22—26 дбА у тракторов без кабин. Установившимся можно считать требование к тракторным глушителям по аэродинамическому сопротивлению — допустимые потери мощности двигателем в пределах 1—1,5% при ухудшении экономичности не более чем на 2,5 мкг/(кВт-ч) .
8. Зак. 735 |
113 |
Эффективность искрогашения, оцениваемая по ре зультатам сравнительных испытаний, должна быть не хуже, чем у эталонных образцов глушителей-искрогаси телей, допущенных органами противопожарной охраны к эксплуатации в сельском хозяйстве.
Исходя из отмеченных ограничений габаритов трак торных глушителей, их объем обычно не превышает (1,5—2) Ѵл (Ил — общий рабочий объем цилиндров дви гателя— литраж), а масса—4— 8 кг.
Выполнение перечисленных требований к характери стикам глушителей, включая простоту и низкую стои мость при ограниченных объемах, является весьма слож ной технической задачей, а возможности использования зарекомендовавших себя глушителей (схем) в транспорт ном машиностроении для тракторов очень ограничены из-за специфических особенностей компоновки.
Элементы конструкций глушителей. Глушение шума процесса выпуска (впуска) основано на принципах по глощения и отражения звуковой энергии, теплообмена и интерференции звуковых волн. В практике глушения шу ма выпуска двигателей внутреннего сгорания применяют ся обычно сложные комбинированные глушители, кото рые состоят из отдельных ячеек — простых глушителей [8 , 33, 60, 65, 79]. По принципу работы простые глушите ли условно подразделяют на два типа —■активные и ре активные. Схемы простых глушителей и вид характери стик заглушения приведены на рис. 52.
Активные глушители в свою очередь подразделяются на глушители с параллельной и последовательной фрик цией. В первом случае ослабление шума происходит за счет поглощения звуковой энергии в материале набивки (облицовки) — рассеивание в порах и превращение в тепло. Во втором случае звуковая энергия необратимо расходуется на работу сил трения между звуковыми волнами в потоке газа и элементами трения в виде ре шеток, сеток и других деталей конструкции. Аналогами таких поглотителей энергии в электрических цепях-явля ются активные сопротивления.
Ослабление звуковой энергии в глушителях с набив кой из поглощающего материала при инженерных рас
четах оценивается по формуле А. И. Белова |
|
AL = 4,4 - 1 M L . дб, |
(70) |
d |
|
114
где f(a) |
— условный коэффициент звукопоглощения |
ма |
||||||||
териала |
набивки; |
I — длина активной части |
глушите- |
|||||||
теля, м; |
d — диаметр трубопровода, м. |
|
f(a) зави |
|||||||
Условный |
коэффициент |
звукопоглощения |
||||||||
сит от коэффициента звукопоглощения материала а: |
|
|||||||||
а . . . |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
/( а ) ... |
0,1 |
0,2 |
0,35 |
0,5 |
0,65 |
0,9 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
4,0 |
Как видно из формулы (70), ослабление звука в ак тивном глушителе будет тем больше, чем выше погло-
пАктивные
L J 3 3 ® 5 a _ АL
/гг1і1 _іI I
Реактивные
m
J L
Рис. 52. Элементы глушителей и вид характеристик заглушения:
«—с параллельной фрикцией; б—с последовательной фрикцией; о—камерный; г и д—резонаторные
щающие свойства материала, больше длина и меньше диаметр трубы.
Глушители активного типа с набивкой из стекловаты, асбестового пухшнура, алюминиевой ваты и других ма териалов хорошо поглощают звуковую энергию в широ ком диапазоне частот. Смещение граничной частоты эф фективного звукопоглощения в сторону низких частот достигается за счет увеличения толщины слоя мате риала.
8* |
115 |