Файл: Разумовский М.А. Борьба с шумом на тракторах.pdf

ределяется соотношение условных модулей упругости проектируемого амортизатора, имеющего такой же фак­ тор формы.

При выборе параметров амортизаторов необходимо ' учитывать, что из-за высоких скоростей деформаций, пре­ вышающих скорости релаксационных процессов в резине, динамические модули упругости выше статичес­ ких. Для амортизаторов из резиновых смесей V и VI групп (табл. 11) динамический модуль может превышать статический в 1,2 — 1,6 раза, при этом коэффициент демпфирования достигает 0,2—0,3. Из-за динамического характера нагрузок на амортизаторы кабины допустимые относительные деформации выбираются при сжатии 0,05—0,10, при сдвиге—0,10—0,15.

Тракторные кабины обычно устанавливаются на че­ тырех однотипных амортизаторах (М.ТЗ-80, ZETOR CRYSTAL 8011), суммарная жесткость и расположение которых определяются так, как было рассмотрено выше. Расчетный статический прогиб амортизаторов составляет от одного до нескольких миллиметров, поэтому эффек­ тивность подвески на низких частотах и ее работоспособ­ ность будут зависеть от точности изготовления и сборки всех ее элементов. От точности изготовления зависят равномерное распределение массы кабины по опорам, правильное расположение амортизаторов без перекосов, степень предварительной затяжки. Поэтому в техничес­ ких условиях на изготовление и сборку деталей подвески должны быть оговорены требования на параллельность расположения привалочных поверхностей всех кронштейг нов и их расположение в одной горизонтальной плоскосг ти; толщину кронштейнов для амортизаторов со стяжным болтом; соосность отверстий под амортизаторы и болтьі.

При четырехточечной подвеске кабины выполнить тре­ бование расположения привалочных поверхностей в од­ ной плоскости и избежать монтажных напряжений при применении амортизаторов со стяжным болтом сложно, особенно если учесть, что кабина обычно является свар­ ным узлом, который может деформироваться при сварке. По этим причинам при применении амортизаторов,, при­ веденных на рис. 81, а, б, которые работают на сжатие^ преимущество имеет трехточечная подвеска или четшрехточечная с двумя сближенными амортизаторами, какпрг казано на схеме, представленной на рис. 85. Спаренный

амортизатор целесообразнее устанавливать со стороны, наиболее удаленной от дверей. При таком расположении опор неточность изготовления и деформации при сварке будут сказываться в меньшей степени. Менее чувстви­ тельна к неточности изготовления (расположения крон­ штейнов) подвеска на амортизаторах, приведенных на рис: 81, в, которые имеют более высокую вертикальную податливость (трактор ZETOR CRYSTAL 8011).

Рис: 85. Схемы размещения однотипных амортизаторов в плане

Исследование виброизоляции кабин. При эксперимен­ тальных исследованиях виброизоляции тракторных ка­ бин автором применялись следующие оценочные измери­ тели:

виброизоляция ВИ = Ф ({)—разность уровней колеба­ тельной скорости (или ускорения) в полосах спектра виб­ раций кронштейнов кабины при жестком и упругом креп­ лений;

акустическая эффективность подвески ЭП = Ф(/) — разность уровней звукового давления в полосах спектров шума на рабочем месте при жестком и упругом крепле­ нии кабины; акустическая эффективность абсолютной вйброизолянии — разность уровней звукового давления в полосах спектров шума на рабочем месте при жестком креплении и полной виброизоляции (кабина не имеет связей с остовом трактора).

По этим измерителям проводилась сравнительная оценка различных конструкций упругой подвески кабин, выявлялось влияние различных отклонений технических условий при изготовлении подвески и определялись воз­ можные пределы уменьшения шума в кабине за счет виб­ роизоляции ее от остова трактора.

' На рис. 86 приведены спектры ускорения вибраций кронштейнов опытной кабины на тракторе МТЗ-50 при ее жестком креплении и двух вариантах упругого крепле­

180

ния, а на рис. 87 показана акустическая эффективность по низкочастотному шуму обоих вариантов упругой под­ вески и абсолютной виброизоляции. При упругой под­ веске применялась схема четырехточечного крепления на резино-металлических амортизаторах со статической жесткостью при сжатии 0,3 и 0,8 M H JM . При полной виброизоляции кабина не имела связей с остовом трактора. В этом случае при испытаниях на тормозном стенде она

Рис. 86. Спектры уровня виброускорения кронштейна крепления опыт­ ной кабины к остову трактора МТЗ-50:

/—при жестком креплении; 2 и 3—при упругом креплении

устанавливалась на специальных подставках, которые дополнительно были виброизолированы от фундамента.

Как видно из приведенных результатов испытаний, при упругой подвеске кабины вибрации ее значительно уменьшаются, причем ВИ с увеличением частоты воз­ растает. На низких частотах акустическая эффективность подвески тем выше, чем меньше ее жесткость, и достига­ ет 22—24 дб при полной виброизоляции. Волнообразный характер кривых акустической эффективности подвески на графике обусловлен звукоизолирующими и резонанс­ ными характеристиками деталей непосредственно каби­ ны на низких частотах.

181

Применение упругой подвески кабины на тракторе МТЗ-50 позволило уменьшить шум на рабочем месте до уровней, отвечающих допустимым (ниже предельного спектра № 80). На тракторах МТЗ-80, ZETOR CRYSTAL 8011 с более мощными и скоростными двигателями упру­ гая подвеска кабин дала возможность практически ис­ ключить влияние вибраций на высокочастотный шум на

Рис. 87. Акустическая эффективность подвески опытной кабины на тракторе МТЗ-50:

1 и 2—варианты упругой подвески; 3—абсолютная виброязоляция (кабина не

имеет связей с остовом трактора)

рабочем месте (рис. 88), который при упругой подвеске определяется только воздушным шумом источников и звукоизолирующими свойствами ограждений кабин. Аку­ стическая эффективность упругой подвески для обоих кабин близка к абсолютной.

О виброизоЛяции упругой подвески кабины трактора МТЗ-80 можно судить по спектрограммам, приведенным на рис. 89. Большой перепад вибраций на амортизаторах во всем диапазоне звуковых частот приводит к уменьше­ нию вибраций полика кабины и органов управления до уровней ниже допустимых требованиями по технике бе­ зопасности. При этом значительно уменьшаются вибра­ ции контрольно-измерительных приборов и приборов электрооборудования, размещенных на кабине.

Акустическая эффективность виброизоляции заметно ухудшается, если кабина в результате перекосов и не­ точного изготовления входит в контакт с корпусными де­ талями силовой передачи. В таких случаях на опытном тракторе МТЗ-80 наблюдалось увеличение уровней зву­

182

кового давления в октавных полосах низкочастотного и высокочастотного шума в кабине на 5—7 дб. Чрезмерная затяжка стяжного болта амортизаторов и несоблюдение условия расположения привалочных поверхностей крон­ штейном в одной плоскости также приводит к ухудшению акустической эффективности подвески. Например, при дополнительной затяжке амортизаторов — большей чем

дб

100

30

в о

70

7Г

4

4::s ;

уГ .

/—при жестком креплении кабины; 2 —при упругом креплении; 3 —абсолютная

виброизоляция

предусмотрено чертежом, на 3 мм, отмечалось увеличе­ ние уровней звукового давления в октавной полосе 63 Гц до 7 дб, а в октавах 0,5 и 1 кГц — до 2 дб. До 5 дб уве­ личивался шум при отклонении привалочных поверхнос­ тей одного из кронштейнов относительно общей горизон­ тальной плоскости на 5 мм.

183

а

Исследования виброизоляции тракторных кабин по­ казывают, что при правильном выборе упругих характе­ ристик амортизаторов и схемы их размещения ее эффек­ тивность зависит от точности изготовления и сборки всех элементов подвески. Допуски на изготовление и сборку подвески должны обеспечивать отклонение нагрузок и статического прогиба не более 15—20% от расчет­ ных. Технические требования к упругим характеристикам

Рис. 89. Спектрограммы уровня виброскорости кронштейнов крепле­ ния кабины (упругая подвеска):

/—кронштейн остова трактора; 2—кронштейн кабины

иточности изготовления подвески кабины могут быть снижены на тракторах, у которых двигатель, являющийся

основным источником низкочастотных звуковых вибра­ ций, имеет эффективную упругую подвеску на полураме. В этом случае подвеска кабины должна обеспечивать изоляцию высокочастотных вибраций, на величину кото­ рой упругие характеристики влияют в меньшей степени.

17. Звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции

Звукоизолирующие свойства кабины основаны глав­ ным образом на отражении звуковых волн от ее ограж­ дений, а звукопоглощающие — на преобразовании звуко­ вой энергии в тепло вследствие трения в звукопоглотителях, установленных обычно на внутренних поверхностях ограждений. Чем больше звуковой энергии будет

184

отражать ограждение кабины, тем меньше ее пройдет на рабочее место. Поэтому для уменьшения шума в кабине в первую очередь предпочтение должно отдаваться улуч­ шению ее звукоизолирующих свойств. Звукопоглощающие устройства препятствуют концентрации и накапливанию звуковой энергии в кабине и также способствуют умень­ шению шума на рабочем месте, а б в е

Звукоизолирующие конст­ рукции. Отражение звуковой энергии от ограждений кабины зависит прежде всего от аку­ стического сопротивления ма­ териалов, из которых они изго-

Рис. 90 Типы ограждений (стенок) кабины:

а—одинарное; б—двойное; в

иг—многослойные (типа «сэндвич»)

товлены, а также от их конструктивных особенностей. При одинаковом конструктивном исполнении звукоизо­ лирующие свойства ограждений тем выше, чем большим акустическим сопротивлением обладает материал (31). Поэтому в качестве основных конструктивных материа­ лов для кабин применяются материалы с большим аку­ стическим сопротивлением: сталь, твердые пластмассы, стекло.

Конструктивно ограждения кабин могут выполняться одинарными, двойными и слоеными (рис. 90). Примером одинарных ограждений кабин являются стекла окон, ко­ торые для обеспечения достаточной обзорности занимают

ловии отсутствия потерь звуковой энергии определяется по формуле [33]

185