CC BY
32
УДК 621.9.06:628.5
Специальный виброамортизатор для снижения вибрации силовой установки плавучих кранов
А. А. Короткий, В. Е. Касьянов*, Е. В. Егельская
(Донской государственный технический университет,
^Ростовский государственный университет путей сообщения)
Приведена конструкция амортизатора для силовых установок высокой мощности (показана эффективность в снижении уровней вибрации в кабине на рабочем месте оператора).
Ключевые слова: проектирование, виброамортизатор, вибрации, плавучие краны.
Введение. Серийные (существующие) виброамортизаторы в ряде случаев не обеспечивают требуемого снижения уровней вибраций, в первую очередь, на рабочих местах операторов — сидениях и органах управления. Поэтому ниже приведена конструкция опытного амортизатора. Результаты исследований. При разработке конструкции учитывались следующие требования:
- габаритные размеры амортизатора должны соответствовать серийному, чтобы не изменять конструкцию мест крепления;
- увеличение виброизолирующих характеристик должно быть достигнуто путём подбора материалов с увеличенными диссипативными свойствами.
В качестве специальных материалов рекомендуется пористый спечённый материал (ПСМ), металлорезина (МР), которые при требуемой прочности имеют высокие коэффициенты затухания.
КХ><>0<Х\ллУ'>
Рис. 1. Общий вид виброопоры Рис. 2. Установка виброизолятора
В качестве измеряемых величин и оценочных параметров были приняты спектры средних квадратических значений виброускорений в вертикальной плоскости, амплитудно-частотная характеристика и коэффициент вибропередачи в опорах. Данные спектрального анализа полученных результатов экспериментальных исследований представлены на рис. 3. В случае установки на кабину опытных виброизоляторов достигнуты лучшие значения параметров виброизоляции.
Для оценки качества опытных опор по сравнению с серийными, а также для оценки степени улучшения параметров виброизоляции в опорах введён коэффициент оценки эффективности предложенного мероприятия, который определяется следующим образом:
I^ БЫХОП
БЫ ХС
где (убыхоп — средние квадратические значения виброускорения на выходе опытной опоры; аБыхс ~ средние квадратические значения виброускорения на выходе серийной опоры.
Вычисление коэффициента эффективности по данным третьоктавного анализа (рис. 7— 10) выполнялось по выражению:
к = 10)+(Л,„-и)] где Цыхоп, ЬБЫХС, 1Б/оп, ЬБХС — соответственно уровень в дБ виброускорения для третьоктавной полосы частот на выходе опытной, выходе серийной, входе серийной, входе опытной виброопор кабины.
Значения коэффициента эффективности представлены на рис. 4, 5.
Рис. 3. Третьоктавный спектр виброускорения в вертикальной плоскости. Правая передняя опора кабины. пав = 2100 мин 1
В ходе проведения опытных замеров общей вибрации на сиденье оператора было выявлено влияние установки виброизоляторов различной жёсткости. На рис. 5 представлены спектры виброускорений на рабочем месте оператора. На рис. 6 представлены спектры виброускорений на рабочем месте оператора.
----------- - правая передняя опора
____________- левая передняя опора
Рис. 4. Коэффициент оценки эффективности
Рис. 5. 1 — виброизоляция рамы в месте крепления левой задней опоры (опора демонтирована), 2 — виброускорения кабины в месте крепления задней левой опоры, 3 — ускорения на раме (правая задняя виброопора), 4 — ускорения на
кабине (правая задняя виброопора)
На представленных спектрах видно, что с уменьшением жёсткости виброизоляторов уровни виброускорений на сиденье оператора в диапазоне частот от 16 до 125 Гц уменьшаются на 10 дБ, то есть более чем в три раза. Влияние мягких виброизоляторов значительней. Для виброизоляторов с динамической жёсткостью 3,6і 10б Н/м и 5,1'10б Н/м уменьшение вибраций составляет 3—6 дБ, что в 1,5—2 раза меньше, чем у серийного виброизолятора.
Влияние жёсткости виброизоляторов на локальную вибрацию рулевого колеса ещё более значительно. Установка опытных опор даёт возможность увеличить виброизоляцию и снизить уровни виброускорений на рулевом колесе (рис. 6).
Применение более мягких опытных виброизоляторов дало возможность более чем на 10 дБ снизить виброускорения на рулевом колесе в сравнении с вариантом установки более жёстких серийных виброопор.
Рис. 6. Спектр виброускорений на сиденье оператора: 1 — виброизоляторы жёсткостью 1,8' 10б Н/м; 2 — виброизоляторы жёсткостью 3,6'10б Н/м; 3 — виброизоляторы жёсткостью 5,Г10б Н/м; 4 — серийные виброизоляторы, четырёхточечная
схема с задней реактивной штангой
Заключение. Влияние жёсткости виброизоляторов на локальную вибрацию рулевого колеса значительно. Установка опытных опор даёт возможность увеличить виброизоляцию и снизить уровни виброускорений на рулевом колесе. Применение более мягких опытных виброизоляторов дало возможность более чем на 10 дБ снизить виброускорения на рулевом колесе в сравнении с вариантом установки более жёстких серийных виброопор.
Материал поступил в редакцию 12.03.2012.
SPECIAL DAMPER FOR REDUCING VIBRATION OF FLOATING CRANE POWER PLANT
A. A. Korotkiy, V. E. Kasyanov*, E. V. Yegelskaya
(Don State Technical University, *Rostov State Transport University)
The damper design for the high-power plants is presented. (The efficiency effect in reducing the vibration levels in the operator's compartment at his worksite is shown.)
Keywords: design, damper, vibrations, floating cranes.
