автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Способы и конструктивные решения снижения аэродинамического шума вакуумно-нагнетательных уборочных машин

кандидата технических наук
Харламов, Алексей Юрьевич
город
Воронеж
год
2005
специальность ВАК РФ
05.05.04
цена
450 рублей
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Способы и конструктивные решения снижения аэродинамического шума вакуумно-нагнетательных уборочных машин»

Автореферат диссертации по теме "Способы и конструктивные решения снижения аэродинамического шума вакуумно-нагнетательных уборочных машин"

На правах рукописи

ХАРЛАМОВ АЛЕКСЕИ ЮРЬЕВИЧ

СПОСОБЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СНИЖЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА ВАКУУМНО-НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ УБОРОЧНЫХ МАШИН

Специальность 05.05.04. - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Устинов Юрий Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Баженов Святослав Петрович

кандидат технических наук, профессор Пурусов Юрий Михайлович

Ведущее предприятие: ОАО "Воронежавтодор" г. Воронеж

Защита состоится 29 апреля 2005 года в 13 часов в аудитории 3020 на заседании диссертационного совета Д 212.033.01 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете, по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВГАСУ.

Автореферат разослан 26 марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. В. Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Совершенствование производства дорожных машин различного назначения, обеспечивающих высокое качество работ, существенное повышение производительности и сокращение материальных, энергетических и трудовых затрат является важной задачей заводов-изготовителей.

Современный процесс строительства и эксплуатации дорог и аэродромов обусловлен большими объема работ, которые должны быть выполнены в кратчайшие сроки, поэтому вопросы оснащения дорожных служб эффективными, надежно работающими машинами - приобретают все большее значение.

Среди большого разнообразия дорожных машин в особую группу выделяется техника для очистки бетонных и асфальтобетонных покрытий большой площади от песка, осколков бетона, камней и прочих посторонних предметов. В эту группу входит вакуумно-нагнетательная уборочная машина В68М-250 (ВНУМ). Особенностью ВНУМ является использование кинетической энергии холодного (не подогретого) воздушного потока для сдувания посторонних предметов. При этом образуется мощный аэродинамический шум и звуковая вибрация, которые негативно воздействуют на водителя.

Многочисленные исследования и повседневная деятельность свидетельствуют, что шум и звуковая вибрация высокой интенсивности оказывают на человеческий организм вредное влияние: изменяется ритм сердечной деятельности, повышается кровяное давление, ухудшается слух, ускоряется процесс утомления, замедляются физические и психологические реакции. Шум является одним из главных факторов утомляемости, который приводит к увеличению травматизма, снижению производительности труда.

Следовательно, вопросы, связанные со снижением шума и звуковой вибрации в кабине тягача, агрегатируемого специальным оборудованием, содержащим мощные источники виброакустической энергии механического и аэродинамического происхождения, выдвигаются на первый план, так как направлены на безопасность жизнедеятельности, а поэтому приобретают значимость и актуальность.

Проблеме снижения виброакустических характеристик воздушного потока посвящено большое количество исследований. Значительный вклад в развитие аэроакустики внесли ученые России и других стран: Абрамович Г.Н., Андреев Н.Н., Блохинцев Д.И, Гутин Л.Я., Иванов Н.И., Квитки В.Е., Красильников ВА, Мунин А.Г., Непомнящий Е.Я., Никифоров А.С., Релей Дж., Устинов Ю.Ф., Юдин Е.Я., Лайтхилл М., Голдстейн М., Хекл М., Хиклинг Р., и др.

Значительных успехов в теории и практике борьбы с шумом и звуковой вибрацией достигнуты в авиастроении, судостроении, автомобилестроении, промышленном и гражданском строительстве. Отечественными и зарубежными учеными решены многие задачи по снижению аэродинамического шума авиационных двигателей. Однако все они, как правило, связаны со сложным конструктивным исполнением или направлены на снижение температуры и скорости воздушного потока. Поэтому использование холодной воздушной струи для

уборки дорог ставит совершенно новые задачи по снижению шума и звуковой вибрации, не уменьшая производительность машин.

Целью данной работы является снижение аэродинамического шума и звуковой вибрации в области инфразвуковых и низких частот вакуумно-нагнетательных уборочных машин за счет конструктивного совершенствования отдельных узлов рабочего оборудования.

Назащиту выносятся

1. Методика расчета частоты собственных колебаний системы «насадок-воздуховод».

2. Результаты экспериментальных исследований по определению уровня инфразвука в кабине ВНУМ.

3. Результаты экспериментальных исследований характеристик воздушного потока ВНУМ.

4. Методика выбора рациональной формы насадка для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации инфразвукового и низкочастотного диапазонов.

5. Уточненная топологическая схема ВНУМ для численных исследований методом конечных элементов.

Объект исследования. Вакуумно-нагнетательная уборочная машина типа В68М-250 на базе автомобиля КрАЗ-250.

Методы исследований: 1) теоретические, включающие методы математической статистики, линейной алгебры, математического моделирования, рационального проектирования; 2) экспериментальные, с использованием прямых и косвенных измерений и анализов спектров.

Научной новизной в диссертационной работе являются:

1. Частота собственных колебаний системы «насадок-воздуховод», рассчитанная для устранения явления резонанса.

2. Результаты экспериментальных исследований аэродинамических параметров, включающие измерение скорости воздушного потока при различных насадках.

3. Уровень инфразвука в кабине ВНУМ определенный экспериментально при насадках различной формы и угла скоса.

4. Рациональная форма насадка для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации.

5. Уточненная топологическая схема ВНУМ для численных исследований воздушного аэродинамического шума методом конечных элементов.

Практическая полезность. Разработанные методики и конструктивные решения по снижению шума и звуковой вибрации могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих вакуумно-нагнетательных машин.

Реализация работы. Результаты теоретических, экспериментальных и численных исследований используются при виброакустическом проектировании машин в ОАО "Рудгормаш" г. Воронеж, модернизации вакуумно-нагнетательных машин в войсковой части 45809 Московская обл. Одинцовский

р-н п. Кубинка-7, а также внедрены в учебный процесс Воронежского высшего военного авиационного инженерного училища.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены на 13-ой и 15-ой сессии Российского акустического общества (г. Москва, 2003, 2004 гг.); 6-°" и 7-ой Международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии», (г. Воронеж, 2003, 2004 гг.); Международной молодежной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (г. Воронеж, 2003 г.); 3-е" Международной научной конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (г. Пенза, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Система непрерывного профессионального образования на базе университетских комплексов» (г. Воронеж, 2004 г.); 13-" Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов с учетом климатогеографических условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока» (г. Иркутск, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование наземного обеспечения авиации» (г. Воронеж, 2003 г.); 28-™ Научно-технической конференции молодых научных сотрудников (г. Люберцы, 2004 г.), 3-е" Межвузовских научно-методических конференциях Воронежского военного авиационного инженерного училища «Совершенствование наземного обеспечение авиации» (г. Воронеж, 2002, 2003, 2004 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 статей, получен патент на изобретение РФ и два свидетельства о государственной регистрации разработок в отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 150 наименований и 7 приложений. Работа содержит 181 страницу сквозной нумерации, включая 48 рисунков, 16 таблиц и 31 страницу приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность научно-технической задачи снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации в инфразвуковом и низкочастотном диапазонах вакуумно-нагнетательных уборочных машин, обосновывается научная новизна, практическая значимость, перечислен круг задач, решаемых в рамках диссертационной работы.

В первой главе "Состояние вопроса, цель и задачи исследований " описано негативное влияние аэродинамического шума и звуковой вибрации в инфразву-ковом и низкочастотном диапазонах на здоровье, производительность и условия труда водителей. Приведена общая характеристика источников аэродинамического шума. Рассмотрены основные конструктивные особенности ВНУМ с точки зрения возникновения и распространения виброакустической энергии.

На основании анализа литературных источников приведены описания и аналитические зависимости для определения характеристик звуковой энергии

агрегатов, элементов и систем ВНУМ. Установлено, что основными взаимосвязанными источниками шума являются: базовый двигатель, двигатель специального оборудования, воздуходувки и воздушная струя, истекающая с высокой скоростью из насадка прямоугольной формы на очищаемую поверхность под углом 7° к ней.

Приведен анализ способов снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации. Отмечено, что форма и угол наклона насадка к очищаемой поверхности существенно влияют на производительность машины и шумность струи. В качестве гасителей колебаний рассмотрены: демпфирующие устройства и конструкционные изменения с целью устранения совпадения «резонансных точек» агрегатов и систем ВНУМ. Рассмотрены существующие математические модели аэродинамического шума.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1 Определение вкладов источников виброакустической энергии в общее звуковой поле кабины ВНУМ, включая воздуходувки и воздушную струю, с использованием современного способа разделения источников виброакустической энергии.

2. Уточнение топологической схемы колебаний кабины для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации воздушного потока на ранней стадии проектирования машины.

3. Разработка рациональной формы насадка для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации в кабине ВНУМ и проведение его виброакустических испытаний.

4 Установление на основе численного эксперимента взаимосвязи общего шума ВНУМ и флуктуаций воздушной струи при различных конструктивных параметрах насадков.

5. Разработка методики экспериментальных исследований виброакустических характеристик машин, учитывающей скорость истечения струи и реакцию на насадок.

6. Определение экономической эффективности мероприятий по снижению шума в кабине вакуумно-нагнетательных уборочных машин.

Во второй главе "Расчет виброакустических параметров воздушной струи" приведена методика взаимодействия воздушного потока с очищаемой поверхностью, которая позволяет определить следующие параметры: скорость воздушного потока на различной высоте над очищаемой поверхностью; скорость движения частиц мусора по нормали к очищаемой поверхности; поступательную скорость частиц мусора; длину полета частиц мусора; ширину захвата ВНУМ и скорость уноса частиц при различных формах насадков.

В результате определено, что насадки по своей форме близкие к щели обладают невысокой скоростью уноса и в некоторых случаях не обеспечивают полную уборку очищаемой поверхности. Наиболее высокую скорость уноса имеют насадки круглой и эллиптической формы. Несмотря на некоторое сужение эллиптического насадка по сравнению с прямоугольным ширина захвата очищаемой поверхности не снижается, а даже наблюдается некоторый рост.

На основании формулы Лайтхилла для звуковой мощности воздушного потока Р определен общий уровень звукового давления (УЗД), создаваемый струей ЬА = 87,5 дБА Согласно ГОСТ 30691 - 01 общий УЗД не должен превышать 80 дБА.

где рс,р0 - плотности кг/м3 струи и окружающей среды соответственно; Uc - скорость струи, м/с; D - диаметр сопла, м;

k - коэффициент зависящий от уровня начальной турбулентности и формы насадка, k = 105 для струй с числом Маха М < 0,3; Со - скорость звука в окружающей среде, м/с; Ро - опорная звуковая мощность, Ро = 10-12 Вт.

Собственная частота колебаний системы «насадок-воздуховод» (рисунок 1) определяется по формуле (3).

(1)

А< =ioig у ,

о

(2)

а)

б)

а) вакуумно-нагнетательная уборочная машина (вид сзади),

б) воздуховод с насадком (продольное сечение).

Рисунок 1 - Схема «насадок-воздуховод»

fcuc ~ 2nJjIP I ~ 1ГЧ (3)

V cue cue

где J - момент инерции системы относительно оси подвеса,

Рсис- общий вес системы, lcuc - расстояние от центра масс до оси подвеса Флюктуации воздушного потока образуемого ВНУМ приводят к колебанию всей конструкции, в том числе и кабины. Для защиты водителя от этих возмущений выполнены различные конструктивные решения по снижению звуковой вибрации Значительное влияние на уровень воздушного и структурного аэродинамического шума в кабине ВНУМ оказывает форма и угол скоса насадка к очищаемой поверхности Для снижения вредного воздействия виброакустических факторов на водителя были исследованы насадки с целью нахождения рационального варианта (рисунок 2,3).

Рисунок 2 - Насадки прямоугольного сечения

Рисунок 3 - Насадки эллиптической формы

В третьей главе "Системный анализ процесса образования и распространения аэродинамического шума и звуковой вибрации и их математическая модель " обосновывается применение метода конечных элементов для решения задачи прогнозирования виброакустических параметров в кабине ВНУМ

При проектировании ВНУМ массой - т возникает необходимость учитывать звуковую вибрацию аэродинамического происхождения, проникающую в

кабину массой - т1 через опорные связи, что на начальном этапе является задачей определения переменной составляющей реактивной силы воздушного потока - при насадках различной формы и угла скоса.

Расчетная схема воздействия реактивной силы воздушного потока на ВНУМ представлена на рисунке 4.

Корреляционная функция случайной составляющей

где - дисперсия случайной составляющей

в - параметр затуханий колебаний вызванных переменной силой;

- характеризует быстроту убывания корреляционной зависимости между

ординатами процесса;

- характеризует степень нерегулярности процесса.

Для определения виброускорения кабины, вдоль направления оси X, рассчитывается дисперсия смещения кабины. Уравнение случайных колебаний кабины имеет вид

где ^ = Дх, - случайное смещение кабины, вызванное действием Л/?(0

Для выполнения численных расчетов по определению и оценке виброакустических воздействий на водителя ВНУМ, в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете, была разработана программа «Оптимизация виброшумозащитного комплекса транспортных и тяговых машин» на основе метода конечных элементов, и плоская топологическая схема ВНУМ, представленная на рисунке 4.

Предложенная схема позволяет моделировать колебания воздушной среды, вызванные внешним звуковым давлением в широком диапазоне частот. Для моделирования колебаний конструкций машины используется схема созданная на основе продольного разреза ВНУМ. Топологические схемы в совокупности охватывают все особенности влияния формы и угла скоса насадка к очищаемой поверхности на общий шум в кабине ВНУМ.

Оценка виброакустического воздействия на водителя ВНУМ в том числе в инфразвуковом и низкочастотном диапазонах частот осуществлялась путем проведения анализов спектров звукового давления по времени и последующего сравнения с предельными значениями соответствующих величин. Зависимости получены для ВНУМ со штатным прямоугольным насадком и штатными

Рисунок 4 - Топологическая схема ВНУМ при аппроксимации ее конечными элементами и воздействии на насадок со стороны реактивной силы воздушного потока

виброизоляторами кабины, а также для машины, с рациональным насадком, с облицовкой кожуха двигателя специального оборудования звукопоглощающим материалом, применением активного глушителя шума и виброизоляторов кабины рациональной жесткости Поскольку интенсивность виброакустических воздействий на человека зависит от частоты, то данные предельные значения нормируются по стандартным частотным полосам октавам или 1/3-октавам (рисунок 5,6)

гр;тз I Э совдз 5*Р Х»2«0е*«Ю0 ' 1Мк*000

С*Р ГЬ

Рисунок 5 - Уровни звукового давления Лр, дБ в 1/3-октавных полосах частот в кабине со штатным прямоугольным насадком и штатными виброизоляторами кабины

Рисунок 6 - Уровни звукового давления Ьр , дБ в 1/3-октавных полосах частот в кабине при насадке формы эллипса (а/Ь -3,1 угол скоса 27°) и виброизоляторами кабины рациональной жесткости

Результаты численных исследований показывают высокую эффективность

использования рациональных насадков совместно с звукопоглощающими конструкциями и виброизоляторами кабины рациональной жесткости В частности, общий шум в кабине снижается на 14,5 дБА, а на характерных 1/3-октавных частотах 8 Гц - на 13,1 дБ, 160 Гц - на 21,6 дБ

В четвертой главе "Экспериментальные исследования аэродинамического шума" представлена методика и результаты исследований на натурном образце машины на открытой площадке в свободном звуковом поле с целью определения уровней звукового давления внутри кабины, скоростных параметров воздушного потока и влияния формы и угла скоса насадка к очищаемой поверхности на шумность воздушной струи.

Измерения шума осуществлялись в соответствии с требованиями к условиям измерений ИСО 4872 и методам измерений ИСО 6394 - 85.

Натурные акустические исследования проводились в следующем порядке Вначале измерения УЗД в кабине водителя ВНУМ осуществлялись при совместной работе всех источников шума Далее замеры проводились при последовательном отключении источников акустической энергии Такой способ разделения источников позволяет оценить их вклад в общее звуковое поле, не зависимо друг от друга

На основе полученных экспериментальных данных построены спектры шума в октавных полосах частот, представленные на рисунке 7

од ч- со со ю го ю о о о о о* г,, 1- - со см ю о о о о и ч

т Т- СМ Ю О О О

" Т- см ^

все включено; 2 - выключен базовый двигатель (БД); 3 - выключен базовый двигатель и отключены воздуходувки; 4 - ГОСТ 30691-01, 5 - предельно допустимый спектр инфразвукового шума на рабочих местах

Рисунок 7 - Спектрограмма шума в кабине ВНУМ в октавных полосах частот

Анализ спектрограммы (рисунок 7) показывает, что в широком диапазоне частот от 4 до 8000 Гц шум ВНУМ превышает допустимые значения Общий шум в кабине водителя при работе: всех источников акустической энергии; при выключенном базовом двигателе, при выключенном базовом двигателе и отключенных воздуходувках превышает допустимые значения (80 дБА) соответственно на 15,5; 12,4 и 9,3 %.

Методом энергетического суммирования определяются вклады источников шума1 БД, двигателя специального оборудования (ДСО), воздуходувок и воздушной струи (В и ВС) в общее звуковое поле Ь по формуле:

Ц ~ ^И и ВС ■

где

Тогда имеем следующие уровни звука источников, измеренных в кабине, в

^•2 ~ ^ДСО >

дБА. Ьщ =88,81

Ь„

=87,4; Ь„

=86,31

На следующем этапе измерялась скорость воздушного потока на расстояниях от насадка 0...40Бпр (приведенных диаметров сопла). Результаты измерений для различных насадков (рисунок 2,3) представлены на рисунке 8

4 8 12 16 8-0пР

Рисунок 8 - Диаграмма распределения скоростей воздушного потока

Анализ полученных данных показал, что при исполнении насадка в виде прямоугольной щели, скорость воздушного потока, а следовательно и производительность падает быстрее, чем при форме насадка близкого к круглому или

эллиптическому. Сходимость расчетных значений скорости воздушного потока с измеренными экспериментально имеет погрешность 5 ..9 %.

Далее производились измерения акустических параметров воздушной струи для различных насадков (рисунок 9). Как видно из спектров, наибольшее снижение УЗД наблюдается при насадке формы эллипса (а^ = 3,1), угол скоса 27° на среднегеометрических частотах 5...8, 80...160; 200...315; 1250...6000 Гц и составляет 9,3; 2,7; 5,0 и 5,0 % соответственно, а общий шум снизился на 1,7 дБА.

1 - без насадка; 2 - насадок эллипс (а^ = 3,1), угол скоса 7°; 3 - насадок эллипс (а^ = 3,1), угол скоса 27°

Рисунок 9 - Спектры шума в кабине ВНУМ в 1/3-октавных полосах частот для

различных насадков

На заключительном этапе определялась максимальная частота излучения для воздушной струи ВНУМ, истекающей из насадков различной формы:

В результате воздушная струя, истекающая из штатного насадка, излучает максимум своей акустической энергии в 1/3-октавной полосе частот 80 Гц и соответственно в октавной полосе частот 63 Гц. Из рисунка 7 хорошо видно, что при отключении воздуходувок и воздушной струи уровень шума в диапазоне частот 50...80 Гц падает на 6,3... 12,7 дБ, что подтверждает теоретически рассчитанное значение максимальной частоты излучения воздушной струи.

В пятой главе "Экспериментальные исследования звуковой вибрации " отражены цель и задачи полевых исследований, представлена методика исследований виброакустических параметров объекта, представлены результаты виброакустических исследований на натурном образце на открытой площадке в свободном звуковом поле. Определены: вклад источников виброакустической энергии ВНУМ в общее звуковое поле кабины, реактивная сила R воздушного потока и ее стационарная случайная составляющая - , а также оценка

влияния конструктивных факторов на структурный и общий шум в кабине.

На первом этапе определялся вклад основных источников звуковой вибрации. Измерения показали, что воздуходувки и воздушная струя и вносят существенный вклад в общее звуковое поле кабины, при отключении воздуходувок происходит снижение виброускорения платформы на 1/3-октавных частотах 6,3; 80 и 160 Гц.

На втором этапе исследований находилась реактивная сила воздушного потока и ее переменная составляющая (рисунок 10).

1 - место установки тензометров; 2 - оссоцилографический комплект К-008; 3 - образцовый динамометр; 4 - действие лебедки.

Рисунок 10 - Схема проведения исследований

Используя изображение, полученное с осциллографа и результаты тарировки, определялись значения фактического ряда переменной составляющей реактивной силы ДR(t). При использовании пакета программ на DELPHI 6.0 производилось разложение переменной составляющей реактивной силы в ряд Фурье. Используя теорию вероятности и математическую статистику, рассчитывалась зависимость дисперсии виброскорости пола кабины - от ЩЛ (рисунок 11,12).

1 - переменная составляющая реактивной силы; 2 - дисперсия виброскорости пола кабины; 3 - собственная частота колебаний системы «насадок-воздуховод»

Рисунок 11 - Спектрограмма функций Од1(/)и ДД(/)со штатным насадком

1 - переменная составляющая реактивной силы; 2 - дисперсия виброскорости пола кабины; 3 - собственная частота колебаний системы «насадок-воздуховод»

Рисунок 12 - Спектрограмма функций СЛ1(/)и ДЯ(/)с насадком формы эллипса (а/Ь = 3,1), угол скоса 27°

Влияние формы и угла скоса насадка на дисперсию виброскорости пола кабины представлено на рисунке 13.

0,Н 10

10 10,7 12,7 15,4 19 24 31,4 42,7 61,6 а/Ь

Рисунок 13 - Зависимость (0 от формы и угла скоса насадка

Согласно рисунку 11 дисперсия виброскорости пола кабины пропорциональна АЛ(/), и имеет максимальные значения при /= 1, 3, 7 и 13 Гц - «резо-

нансные точки», совпадая в одном из своих максимумов с собственной частотой колебаний системы «насадок-воздуховод» /сис = 7Гц . Значения частот / =2, 6, 8, 11 Гц, которым соответствуют минимальные величины динамических перемещений, являются «антирезонансными точками».

В ходе сравнительного анализа (рисунок 12) выявляется, что при установке насадка формы эллипса (а/Ъ = 3,1), угол скоса 27° происходит изменение частот «резонансных точек» флуктуации воздушного потока. Таким образом, собственная частота колебаний системы «насадок-воздуховод» попадает в один из минимумов спектра возбуждения и тем самым снижается динамическая реакция системы.

При использовании пакета программ STATISTIKA 6.0, строится график зависимости 0№(1) от формы насадка и угла скоса (рисунок 14) и рассчитывается уравнение регрессии: (8) для значений ^¡(0 { 1500 Н с коэффициентом корреляции ек = 0,92 и (9) для дисперсии выше 1500 Н с ек = 0,87.

Рисунок 14 - Зависимость £¡«(0 от формы насадка и угла скоса

£>м 0) = 0,3477 + 0,08та + 23,66аг -18,99у -156,34а + 621,99 (8) 0 0 Ь

а

а

а

= 0,46^ + 0,12 ~ а +11,79а2 -26,417-131,27а + 825,08 (9) 0 0 о

а

а

Таким образом, обрисовывается область рациональных насадков ограниченная значением ~ 1500 Н, после которого дисперсия возмущающей силы растет более стремительно.

В шестой главе "Социально-экономическое обоснование результатов исследований"определяется снижение уровня шума с Ь, до Ь2 и годовой экономический эффект - Э:

где - полные ежегодные трудовые потери при работе в услови-

ях шума с уровнями звука соответственно Ь1 и Ь;

3, - среднегодовая заработная плата с начислением на одного водителя, р;

Д - число водителей, для которых снижен шум.;

Кд - дополнительные вложения в мероприятия по снижению шума, р;

- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, сЭ - среднегодовые эксплуатационные расходы на звукозащиту.

Годовой экономический эффект от применения рационального насадка совместно с звукопоглощающими конструкциями и виброизоляторами кабины рациональной жесткости составляет 9506,2 р/год на одну машину, что влечет за собой снижение шума в кабине на 15,8 % и позволяет добиться социального эффекта за счет меньшей заболеваемости и утомляемости водителя.

В приложении приведены акты внедрения результатов научно-исследовательской работы, описание изобретения, свидетельства о государственной регистрации разработки в отраслевом фонде алгоритмов и программ, диплом участника конференции, копия удостоверения члена Российского акустического общества, отчет о патентных исследованиях и свидетельства о поверке измерительных приборов.

1. На основании результатов натурных экспериментальных исследований установлено, что уровень шума в кабине вакуумно-нагнетательной уборочной машины от воздуходувок и воздушной струи составляет 86,3 дБА, что превышает нормативные значения ГОСТа 30691- 01 на 6,3 дБА. Наибольшее излуче-

II

0,01 3, • Ц ~(РИк0 +с/>

(10)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ние виброакустической энергии от воздуходувок и воздушной среды происходит на частотах 5 10,50 100,160,400 1000 Гц

2 При использовании метода последовательного отключения определен вклад источников виброакустической энергии в общее звуковое поле кабины при включении двигателя специального оборудования и редуктора привода воздуходувок превышение уровня звука в кабине ВНУМ составляет 7,4 дБА, включение воздуходувок и истечение воздушной струи увеличивает превышение уровня звука до 9,9 дБА, при включении всех источников - 12,4 дБА

3 В результате проведения лабораторных акустических исследований определены рациональные насадки, при установке которых наблюдается наибольшее снижение уровня звукового давления на среднегеометрических частотах 5 8,80 160,250 315,1250 6000 Гц Максимальное снижение УЗД наблюдается при насадке формы эллипса (а/Ь = 3,1), угол скоса 27° и составляет 9,3, 2,7, 5,0 и 5,0 % соответственно, а общий шум в среднем снижается на ъ

1,7 дБА

4 Разложение переменной составляющей реактивной силы воздушного потока в ряд Фурье показало, что функция имеет максимальные значения на частотах / - 1, 3, 7 и 13 Гц - «резонансные точки», совпадая с собственной частотой системы «насадок-воздуховод»^ = 7 Гц

5 При установке насадка эллипс (а/Ь = 3,1), угол скоса 27° переменная составляющая реактивной силы воздушного потока имеет наименьшую амплитуду колебаний и соответственно наименьшую дисперсию, вследствие изменения частот «резонансных точек» пульсаций воздушного потока Резонансная частота системы «насадок-воздуховод» попадает в один из минимумов спектра возбуждения и тем самыми снижается динамическая реакция системы на

15 20%

6 Определены геометрические характеристики насадков, ограниченные значением после которого дисперсия возмущающей силы растет более стремительно, так как функция приобретает квадратичный вид

7 Установлена зависимость изменения дисперсии переменной составляющей реактивной силы воздушного потока от формы и угла скоса насадка, позволяющая определить рациональный насадок, максимально снижающий уровень звуковой вибрации в инфразвуковом диапазоне

8 Разработана методика численных исследований шума и звуковой вибрации в системе вакуумно-нагнетательной уборочной машины типа В68М-250 и воздушной среды на основе метода конечных элементов при внешнем виброакустическом воздействии, учитывающая геометрические параметры элементов конструкции насадка, позволяющая оценить виброакустические воздействие на водителя при использовании различных насадков

9 В результате исследований установлен комплекс мероприятий по виб-рошумозащите водителя учитывающий применение рациональных насадков, облицовку кожуха двигателя специального оборудования звукопоглощающим материалом, использование активного глушителя шума и виброизоляторов ка-

бины рациональной жесткости, что позволило снизить шум и звуковую вибрацию в кабине на 14,5 дБА.

10. Проведение шумопонижающих мероприятий на вакуумно-нагнетательной уборочной машине позволяет снизить уровень шума на рабочем месте на 14,5 дБА, при этом положительный годовой экономический эффект составляет 9506,2 р/год за счет снижения трудовых потерь вследствие меньшей заболеваемости и утомляемости водителя.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1 Иванов В.П. Влияние производственного шума на организм человека / В.П. Иванов, А.А Кравченко, А.Ю. Харламов, И.В. Козюлин // Совершенствование наземного обеспечения авиации / Межвузовский сборник научно-методических трудов. - Воронеж, 2003. - С. 58-61. Лично автором выполнено - 1 с.

2 Кравченко А.А. Способы снижения механического и аэродинамического шума / А.А. Кравченко, А.Ю. Харламов // Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов с учетом климатогеографи-ческих условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока / Материалы 13ой всероссийской научно-технической конференции. - Иркутск, 2003. - С 4952. Лично автором выполнено - 3 с.

3 Кравченко А.А. Новая звукопоглощающая конструкция на основе нетканых материалов / А.А Кравченко, А.Ю. Харламов, СМ. Дуплищев / Экология и безопасность жизнедеятельности // Материалы 3е Международной научной конференции. - Пенза, 2003.- С. 104-107. Лично автором выполнено- 1с.

4 Устинов Ю.Ф. Результаты экспериментальных исследований по определению реактивной силы воздушного потока вакуумно-нагнетательных уборочных машин / Ю.Ф. Устинов, А.Ю. Харламов, Я.В. Петросян // Труды 15-°" сессии Российского акустического общества. - М., 2004. - Т. № 3, С 173-176. Лично автором выполнено - 2с.

5 Устинов Ю.Ф. Методика проведения лабораторно-полевых исследований акустических параметров воздушного потока машины типа В68М-250 / Ю.Ф. Устинов, Л.Н. Чувычкин, А.Ю. Харламов, СА. Медведков // Наземное обеспечение авиации вооруженных сил / Сборник научных трудов. -Воронеж: 2002. - С 151-154, Лично автором выполнено - 3 с.

6 Устинов Ю.Ф. Определение скорости воздушного потока при различных углах скоса сопла машины типа В68М-250 / Ю.Ф. Устинов, Л.Н. Чувычкин, А.Ю. Харламов, АА. Кравченко // Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы / Труды Международной молодежной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Воронеж, 2002. - С 14-16. Лично автором выполнено - 2 с.

7 Устинов Ю.Ф. Основные виды и уточненная методика расчета шума газовой струи вакуумно-нагнетательной уборочной машины / Ю.Ф. Устинов, Л.Н. Чувычкин, А.Ю. Харламов, АА Кравченко // Высокие технологии в экологии / Материалы 6-°" международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2003. - С 208-211, Лично автором выполнено - 2 с.

8 Харламов А.Ю. Снижение вибрации трубопроводов машины типа В68М-250. / А.Ю. Харламов // Материалы 28-ой Научно-технической конференции молодых научных сотрудников. - Люберцы, 2004. - С 113-115. Лично автором выполнено - 3 с.

9 Харламов А.Ю. Результаты экспериментальных исследований акустических параметров воздушного потока машины типа В68М-250 / А.Ю. Харламов // Труды 13-"1 сессии Российского акустического общества. - М., 2003. - Т. № 5, С 51-54. Лично автором выполнено - 4 с.

10 Харламов А.Ю. Результаты исследований шума воздушной струи. / А.Ю. Харламов // Высокие технологии в экологии / Материалы 7-" международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2004. - С. 180 — 183. Лично автором выполнено - 4 с.

11 Чувычкин Л.Н. Существующие модели аэродинамических источников шума / Л.Н. Чувычкин, Я.М. Пиндус, А.Ю. Харламов, Е.В. Быстрянцев // Совершенствование наземного обеспечения авиации / Материалы докладов Всероссийской научно-практической конференции. - Воронеж, 2003. -С 161-165. Лично автором выполнено - 3 с.

12 Чувычкин Л.Н. Методика проведения экспериментальных исследований по определению реактивной силы воздушного потока машины типа В68М-250 / Л.Н. Чувычкин, А.Ю. Харламов, Е.В. Быстрянцев, А.Ю. Жо-кин // Система непрерывного профессионального образования на базе университетских комплексов / Материалы международной научно-практической конференции - Воронеж, 2004. - С. 242-246. Лично автором выполнено - 3 с.

13 Пат. 2239238 РФ, МПК О 10 К 11/16. Звукоподавляющая ячеистая панель / Ю.Ф. Устинов, А.Ю. Харламов и др. // Воронежский государственный архитектурно-строительный университет. - № 2003107507; заявлено 18.03.2003; Опубл. 27.10.2004; Приоритет 18.03.2003. - 12 с.

14 Свидетельство о государственной регистрации разработки в отраслевом фонде алгоритмов и программ. Прогнозирование шума самоходных технологических машин / Ю.Ф. Устинов, А.Ю. Харламов и др. / Воронежский государственный архитектурно-строительный университет. -

№ 50200401469; Регистр. 15.12.2004.

15 Свидетельство о государственной регистрации разработки в отраслевом фонде алгоритмов и программ. Оптимизация виброшумозащитного комплекса транспортных и тяговых машин / Ю.Ф. Устинов, А.Ю. Харламов и др. / Воронежский государственный архитектурно-строительный университет. - № 50200401470; Регистр. 15.12.2004

Подписано в печать 21. 03. 2005г. Формат 60x84 1/16. Печатных листов 1,4. Бумага для множительных аппаратов. Тираж 100 Заказ №136 Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006, Воронеж, 20-летия

Октября, 84.

05.G1- Of. 06

■ - " 690

/ i

J 1 • о^л*-

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Харламов, Алексей Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Влияние инфразвука на здоровье водителей дорожных машин.

1.2 Общая характеристика источников аэродинамического шума.

1.3 Способы снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации

1.4 Существующие математические модели аэродинамического шума

Выводы.

Цель и задачи исследований.

2 РАСЧЕТ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУШНОЙ СТРУИ.

2.1 Взаимодействие воздушной струи с очищаемой поверхностью.

2.2 Расчет звуковой мощности воздушной струи.

2.3 Расчет частоты собственных колебаний системы «насадок-воздуховод».

2.4 Конструктивные решения снижения аэродинамического шума.

Выводы.

3 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА И ЗВУКОВОЙ ВИБРАЦИИ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

3.1 Операционная система решения задачи по снижению 60 аэродинамического шума и звуковой вибрации.

3.2 Формирование базы исходных данных.

3.3 Математическая модель аэродинамического шума и звуковой вибрации.

3.4 Результаты расчета аэродинамического шума, звуковой вибрации и их анализ.

Выводы.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА.

4.1 Цель и задачи полевых экспериментальных исследований.

4.2 Методика проведения экспериментальных исследований.

4.3 Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

4.4 Анализ аналитических и экспериментальных результатов.

Выводы.

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗВУКОВОЙ ВИБРАЦИИ.

5.1 Цель и задачи полевых экспериментальных исследований.

5.2 Методика проведения полевых экспериментальных исследований.

5.3 Результаты измерения звуковой вибрации.

5.4 Определение реактивной силы воздушного потока.

5.5 Анализ расчетных и экспериментальных исследований.

Выводы.

6 СОЦИАЛЬНОЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Выводы.

Введение 2005 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Харламов, Алексей Юрьевич

Актуальность темы исследования. Совершенствование производства дорожных машин различного назначения, обеспечивающих высокое качество работ, существенное повышение производительности и сокращение материальных, энергетических и трудовых затрат является важной задачей заводов-изготовителей [48,103].

Современный процесс строительства и эксплуатации дорог и аэродромов характеризуется большими объемами работ, которые должны быть выполнены в кратчайшие сроки, поэтому вопросы оснащения дорожных служб эффективными, надежно работающими машинами приобретают все большее значение [48, 76].

Среди большого разнообразия дорожных машин в особую группу выделяется техника для очистки бетонных и асфальтобетонных покрытий большой площади от песка, осколков бетона, камней и прочих посторонних предметов. В эту группу входит вакуумно-нагнетательная уборочная машина В68М-250 (ВНУМ). Особенностью ВНУМ является использование кинетической энергии холодного (не подогретого) воздушного потока для сдувания посторонних предметов [75, 76, 103]. При этом образуется мощный аэродинамический шум и звуковая вибрация.

Многочисленные исследования и повседневная деятельность свидетельствуют, что шум и звуковая вибрация высокой интенсивности оказывают на человеческий организм вредное влияние: изменяется ритм сердечной деятельности, повышается кровяное давление, ухудшается слух, ускоряется процесс утомления, замедляются физические и психологические реакции. Шум является одним из главных факторов утомляемости, который приводит к увеличению травматизма, снижению производительности труда [26].

Следовательно, вопросы, связанные со снижением шума и звуковой вибрации в кабине тягача, агрегатируемого специальным оборудованием, содержащим мощные источники виброакустической энергии механического и аэродинамического происхождения, выдвигаются на передний план, так как направлены на безопасность жизнедеятельности, а поэтому приобретают значимость и актуальность [13,40].

Необходимо отметить, что в промышленно развитых странах мира существует предпосылки к снижению нормативного уровня шума в кабине до 76.78 дБА. Поэтому особенно важно разработать методики, позволяющие еще на стадии проектирования прогнозировать виброакустические характеристики машины.

Снижение уровня звукового давления и виброскорости кабины за счет конструктивных изменений источника - один из эффективных методов борьбы с шумом. Проблеме снижения виброакустических характеристик воздушного потока посвящено большое количество исследований. Значительный вклад в развитие аэроакустики внесли ученые России и других стран: Абрамович Г.Н., Андреев Н.Н., Блохинцев Д.И, Гутин Л.Я., Иванов Н.И., Квитки В.Е., Красильников В.А, Мунин А.Г., Непомнящий Е.Я., Никифоров А.С., Релей Дж., Устинов Ю.Ф., Юдин Е.Я., Лайтхилл М., Голдстейн М., Хекл М., Хик-линг Р. и др. [8, 66, 77, 106, 143].

Значительных успехов в теории и практике борьбы с шумом и звуковой вибрацией достигнуты в авиастроении, судостроении, автомобилестроении, промышленном и гражданском строительстве [3, 4, 17, 18, 23, 29, 56.58, 62, 69, 73, 105, 107. 109]. Отечественными и зарубежными учеными решены многие задачи по снижению аэродинамического шума авиационных двигателей [3, 4, 18, 55, 101]. Однако все они, как правило, связаны со сложным конструктивным исполнением или направлены на снижение температуры и скорости воздушного потока. Поэтому использование холодной воздушной струи для уборки дорог ставит совершенно новые задачи по снижению шума и звуковой вибрации, без уменьшения производительности машин [9, 18, 29, 33, 80].

Целью данной работы является снижение аэродинамического шума и звуковой вибрации в области инфразвуковых и низких частот вакуумно-нагнетательных уборочных машин за счет конструктивного совершенствования отдельных узлов рабочего оборудования. На защиту выносятся:

1. Методика расчета частоты собственных колебаний системы «насадок-воздуховод».

2. Результаты экспериментальных исследований по определению уровня инфразвука в кабине ВНУМ.

3. Результаты экспериментальных исследований характеристик воздушного потока ВНУМ.

4. Методика выбора рациональной формы насадка для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации инфразвукового и низкочастотного диапазонов.

5. Уточненная топологическая схема ВНУМ для численных исследований методом конечных элементов.

Исходя из поставленной цели, определен круг задач, охватывающий разработку уточненных методик расчета распространения аэродинамического шума и звуковой вибрации воздушной струи, проведение лабораторно-полевых исследований на натурном образце машины, поиск рациональных форм насадков, испытания их в лабораторных условиях, разработку практических рекомендаций и др.

Научной новизной в диссертационной работе являются:

1. Частота собственных колебаний системы «насадок-воздуховод», рассчитанная для устранения явления резонанса.

2. Результаты экспериментальных исследований аэродинамических параметров, включающие измерение скорости воздушного потока при различных насадках.

3. Уровень инфразвука в кабине ВНУМ определенный экспериментально при насадках различной формы и угла скоса.

4. Рациональная форма насадка для снижения аэродинамического шума и звуковой вибрации.

5. Уточненная топологическая схема ВНУМ для численных исследований воздушного аэродинамического шума методом конечных элементов. Практическая ценность и внедрение результатов. Разработанные методики и конструктивные решения по снижению шума и звуковой вибрации могут быть использованы при проектировании новых и модернизации существующих вакуумно-нагнетательных машин.

Результаты теоретических, экспериментальных и численных исследований используются при виброакустическом проектировании машин в ОАО «Рудгормаш» г. Воронеж, модернизации вакуумно-нагнетательных машин в войсковой части 45809 Московская обл. Одинцовский р-н п. Кубинка-7, а также внедрены в учебный процесс Воронежского высшего военного авиационного инженерного училища.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены на 13"°й и 15"°й сессии Российского акустического общества (г. Москва, 2003, 2004 гг.); 6"°й и 7"°й Международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии», (г. Воронеж, 2003, 2004 гг.); Международной молодежной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (г. Воронеж, 2003 г.); 3"ей Международной научной конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (г. Пенза, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Система непрерывного профессионального образования на базе университетских комплексов» (г. Воронеж, 2004 г.); 13"°й Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов с учетом климатогеографических условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока» (г. Иркутск, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование наземного обеспечения авиации» (г. Воронеж, 2003 г.); 28"°и Научно-технической конференции молодых научных сотрудников (г. Люберцы, 2004 г.), З"6* Межвузовских научно-методических конференциях Воронежского военного авиационного инженерного училища «Совершенствование наземного обеспечение авиации» (г. Воронеж, 2002, 2003, 2004 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 статей, получен патент на изобретение РФ и два свидетельства о государственной регистрации разработок в отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 150 наименований и 7 приложений. Работа содержит 181 страницу сквозной нумерации, включая 48 рисунков, 16 таблиц и 31 страницу приложений.

Заключение диссертация на тему "Способы и конструктивные решения снижения аэродинамического шума вакуумно-нагнетательных уборочных машин"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании результатов натурных экспериментальных исследований установлено, что уровень шума в кабине вакуумно-нагнетательной уборочной машины от воздуходувок и воздушной струи составляет 86,3 дБА, что превышает нормативные значения ГОСТа 30691- 01 на 6,3 дБ А. Наибольшее излучение виброакустической энергии от воздуходувок и воздушной среды происходит на частотах 5.10, 50.100, 160,400.1000 Гц.

2. При использовании метода последовательного отключения определен вклад источников виброакустической энергии в общее звуковое поле кабины: при включении двигателя специального оборудования и редуктора привода воздуходувок превышение уровня звука в кабине ВНУМ составляет 7,4 дБА, включение воздуходувок и истечение воздушной струи увеличивает превышение уровня звука до 9,9 дБА, при включении всех источников - 12,4 дБ А.

3. В результате проведения лабораторных акустических исследований определены рациональные насадки, при установке которых наблюдается наибольшее снижение уровня звукового давления на среднегеометрических частотах 5.8; 80.160; 250.315; 1250.6000 Гц. Максимальное снижение УЗД наблюдается при насадке формы эллипса (а/Ь = 3,1), угол скоса 27° и составляет 9,3; 2,7; 5,0 и 5,0 % соответственно, а общий шум в среднем снижается на ъ 1,7 дБА.

4. Разложение переменной составляющей реактивной силы воздушного потока в ряд Фурье показало, что функция имеет максимальные значения на частотах /= 1,3, 7 и 13 Гц - «резонансные точки», совпадая с собственной частотой системы «насадок-воздуховод» /соб = 7Гц.

5. При установке насадка эллипс (а/Ь = 3,1), угол скоса 27° переменная составляющая реактивной силы воздушного потока имеет наименьшую амплитуду колебаний и соответственно наименьшую дисперсию, вследствие изменения частот «резонансных точек» пульсаций воздушного потока. Резонансная частота системы «насадок-воздуховод» попадает в один из минимумов спектра возбуждения и тем самыми снижается динамическая реакция системы на 15.20%.

6. Определены геометрические характеристики насадков, ограниченные значением Z)M(/)~1500 Н, после которого дисперсия возмущающей силы растет более стремительно, так как функция D^(t) приобретает квадратичный вид.

7. Установлена зависимость изменения дисперсии переменной составляющей реактивной силы воздушного потока от формы и угла скоса насадка, позволяющая определить рациональный насадок, максимально снижающий уровень звуковой вибрации в инфразвуковом диапазоне.

8. Разработана методика численных исследований шума и звуковой вибрации в системе вакуумно-нагнетательной уборочной машины типа В68М-250 и воздушной среды на основе метода конечных элементов при внешнем виброакустическом воздействии, учитывающая геометрические параметры элементов конструкции насадка, позволяющая оценить виброакустические воздействие на водителя при использовании различных насадков.

9. В результате исследований установлен комплекс мероприятий по виб-рошумозащите водителя учитывающий: применение рациональных насадков, облицовку кожуха двигателя специального оборудования звукопоглощающим материалом, использование активного глушителя шума и виброизоляторов кабины рациональной жесткости, что позволило снизить шум и звуковую вибрацию в кабине на 14,5 дБ А.

10. Проведение шумопонижающих мероприятий на вакуумно-нагнетательной уборочной машине позволяет снизить уровень шума на рабочем месте на 14,5 дБ А, при этом положительный годовой экономический эффект составляет 9506,2 р/год за счет снижения трудовых потерь вследствие меньшей заболеваемости и утомляемости водителя.

Библиография Харламов, Алексей Юрьевич, диссертация по теме Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

1. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович. М.: Гос. изд. физмат, литер., 1960. - 716 с.

2. Абрамович Г.Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов / Г.Н. Абрамович М. - Л.: Госэнергоиздат, 1948. - 412 с.

3. Авиационная акустика / Под ред. А.Г. Мунина, В.Е. Квитки. М.: Наука, 1981. - 208 с.

4. Авиационная акустика. / Под ред. А.Г. Мунина. — М.: Машиностроение, 1986. Ч. 1. 248 е.; Ч. 2. - 264 с.

5. Актуальные вопросы профилактики и неблагоприятного воздействия шума и вибрации / Тез. докл. Всесоюзн. совещ. М., 1981. - 169 с.

6. Альштуль А.Д. Гидравлика и аэродинамика / А.Д. Алышуль, Л.С. Жи-вотовский, Л.П Иванов. М.: Стройиздат, 1987. - 414 с.

7. Аэрогидромеханический шум в технике. / Пер. с англ. Под ред. Р. Хик-линга. М.: Мир, 1980. - 336 с.

8. Аэродинамика закрученной струи. / Под ред. Р.Б. Ахмедова. М.: Энергия, 1977.-240 с.

9. Аэродинамика турбин и компрессоров. / Пер. с, англ. Под ред. У .Р. Хауторна. М.: Машиностроение, 1968. - 743 с.

10. Бате К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Бате, Е. Вилсон. — М.: Стройиздат, 1982. 447 с.

11. Бахвалов Н.С. Численные методы / Н.С. Бахвалов. — М.: Наука, 1975. — 631 с.

12. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. М.: МГФ «Знание», 1999. - 592 с.

13. Бесселинг И.Ф. Методы конечных элементов / И.Ф. Бесселинг // Механика деформируемых твердых тел. Сборник статей. / Пер. с англ. В.В. Шлимана под ред. Г.С. Шапиро. -М.: Мир, 1983. С. 22-51.

14. Борискин О.Ф. Конечно-элементный анализ колебаний машин / О.Ф. Борискин, В.В. Кулибаба, О.В. Репецкий. Иркутск: Изд-во Иркутск, ун-та, 1989. - 144 с.

15. Борьба с шумами и вибрациями. М.: Машиностроение, 1985. — 256 с.

16. Борьба с шумом / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Изд. литературы по строительству, 1964.-701 с.

17. Борьба с шумом на производстве / Под общ. ред. Е. Я. Юдина. — М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

18. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. — М.: Наука, 1978.-399 с.

19. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных / Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1973.199 с.

20. Вентцель Е.С. Теория вероятности и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, JI.A. Овчаров. М.: Наука, 1989. - 480 с.

21. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти томах. М.: Машиностроение, 1981.

22. Власов А.Д. Единицы физических величин в науке и технике: Справочник / А.Д. Власов, Б.П. Мурин. М.: Энергоатомиздат, 1990.176 с.

23. Воеводин Е.Н. Численные методы алгебры. Теория и алгоритмы / Е.В. Воеводин. М.: Наука, 1966. - 248 с.

24. Вожжова А.И., Защита от шума и вибрации на современных средствах транспорта / А.И. Вожжова, В.К. Захаров. -JI.: Медицина, 1968.128 с.

25. Волков Н.М. Автогрейдеры легкого типа с улучшенными виброакустическими характеристиками / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Воронеж, 2003. - 177 с.

26. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы / Р. Галлагер. — М.: Мир, 1984.-428 с.

27. Гладких П.А. Борьба с шумом и вибрацией в судостроении / П.А. Гладких. JL: Судостроение, 1971. - 176 с.

28. ГОСТ 30683 00. Шум машин. Определение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Метод с коррекциями на акустические условия: Введ. 01.01.03. — М.: Изд-во стандартов, 2002. — 15 с.

29. ГОСТ 12.1.029-80. Средства и методы защиты от шума: классификация: Введ. 01.07.81. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 4 с.

30. ГОСТ 12.1.050-86. Методы измерения шума на рабочих местах. Введ. 01.01.87. -М.: Изд-во стандартов, 1988. 16 с.

31. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний: Взамен ГОСТ 17187 71: Введ. 01.07.82. - М.: Изд-во стандартов, 1982.-48 с.

32. ГОСТ 27435 -87. Внешний и внутренний шум автотракторных средств. Допустимые уровни и методы измерений: Взамен ГОСТ 19358 -85: Введ. 01.01.89. М.: Изд-во Стандартов, 1988. - 18 с.

33. ГОСТ 23941 02. Шум машин. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования: Взамен ГОСТ 23941 — 79: Введ. 01.01.03. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 5 с.

34. ГОСТ 30691 01. Шум машин. Заявление и контроль значений шумовых характеристик: Введ. 01.07.02. — М.: Изд-во стандартов, 2002. —19 с.

35. ГОСТ 8.207 — 76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений: Введ. 01.01.77. — М.: Изд-во стандартов, 1981. — 10 с.

36. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. Государственный доклад « О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1996 году» М.: Центр международных проектов, 1997. — 510 с.

37. Гофман Ю.В. Законы, формулы, задачи физики. Справочник. / Ю.В. Гофман Киев.: Наука думка 1977. - 576 с.

38. Гропп Д. Методы идентификации систем / Д. Гропп. М.: Мир, 1979. -302 с.

39. Гутин Л.Я. О звуковом поле вращающегося винта / Журнал технической физики 1936., № 5, С. 899-906.

40. Гутин Л .Я. О звуке вращения воздушного винта / Журнал технической физики 1942., № 2. С. 76-81.

41. Демидович Б.П. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференцирование и интегральные уравнения / Б П. Демидович, И.А. Марон, Э.З. Шувалова. М.: Наука, 1967. - 368 с.

42. Денисенко Т.И. Низкочастотные акустические колебания в кабинах колесных машин / Т.И. Денисенко, А.Л. Круглый, М.Д. Перминов // Материалы семинара «Борьба с шумом и вибрацией» М: 1989. —1. С. 60-65.

43. Диснак З.Б. Анализ структуры низкочастотного шума в кабине машиниста тепловоза / З.Б. Диснак, А.К. Гостошев, А.Н. Фомин // Вопросы транспортного машиностроения Брянск: БИТМ, 1981., С.

44. ДЬ}2(2жные машины. Часть I. Каталог-справочник. М.: АО Машмир, 1993.-81 с.

45. Дуплищев С.М. Прогнозирование виброакустических параметров ва-куумно-нагнетательных уборочных машин / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Воронеж, 2004. - 187 с.

46. Заборов В.И. Методика оценки экономических потерь вследствие неблагоприятного действия производственного шума / В.И. Заборов, А.Ш. Шапиро // В кн.: Вопросы улучшения окружающей среды. — Челябинск, 1976. №187. - С. 125-134.

47. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич — М.: Мир, 1975.-239 с.

48. Иванов А.Н. Снегоочистители отбрасывающего действия / А.Н. Иванов, В.А. Мишин -М.: Машиностроение, 1981. 159 с.

49. Иванов В.П. Влияние производственного шума на организм человека / В.П. Иванов, А.А. Кравченко, А.Ю. Харламов, И.В. Козюлин / Совершенствование наземного обеспечения авиации // Сборник научно-методических материалов. Воронеж, 2003. — С. 58-61.

50. Иванов Н.И. Основы виброакустики: Учебник для вузов / Н.И. Иванов, А.С. Никифоров. СПб.: Политехника, 2000. - 482 с.

51. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах / Н.И. Иванов. — М.: Транспорт, 1987. — 223 с.

52. Ивович В.А. Защита от вибрации в машиностроении / В.А. Ивович, В .Я. Онищенко. — М.: Машиностроение, 1990. — 272 с.

53. Изак Г.Д. Шум на судах и методы его уменьшения / Г.Д. Изак Э.А. Гомзиков. М.: Транспорт, 1987. — 303 с.

54. Иориш Ю.И. Виброметрия / Ю.И. Иориш. — М.: Машгиз, 1963. 771 с.

55. ИСО 6394-85. Акустика. Измерение воздушного шума, создаваемого землеройными машинами на рабочем месте оператора. Испытания в стационарном режиме. М.: Изд-во Стандартов, 1985. - 12 с.

56. Карпова Н.И. Низкочастотные акустические колебания на производстве / Н.И. Карпова, Э.И. Малышев. М.: Медицина, 1981. - 192 с.

57. Юпокин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах / И.И. Клюкин.-Л.: Судостроение, 1971.-416 с.

58. Колесников Е. А. Шум и вибрация / Е.А. Колесников. JL: Судостроение, 1988.-248 с.

59. Кравченко А.А. Оптимизация звукозащиты в кабине вакуумно-нагнетательных уборочных машин / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Воронеж, 2004. 186 с.

60. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику / В.А. Красильников. М.: Наука, 1984.-400 с.

61. Кэмпион П.Дж. Практическое руководство по представлению результатов измерений / П.Дж. Кэмпион, Д.Е. Барнс, А. Вильяме. — М.: Атомиздат, 1979. 72 с.

62. Кулагин И.И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей / И.И. Кулагин. М.: Военное изд-во, 1967. - 328 с.

63. Лагунов Л. Ф. Борьба с шумом в машиностроении / Л.Ф. Лагунов, Г.Л. Осипов. М.: Машиностроение, 1980. — 150 с.

64. Лепендин Л.Ф. Акустика: Учебное пособие для втузов / Л.Ф. Лепен-дин. М.: Высшая школа, 1978. - 448 с.

65. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: Учебник для вузов / Л.Г. Лойцянский. 7-е изд. испр. - М.: Дрофа, 2003- 832 с.

66. Лопашев Д.З. Методы измерения и нормирования шумовых характеристик / Д.З. Лопашев, Г.Л. Осипов, Е.Н. Федосеева. — М.: Изд-во стандартов, 1983. — 230 с.

67. Луканин В.Н. Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания / В.Н. Луканин. - М.: 1971.-271 с.ч

68. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учебное пособие для втузов / Е.Н. Львовский. М.: Высшая школа, 1988.-239 с.

69. Машина воздухоструйная вакуумно-нагнетательная уборочная / Руководство по эксплуатации В68М-250.00.000. ТО Красноярский филиал ВНИИС, 1986.-83 с.

70. Машины для ремонта и уборки городских дорог: Справочник / И.А. Засов, Г.Д. Романюк, М.Г. Бутовченко. — М.: Стройиздат, 1988. — 176 с.

71. Мервин Е. Голдстейн. Аэроакустика. / Пер. с англ. Р.К. Каравасова и Г.П. Караушева. / Под ред. А.Г. Мунина. — М.: Машиностроение, 1981. -249 с.

72. Мероприятия по снижению шума от строительных машин. ЦНИИС Госстроя СССР. Обзор. М.: 1976. - 48 с.

73. Миф Н.П. Модели и оценка погрешности технических измерений / Н.П. Миф. -М.: Издательство стандартов, 1976. — 144 с.

74. Мунин А.Г. Аэродинамические источники шума / А.Г Мунин, В.М. Кузнецов, Е.А. Леонтьев. М.: Машиностроение, 1977. - 288 с.

75. Молоканов К.П. Влияние производственной вибрации на костно-мышечную систему / К.П. Молоканов, Л.И. Соколик. — М.: Медицина, 1975.-208 с.

76. Морз Ф. Колебания и звук / Перевод со 2-го издания под ред. С.Н. Ржевкина М: Л: Государственное издательство технико-теоретической литературы - 495 с.

77. Нашиф А. Демпфирование колебаний / А. Нашиф, Д. Джоунс, Дж. Хендерсон. М.: Мир, 1988. - 448 с.

78. Некрасов В.К. Эксплуатация автомобильных дорог / В.К. Некрасов. -М.: Высшая школа, 1970 320 с.

79. Непомнящий Е.Я. Исследование и расчет звука воздушного винта. / Е.Я. Непомнящий. Труды ЦИАМ, 1941, вып. 39, С. 71-78.

80. Непомнящий Е.Я. Зависимость звука воздушного винта от его аэродинамических и конструктивных параметров / Е.Я. Непомнящий / Известия Ленинградского электротехнического института, 1955, вып. 28, С. 106-113.

81. Осипов Г.Л. Измерение шума машин и оборудования / Г.Л. Осипов Д.З. Лопашев, Ю.М. Ильянчук-М.: Стандартиздат, 1968. 148 с.

82. Перминов М.Д. Вибрационные и акустические характеристики кабины зерноуборочного комбайна / М.Д. Перминов, А.Л. Круглый М: Машиноведение, Вып. №2, 1988. - С. 48-54.

83. Петров Н.А. Метеорологические измерения / Н.А. Петров. Л:. - Гид-рометеоиздат, 1971. — 337 с.

84. Приборы для измерения шума и вибрации: Каталог / Северодонецк: ВНИИТБХП, 1983. 37 с.

85. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник в 2-х кн. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1978. -432 с.

86. Покачалов А.С. Прогнозирование параметров шума дорожной снегоочистительной машины шнекороторного типа / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Воронеж, 2003 -175 с.

87. Порядков В.И. Пути измерения уровней вибрации и механического шума механизмов и машин / В.И. Порядков // Вестник машиностроения, 1989. -№ 11.-С. 20-23.

88. Рекомендации по расчету экономической эффективности мероприятий по снижению производственного шума. — Челябинск: ВНИИТБ-чермет, 1977. 19 с.

89. Рогов В.А. Методика и практика технических экспериментов / учебник для высших учебных заведений / В.А. Рогов, Г.Г. Поздняк М: Академия, 2004.-176 с.

90. Рушимский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента / Л.З. Рушимский. М.: Наука, 1971. - 205 с.

91. Санитарные нормы допустимых уровней инфразвука и низкочастотного шума на территории жилой застройки / СанПиН 42-128-4948-89 — М.\ Минздрав СССР, 1989. 8 с.

92. Светлицкий В.А. Случайные колебания механических систем / В.А. Светлицкий. М: Машиностроение, 1991. - 315 с.

93. Сдобников Е.Ф. Исследование низкочастотного шума в кабинах транспортных средств / Е.Ф. Сдобников, А.К. Тостошев, А.И. Фомин / Тезисы Всесоюзной конференции по вибрационной технике. Тбилиси, 1981.-С. 87-92.

94. Симаков Н.Н. Численное моделирование турбулентной газовой струи / Н.Н. Симаков, Д.О. Бытев / Журнал «Химия и химическая технология», 2002. том 45 вып. 7, С. 117-121.

95. Снижение шума самолетов с реактивными двигателями / Под ред. A.M. Мхитаряна. М.: Машиностроение, 1975. - 262 с.

96. Справочник по контролю промышленных шумов / Пер. с англ. Скари-на Л.Б., Шабанова Н.И.; под ред. д-ра техн. Наук проф. Клюева В.В.-М.: Машиностроение, 1979. — 447 с.

97. Справочник конструктора дорожных машин / Под ред. Бородачева И.П. — М.: Машиностроение, 1973. 503 с.

98. Справочник по математике / Корн Г., Корн Т. М.: Наука, 1978. -831с.

99. Справочник по судовой акустике / Под ред. И.И. Клюкина, И.И. Бого-лепова. Л.: Судостроение, 1978. - 504 с.

100. Справочник по технической акустике. / Пер. с нем. / Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. Л.: Судостроение, 1980. - 493 с.

101. Средства защиты в машиностроении: расчет и проектирование: Справочник / С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, О.Ф. Партолин и др. / Под ред. С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1989. - 365 с.

102. Стретг Дж. В. (Лорд Релей) Теория звука / М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, Т.2 1955. 475 с.

103. Тейлор Р. Шум. / Пер. с англ. / Под ред. М. А. Исаковича. М.: Мир,1978.-308 с.

104. Терехов А.Л. Борьба с шумом на компрессорных станциях / А.Л. Терехов Л.: Недра, 1985.-182 с.

105. Термоанемометрический комплекс для измерения температуры и скорости газовых сред ТАИК-ЗМ Техническое описание и инструкция по эксплуатации / Министерство высшего и среднего специального образования УССР. Донецк, 1988 - 62 с.

106. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Л.Г. Бала-шинская, П.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др., Под ред. Н.И. Иванова. — С-Пб: Политехника, 1992. 365 с.• 114. Тольский В.Е. Виброакустика автомобиля / В.Е. Тольский. — М.:

107. Машиностроение, 1988. — 139 с.

108. Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет. /Под общ. ред. И.П. Ксенкевича. -М.: Машиностроение, 1991. 544 с.

109. Устинов Ю.Ф. Наукоемкие технологии прогнозирования шума и вибрации тяговых и транспортных машин / Ю.Ф. Устинов // Экологиче• ский вестник Черноземья / вып.8., РЦ «Менеджер» Воронеж, Февраль2000. С. 32-43.

110. Устинов Ю.Ф. Прогнозирование и методы расчета виброакустических параметров землеройно-транспортных машин: Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук. / Ю.Ф. Устинов. Воронеж: ВГАСА, 1997.-426 с.

111. Устинов Ю.Ф. Разделение источников вибрации и шума на тяговых иф транспортных строительных машинах. / Ю.Ф. Устинов // Вибрационные машины и технологии / Сб. докл. и материалов 2- ой научн. конф. Курск: КГТУ, 1995. - С. 50-52.

112. Устинов Ю.Ф. Исследование виброакустических параметров земле-ройно-транспорных машин. / Ю.Ф. Устинов, В.А. Жулай // Изв. Вузов / Строительство, 1996. № 6. -С. 113-118.

113. Устинов Ю.Ф. Результаты виброакустических испытаний упругих элементов различной формы / Ю.Ф. Устинов, В.Н. Бочаров, М.В. Чернов, Р.С. Шаманин / Интерстроймех-98 // Материалы международной научно-технической конференции. Воронеж, 1998. — С. 176-177.

114. Устинов Ю.Ф. Основные концептуальные принципы компьютерных• технологий создания малошумных машин / Ю.Ф. Устинов, А.А. Петранин, Е.Н. Петреня // Изв. Вузов. Строительство. 1998. - №9.1. С. 86-95.

115. Устинов Ю.Ф. Системный анализ и методы конечных элементов в задачах прогнозирования и расчета виброакустических параметров землеройно-транспортных машин. / Ю.Ф. Устинов, А.А. Петранин, Е.Н.• Петреня // Изв. Вузов. Строительство. 1997. - №3. с. 95-100.

116. Устинов Ю.Ф., Муравьев В.А. Способ определения виброакустических параметров самоходных машин // ЦНТИ Воронеж, 1994, - № 3694, Сер.8.55.31. — 4 с.

117. Устинов Ю.Ф. Прогнозирование шума самоходных технологических машин / Устинов Ю.Ф., Харламов А.Ю. и др. Свидетельство о госу• дарственной регистрации разработки в отраслевом фонде алгоритмов и программ, № 50200401469 М.:, 2004. - 3 с.

118. Устинов Ю.Ф. Оптимизация виброшумозащитного комплекса транспортных и тяговых машин / Устинов Ю.Ф., Харламов А.Ю. и др. Свидетельство о государственной регистрации разработки в отраслевом фонде алгоритмов и программ № 50200401470 М.:, 2004. - 3 с.

119. Устинов Ю.Ф. Результаты экспериментальных исследований по определению реактивной силы воздушного потока вакуумно9 нагнетательных уборочных машин / Ю.Ф. Устинов, А.Ю. Харламов,

120. Я.В. Петросян // Труды XV сессии Российского акустического общества.-М., 2004.-С. 45-49.

121. Устинов Ю.Ф. Эффективный глушитель аэродинамического шума / Ю.Ф. Устинов, И.А. Фролов, В.А. Муравьев / Тез. Докл. / 46-я научн.-техн. конф.- Воронеж: ВИСИ, 1991. С. 24-28.

122. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» / М.: Инфра-М , 2002.-51 с.

123. Филиппов Б.И. Охрана труда при эксплуатации строительных машин / Б.И. Филиппов / Учебник для студентов по спец. «Строительные и дорожные машины». М.: Высшая школа, 1984. — 247 с.

124. Фролов К.В. Инфразвук, вибрация, человек / К.В. Фролов, И.Ф. Гонча-ревич, П.П. Лихнов. — М.: Машиностроение, 1996. 368 с.• 135. Харламов А.Ю. Снижение вибрации трубопроводов машины типа

125. В68М-250. / А.Ю. Харламов // Материалы 28-ой Научно-технической конференции молодых научных сотрудников в/ч 75330. г. Люберцы, 2004.-С. 113-116.

126. А.Ю. Харламов // Высокие технологии в экологии / Материалы 7"°и международной научно-практической конференции. Воронеж, 2004. -С. 180-183.

127. Чернов М.В. Снижение воздушного шума в кабине колесного тягача дорожных машин сотовыми звукопоглощающими конструкциями /• Диссертация на соискание ученой степени кандидат технических наук.- Воронеж: ВГАСА, 2000. 220 с.

128. Шум на транспорте / Пер. с англ. К. Г. Бронштейна. / Под ред. В. Е. Тольского, Г. В. Бутанова, Б. Н. Мельникова. М.: Транспорт, 1995. — 368 с.

129. Meechamm W. C., Ford G. W. Acoustic radiation from isotropic turbulence/ JAS, vol/ 30, 1958. p. 318-322.

130. Phillips O.M. On the generation of sound by supersonic turbulent shear lay• ers. / J. Fluid Mech., vol. 9,1960. p. 1 -28.

131. Powell A. On sound radiation in terms of pressure independent of the sound speld / JASA, vol/ 35, 1963. p. 1133-1193.

132. Poweel A. The noise emanating from a two-dimensional jet above the critical pressure / Aeronaut. Quart., vol. 4, 1953. p. 103-122.

133. Ribner H. S. Aerodynamic sound from fluid dilatations / Inst, for Aerospace Studies, Rep 86,1962. p. 18-22.