- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
- •«Наземные транспортно-технологические комплексы»
- •Введение
- •Характеристики сил в механизмах
- •1.1. Движущие силы
- •. Силы сопротивления
- •. Силы трения
- •. Силы упругости
- •. Импульсные и ударные силы
- •2. Уравнения движения механизмов
- •2.1. Число степеней свободы
- •2.2. Жесткость
- •2.3. Уравнения движения механической системы с одной степенью свободы.
- •2.4. Кинематика гармонического движения
- •2.5. Учет массы пружины
- •2.6. Вынужденные колебания
- •2.7. Резонанс
- •2.8. Кинематическое возбуждение
- •2.9. Инерционное возбуждение
- •2.10. Экспериментальное определение собственной частоты
- •2.11. Сложное (полигармоническое) возбуждение
- •2.12. Круговые колебания. Критическая частота вращения вала
- •2.13. Различные виды трения при колебаниях
- •3. Колебания системы с двумя степенями свободы
- •3.1. Собственные колебания
- •3.2. Вынужденные колебания
- •4. Вибрация и способы ее снижения
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные конструкционные особенности зтм.
- •4.3. Общая характеристика источников виброакустической энергии
- •4.4. Методы и средства снижения виброакустической энергии
- •5. Виброизоляция
- •5.1. Линейный виброизолятор
- •5.2. Виброизоляция при ударном воздействии
- •5.3. Виброизоляция при случайном воздействии
- •6. Динамическое гашение колебаний
- •6.1. Пружинный динамический гаситель
- •6.2. Динамический поглотитель колебаний
- •6.3. Динамический поглотитель колебаний крутильной системы
- •6.4. Ударные гасители колебаний
- •7. Уравновешивание механизмов и машин
- •7.1. Общие сведения об уравновешивании
- •7.2. Уравновешивание вращающегося тела
- •8. Вибропоглощение
- •8.1. Природа и характеристики потерь колебательной энергии в твердых телах
- •8.2. Расчет вибропоглощающих покрытий и конструкций
- •8.3. Конструкционные материалы с большими внутренними потерями
- •9. Характеристики вибрации, определяющие ее действие
- •9.1. Показатели интенсивности вибрации
- •9.2. Показатели спектрального состава вибрации
- •9.3. Допустимые значения уровней вибрации
- •Определение коэффициентов передачи при виброизоляции
- •9.5. Пассивная и активная виброизоляция сиденья самоходной машины
- •9.6. Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей
- •10. Теория и практика борьбы с шумом
- •10.1. Актуальность проблемы борьбы с шумом
- •10.2. Перспективы борьбы с шумом
- •10.3. Основные понятия и определения
- •10.4. Излучение и распространение звука
- •10.5. Распространение звука в помещении
- •10.6. Поглощение, отражение и прохождение звука
- •10.7. Интерференция звука
- •10.8. Дифракция звука
- •11.1. Характеристика шума
- •11.2. Спектральные и временные характеристики шума
- •11.3. Сложение шума двух и более источников
- •11.4. Перевод узд в уз
- •11.5. Вычитание уз (узд)
- •11.6. Расчет эквивалентного уз
- •11.7. Нормы шума на рабочих местах
- •11.8. Технические нормы шума машин
- •11.9. Нормирование ультразвука и инфразвука
- •12. Источники шума
- •12.1. Классификация
- •13. Механический шум
- •13.1. Зубчатые передачи
- •13.2. Подшипники
- •13.3. Роторы
- •13.4. Кулачковые механизмы
- •14. Аэродинамический шум
- •14.1. Шум струи
- •14.2. Шум вентиляторов
- •15. Гидродинамический шум
- •15.1. Источники шума
- •15.2. Шум гидронасосов
- •16. Электромагнитный шум
- •16.1. Электрические машины
- •16.2. Трансформаторы
- •17. Расчет звука в помещении от наружнего источника
- •17.1. Расчет структурного звука
- •17.2. Расчет эффективности звукоизолирующего капота
- •18. Характеристики шума в кабинах строительных
- •18.1. Характеристики внешнего шума
- •18.2. Снижение шума в кабинах. Методы и средства
- •18.3. Звукоизоляция и звукопоглощение
- •18.4. Виброизоляция и вибродемпфирование
- •18.5. Снижение внешнего шума
- •18.6. Глушители шума выпуска отработавших газов двигателей
- •Часть четвертая
- •19. Задачи и методы прогнозирования
- •19.1. Системный анализ
- •19.2. Математическая модель виброакустического процесса
- •19.3. Используемые конечные элементы
- •Формирование топологии и базы исходных данных
- •20.1. Топология и физико-геометрические характеристики элементов конструкции машины1
- •20.2. Аппроксимация конечными элементами колесного погрузчика
- •20.3. Сопоставление результатов численных исследований (мкэ)
- •20.4. Определение вклада воздушного и структурного шума
- •Виброакустические исследования дорожного
- •21.1. Топология дорожного снегоочистителя типа дэ-2101
- •Анализ результатов численных исследований мкэ виброакустического процесса на снегоочистителе
- •Первая часть:
- •Второй часть:
- •Третья часть:
- •Четвертая часть
- •Приложения
- •И их значений в м/с и м/с2 соответственно
- •Сведения об авторе
- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
9.6. Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей
Двигатель внутреннего сгорания, подвешенный на упругих элементах (амортизаторах) к раме автомобиля или остову трактора, представляет собой колебательную механическую систему с шестью степенями свободы.
Источниками колебаний двигателя являются опрокидывающий момент, неуравновешенные силы, моменты сил инерции и возмущения, передающиеся двигателю от дороги. При разгоне и торможении автомобиля или трактора возникают дополнительные силы, воздействующие на двигатель.
Для снижения колебаний (вибрации), передаваемых от двигателя к раме или остову, предусматривают виброизоляцию – амортизаторы, устанавливаемые между двигателем и рамой или остовом. В большинстве случаев применяют резинометаллические амортизаторы, в которых арматуру крепят к резине способом вулканизации. Эти амортизаторы работают на сжатие, сдвиг или на обе деформации одновременно. Резину применяют марок 7-1874 и 7-2959 на основе натурального каучука.
Исходными данными для расчета виброизолятора являются: количество цилиндров, угол развала между рядами цилиндров, масса двигателя m, схема подвески двигателя и число оборотов двигателя n, мин-1. Порядок расчета рекомендуется следующий (по методике канд. техн. наук С.А. Айрбабамяна):
Определяют основную частоту опрокидывающего момента, Гц: fо.м. = 1,5 n/60.
Вычисляют собственную частоту двигателя на амортизаторах, Гц: fс.а. = fо.м./а, где а = 3 … 4.
Определяют динамическую жесткость амортизаторов в вертикальном направлении, Н/м: Czg = mω02 = m (2π fс.а.)2, где ω0 – собственная угловая частота, с-1.
Находят фактор формы амортизатора Ф = Ан/Ас, где Ан и Ас – нагруженная и свободная площадь амортизатора; для грузовых автомобилей Ф = 0,5 … 0,8.
Определяют статическую жесткость амортизатора: Сzc = Сzg/α, где α – коэффициент пропорциональности, принимают для резины 7-1847 равным 1,3 и для 7-2959 – 1,5.
Вычисляют статическую жесткость каждого амортизатора, Н/м: Сzci = Czc /i, где i – количество подвесок двигателя.
Находят деформацию амортизатора под действием силы тяжести двигателя, см: ∆h = mg/С zcii, где g – 9,81 м/с2.
Определяют минимальную высоту амортизатора, см: hmin = ∆h/0,15 при условии, что ∆h/h ≤ 0,15, где h – высота амортизатора.
Вычисляют площадь поперечного амортизатора, м2: А = (Сzcihmin)/6G(1+Ф2), где G – модуль сдвига, МПа, принимаемый для резины 7-1847 равным 0,5, для резины 7-2959 - 0,7.
Используя эти данные, определяют линейные размеры амортизатора.
Комплексный модуль для ряда резин на частотах 10-20 Гц имеет значения, указанные в табл. 9.6
Таблица 9.6
Характеристики резины
Марка резины |
1002 |
1011 |
5969 |
10 791 |
278-4 |
922 |
615 |
2959 |
1378 |
1224 |
51-1562 |
Модуль сдвига, МПа |
10 |
12 |
12 |
8 |
6 |
3 |
1,8 |
1,6 |
0,7 |
1,3 |
0,7 |
Коэффициент потерь |
0,6 |
0,2 |
0,4 |
0,33 |
0,27 |
0,35 |
0,27 |
0,31 |
0,1 |
0,08 |
0,17 |
Зависимости модулей упругости от частоты следует рассматривать как условные характеристики, так как они применимы не к любым периодическим процессам с известной частотой, а лишь к монохроматическим, изменение которых во времени описывается гармоническими функциями sinωt, cosωt, exp (i ωt).
Контрольные вопросы
Какие размерные показатели интенсивности виброизоляции применяются в технике?
Какие безразмерные показатели вибрации применяются в технике?
Что представляет из себя полоса частот и как она образуется?
По каким координатным осям нормируется вибрация, действующая на человека?
Как можно оценивать эффективность виброзащиты?
Что представляет собой активная виброизоляция?
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ АКУСТИКА