Способы борьбы с шумом

Для борьбы с шумом применяют пассивные и активные методы. Первый из них заключается

 

в применении различных гасителей, принцип действия которых основан на изоляции и отражении звуковых колебаний или на рассеивании (демпфировании) энергии этих колебаний, и второй — на устранении конструктивными мерами причин, возбуждающих шум, или ослаблении действия этих причин. К первому методу может быть отнесена также частотная отстройка системы с целью устранения волнового резонанса.

 

Демпфирование звука, основано на свойствах некоторых материалов и устройств рассеивать энергию звуковых колебаний, преобразовывая ее в тепло. В частности, к демпфирующим материалам относятся пластмассы, металлорезины, сплавы марганца и меди, никелевотитановые сплавы и др. Лучшим из металлических демпфирующих материалов является сплав из марганца (70%) и меди (30%), который к тому же обладает высокими механическими свойствами, благодаря чему представляется возможным применить этот сплав для изготовления вибронагруженных деталей агрегатов. Опыт показал, что при изготовлении из этого сплава корпуса насоса уровень его шума был снижен в сравнении с шумом насоса с корпусом из чугуна на 15  .

 

 

Из демпфирующего материала (пластмассы и пр.) зачастую изготовляют одну из шестерен шестеренного насоса.

 

К пассивным методам борьбы с шумом относится также применение различных гасителей звуковых колебаний (акустических фильтров), устанавливаемых на путях их распространения. Принцип действия этих устройств основан на отражении и рассеивании энергии звуковых коле-баний.

 

Наиболее распространены гасители колебаний, рассеивание энергии в которых осуществляется с помощью гидравлических сопротивлений, устанавливаемых на пути пульсирующего потока жидкости.

 

При выборе места расположения этих сопротивлений на нагнетательном трубопроводе следует избегать указанных выше резонансных длин отрезков труб, так как в противном случае колебательный процесс может резко усилиться.

 

 

Рис. 10.4. Схемы гасителей шума.

 

Ввиду того, что эффективное применение таких гасителей в магистралях с движущейся рабочей средой сопряжено с большими гидравлическими потерями, применяют параллельное соединение такого гасителя с основной (расходной) трубой (рис. а). При наличии пульсирующего

потока через основную трубу  в ней возникнет инерционный перепад давления, в результате которого часть жидкости будет продавливаться через сопротивления, помещенные в байпасной

 

линии  . В этом случае стационарный поток жидкости в основном будет проходить по расходной

 

трубе  , пульсирующий же поток, для которого основная труба, представляет при наличии указанного пульсирующего потока большое акустическое сопротивление, ответвляется в параллельный дроссельный тракт, в котором его энергия частично рассеивается.

 

Одна из схем простейшего гасителя с подобным рассеиванием энергии, построенная на принципе разделения стационарного и пульсирующего потоков, показана на рис. б. Гаситель со-

 

стоит из трубы  , по которой протекает стационарный поток, соединенной параллельно с гидравлическим сопротивлением, помещенным в байпасной линии  .

 

Рассеивание энергии звуковых колебаний может быть достигнуто также применением труб с податливыми стенками. Одна из схем обеспечения податливости показана на рис. в. Податливость стенки здесь достигается применением упругой перегородки (диафрагмы) с, деформирующейся под действием перепада давления, обусловленного инерционным сопротивлением, возникающим

 

в трубе  при пульсирующем потоке.

 

Звукопоглощающими свойствами обладают также перфорированные трубы (рис., г) и каналы

 

с перегородками. Гашение (рассеивание энергии) звуковых колебаний в них происходит в результате отражения и взаимопревращения продольных и поперечных волн, при которых часть энергии продольных волн может переходить в энергию быстро затухающих поперечных волн.

 

Следует, однако, отметить, что в гидросистемах машин пассивные методы борьбы с шумом не получили распространения.

 

Основным их недостатком является то, что применение их увеличивает габариты агрегатов и элементов гидросистемы; кроме того, более или менее эффективное снижение (ослабление) шума возможно для данного типа гасителя лишь в узком диапазоне его частот.

 

Ввиду этого в практике в основном используют активные методы, при которых источники возбуждения шума устраняются в процессе создания конструкций гидроагрегатов.

 

При разработке насосов в первую очередь конструктивно усовершенствуют узел распределения с целью регулирования защемленного объема жидкости, а также совершенствуют процесс перехода рабочей камеры (цилиндра и пр.) насоса через перевальную перемычку распределителя шириной  .

 

С этой точки зрения важное значение имеет величина перекрытия  окон цилиндров при проходе ими перевальной перемычки, а также расположение этой перемычки относительно оси симметрии.

 

 

Указанные параметры в общем случае подбираются так, чтобы максимально снизить скачок давления при переходе цилиндра через зону перемычки. В частности, можно обеспечить условия, при которых давление в цилиндре в момент соединения его с окнами всасывания или нагнетания распределителя было бы равно давлению в этих окнах.

 

Выравнивание давлений особенно важно при соединении цилиндра с окном нагнетания, оно может быть достигнуто в том случае, если соединение цилиндра с окном нагнетания задержать до того, пока давления в цилиндре и в нагнетательной полости в результате нагнетательного движения поршня не уравняются.

 

В нереверсивном аксиально-поршневом насосе с торцовым распределением это достигается смещением на некоторый угол оси симметрии распределительного золотника по направлению вращения.

 

Широкое распространение в практике получил способ снижения скачка при выравнивании давления путем предварительного соединения рабочей камеры (цилиндра и пр.) с распределитель-ным окном через сопротивление (дроссельный канал), с помощью которого возможно достаточно

плавно изменить давление в камере до требуемой величины еще до того, как она непосредственно соединится с окном нагнетания.

 

Уровень шума поршневых насосов значительно снижается в случае применения клапанного распределения жидкости, при котором отсутствуют возбудители шума, обусловленные несовершенством индикаторной диаграммы.

 

Вибрации.

 

Вибрации – это колебательные движения элементов конструкций под действием периодических возмущающих сил. Расстояние между крайними положениями колеблющихся элементов называют вибро смещением. Скорость движения точек вибрирующих тел меняется по гармоническому закону. причиной вибраций является неуравновешенность вращающихся масс из-за неравномерности распределения материала по окружности рабочего колеса (из-за неравномерности сварных швов, наличия раковин, неравномерного износа лопаток и т.д.). Это так называемая динамическая неуравновешенность.

 

Таким образом, борьба с вибрациями начинается с балансировки рабочих органов. Другим путём снижения вибраций является установка их на виброизолирующих основаниях. В простейших случаях могут применяться резиновые прокладки. Однако, более эффективны специальные пружинные виброизоляторы, которые могут поставляться комплектно с вентиляторами заводами-изготовителями.

 

Виброизоляторы не влияют на величину вибрации нагнетателя, они служат лишь для её локализации, т.е. не дают ей распространяться от нагнетателя (где она зарождается) на трубопроводов

 

Вибрации элементов конструкции являются одним из источников шума, создаваемого этими машинами.