Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Снижение уровня шума и вибраций в гидроприводе технологического оборудования

Диссертация: Снижение уровня шума и вибраций в гидроприводе технологического оборудования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана и реализована математическая модель гидродинамического шума, обусловленная срывом вихрей с рабочих кромок устройств гидропривода, пульсациями давления, демпфирующими свойствами рабочей жидкости, поглощающей способностью корпусных деталей, позволяющая оценить уровень шума гидропривода технологического оборудования. Полученные в диссертации результаты приняты к внедрению на Федеральном… Читать ещё >

Содержание

  • Реферат
  • Перечень условных обозначений
  • 1. Современное состояние вопроса и задачи исследования
    • 1. 1. Анализ параметров гидравлических приводов технологического оборудования, определяющих уровень шума и вибраций
    • 1. 2. Влияния шума и вибраций на человека и промышленное оборудование
    • 1. 3. Анализ причин возникновения шума и вибраций в гидроприводе
  • Выводы
  • 2. Методика экспериментальных исследований
    • 2. 1. Цели экспериментальных исследований
    • 2. 2. Объект исследований
    • 2. 3. Методика определения шума в характерных точках гидропривода
    • 2. 4. Методика определения вибраций в характерных точках гидропривода
    • 2. 5. Обработка экспериментальных данных
  • Выводы
  • 3. Экспериментальные исследования шума и вибраций в гидроприводе технологического оборудования
    • 3. 1. Оценка источников шума и вибраций в характерных точках гидропривода
    • 3. 2. Определение уровня шума и вибрации в характерных точках гидропривода
      • 3. 2. 1. Насосная станция
      • 3. 2. 2. Гидроаппаратура
      • 3. 2. 3. Трубопроводы
    • 3. 3. Превалирующие факторы шума и вибраций в характерных точках гидропривода
  • Выводы
  • 4. Математическая модель гидродинамического шума
    • 4. 1. Обоснование математической модели шума
    • 4. 2. Разработка математической модели гидродинамического шума с учетом влияния газовой фазы в рабочей жидкости
  • Выводы
  • 5. Проектирование гидропривода с низким уровнем шума
    • 5. 1. Классификация способов и устройств снижения уровня шума в гидроприводе
    • 5. 2. Разработка способов и устройств снижения шума в гидроприводе технологического оборудования
    • 5. 3. Методика расчета устройств снижения уровня шума в гидроприводе
  • Выводы

Снижение уровня шума и вибраций в гидроприводе технологического оборудования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Гидравлический привод получил самое широкое распространение в оборудовании различного технологического назначения. Он используется для привода инструмента и движения обрабатываемых деталей, зажима деталей на станке и их транспортировки по цеху, смены инструмента, смазки и охлаждений обрабатываемых поверхностей и др. Для повышения производительности современных станков в гидроприводе стали применять более высокое давление жидкости и подачу насосов, увеличилась скорость обработки материала и возросла частота реверсирования движения. Все это повысило вибрацию и шум гидроэлементов технологического оборудования. >

Известно, что повышение вибрации и уровня шума приводит к снижению точности изготовления обрабатываемых деталей, ухудшению качества поверхностей обработки. Кроме того, вибрации и шум, возникающие в технологическом оборудовании ухудшают условия работы оператора, повышают его утомляемость и способствуют развитию производственных заболеваний. Все это становится одной из причин снижения общей производительности системы «человек-машина».

Следует отметить, что параметры гидропривода технологического оборудования как компонента общего виброакустического фона не нашли должного отражения в технической литературе.

Поэтому изучение вибраций и шума гидропривода технологического оборудования, разработка методов и средств их снижения являются весьма актуальной проблемой для современного машиностроения.

Цель работы. Разработка методов оценки, способов и устройств снижения вибраций и шума в гидроприводе технологического оборудования.

Задачи исследования.

1. Анализ источников шума и вибраций гидропривода технологического оборудования.

2. Экспериментальные исследования влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на снижение уровня шума и вибраций в гидроприводе технологического оборудования.

3. Математическое моделирование с учетом конструктивных и технологических особенностей гидропривода.

4. Разработка методов, способов и устройств снижения вибрации и шума в гидроприводе технологического оборудования.

5. Разработка способов расчёта уровня шума в гидроприводе на стадии проектирования.

Научная новизна.

1. Получена эмпирическая зависимость оценки уровня шума от количества газовой фазы в рабочей жидкости в виде экспоненциального уравнения регрессии.

2. Разработана и реализована математическая модель гидродинамического шума, обусловленная срывом вихрей с рабочих кромок устройств гидропривода, пульсациями давления, демпфирующими свойствами рабочей жидкости, поглощающей способностью корпусных деталей, позволяющая оценить уровень шума гидропривода технологического оборудования.

Практическая ценность.

1. Предложена классификация способов и устройств снижения уровня шума в гидроприводе по характеру гашения акустических возмущений, реализующая принципы борьбы в источнике возникновения и изоляции всего объекта.

2. На основании полученной классификации разработано устройство снижения шума и вибраций в гидроприводе.

3. Разработан способ расчёта уровня шума устройств на стадии проектирования нового и модернизации существующего гидропривода технологического оборудования.

Апробация работы. Диссертационная работа докладывалась на научно-технических конференциях и семинарах в КГТУ, научно-техническом совете Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь», на заседаниях кафедр «Гидропривод и гидропневмоавтоматика» и «Технология машиностроения» в течение 1999;2002 г. г.

Публикация результатов исследования. По результатам исследований опубликовано 4 научные работы и получено положительное решение о выдаче патента Российской Федерации.

Реализация результатов исследований.

Полученные в диссертации результаты приняты к внедрению на Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь». Кроме того, материалы диссертации используются в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов по специальностям машиностроительного профиля.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка литературы из 102 наименований, в том числе 9 зарубежных авторов. Диссертация содержит 116 страниц машинописного текста, 43 рисунка.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Получены экспериментальные данные и их аналитическое представление уровня шума и вибраций в зависимости от изменения температуры и количества газовой фазы в рабочей жидкости элементов гидропривода технологического оборудования, обусловленные преодолением местных сопротивлений в процессе эксплуатации, что позволяет установить степень их влияния на виброшумовую активность.

2. На основе регрессионного анализа получена эмпирическая формула оценки уровня шума в зависимости от расхода газовой фазы в диапазоне 0,001 — 0,004 м /мин, что позволяет оценить степень его влияния на виброшумовые характеристики элементов гидропривода.

3. Предложена математическая модель для оценки основных спектральных составляющих гидродинамического шума, учитывающаясрывы вихрей, пульсации давления, а также коэффициент демпфирования рабочей жидкости.

4. Предложено устройство снижения пульсаций давления, реализующее в себе активные и пассивные принципы снижения шума в источнике и демпфирующие свойства рабочей жидкости в упругих элементах гидропривода (патент Р Ф № 2 199 050).

5. Разработан метод и алгоритм расчёта ожидаемого уровня шума устройств на стадии проектирования нового гидрооборудования и модернизации существующего, позволяющий оценить основные спектральные составляющие, производить анализ и принимать решения по применению необходимых способов виброшумовой изоляции.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы.

1. Батрак А. П. Классификация способов снижения пульсаций давления / Е. М Щеглов, А. П. Батрак // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып.18. Гидропривод различного назначения — Красноярск, 2000. с. 59−63.

2. Батрак А. П. Классификация шума в объемном гидроприводе / А. П. Батрак // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 21: Системы приводов — Красноярск, 2001. с. 46−49.

3. Батрак А. П. Методика расчета вихревого шума в пластинчатых насосах низкого давления / А. П. Батрак, Е. М Щеглов. //Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 29: Системы приводов — Красноярск, 2002. с. 27 — 31.

4. Батрак А. П. Снижение шума в гидроприводе станков / А. П. Батрак. //Тез.докл.науч. техн. конф: Гидравлические машины, гидроприводы, гидропневмоавтоматика — М: издательство МЭИ, 2002 г. с. 6.

5. Патент № 2 199 050 РФ. Устройство снижения пульсаций давления / А. П. Батрак, Е. М. Щеглов. — № 2 001 119 877- Заявлено 17.07.2001; Опубл. 20.02.2003, Бюл.№ 5. с. 46.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.В. Газовая фаза рабочих жидкостей гидрофицированных машин — влияние на гидропривод и способы дегазации/ТВестник Красноярского государственного технического университета/КГТУ, Вып.7, Сер. «Машиностроение, транспорт», Красноярск, 1997. С.61−65.
  2. Ю. П., Грановский Ю. В., Маркова В. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1971, 280 с.
  3. Э.И. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. М.: Энергия, 1978 302 с.
  4. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод / под ред. В. Н. Прокофьева. М.: Машиностроение, 1969. — 496 с.
  5. И. И. Теория механизмов и машин. М., 1974, -430 с.
  6. А.с. СССР № 1 686 246. Демпфер /В.Д. Хорунжий, В. Г. Вдовенко, А. Н. Татаренко и В. Ю. Россинский. Опубл. в Б. И. 1991, № 39.
  7. А.с. СССР № 1 760 229. Гаситель колебаний давления./В.П. Шорин, А. Г. Гимадиев, Е. В. Шахматов и А. Н. Крючков. Опубл. в Б. И. 1992, № 33.
  8. А.с. СССР № 1 772 510. Устройство для гашения колебаний давления/М.П.Левицкий Опубл. в Б. И. 1992, № 40.
  9. В.И. Пути повышения надежности гидросистем тракторов.
  10. М.: ЦНТИТЭИтракторсельхозмаш, вып. № 10,1984. 48 с.
  11. Батрак А. П Классификация шума в объёмном гидроприводе. Вестник Красноярского государственного университета. Вып.18. г. Гидропривод машин различного технологического назначения / Под ред. С. В. Каверзина, Ж. Жоржа. Красноярск: КГТУ, 2000.С. 59−63.
  12. Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.- 672с.
  13. Т.М. и др. Надежность гидравлических систем воздушных судов. М.: Транспорт, 1986. — 279 с.
  14. О.В. зубчатые колёса пониженной виброактивности Минск: Наука и техника, 1978. 120 с,
  15. С.В. Акустические волны в неоднородных средах М.: Наука, 1989- 150 с.
  16. Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. М.: Наука, 1981. -208 с.
  17. Ю.А. Влияние нагрузки на частотные характеристики и переходные процессы бустера. М.: ЦАГИ, 1979.
  18. Борьба с шумом на производстве: Справочник под. ред Е. Я. Юдина М.: Машиностроение 1985. 400 с.
  19. Борьба с шумом: Справочник под. ред Е. Я. Юдина М.: Стройиздат, 1964.- 104 с.
  20. Вибрации в технике: Справочник в 6 томах. Том 1 / под. ред В. В Болотина. М.: Машиностроение, 1978- 352 с.
  21. Вибрация в технике. Справочник Том 3 М.: Машиностроение, 1980. -544 с.
  22. Вибрации в технике: Справочник в 6 томах. Том 6 / под. ред В. В Болотина. М.: Машиностроение, 1978 444 с. 23 .Виброакустические поля сложных объектов и их диагностика./Сборник научных трудов АН СССР.М.: Институт прикладной физики, 1989 -150 с.
  23. Е. К., Обрадович Д. К. Гидравлический удар в реальных условиях эксплуатации. JI.:1973 305 с.
  24. ГимлерС.Р. К вопросу об уменьшении шума гидравлических насосов. Перевод статьи из журнала Olhydraulik und Pneumatik, voe 14 1970 № 4, 137−141.M. 1974.
  25. .Ф. Математические модели пневмогидравлических систем. М.: Наука, 1986−365 с.
  26. В.Г., Адлер Ю. П., Талалай A.M. Планирование промышленных экспериментов (модели динамики). М., «Металлургия», 1978. 112 с.
  27. Г. Н. Защита от шума, вибрации и других колебаний: Лекции Московского института инженеров сельхозпроизводства. им. В. П. Горячкина. М.: МИИСП, 1987 22 с
  28. .Ф., Порхомов Д. А., Рабинович. М. Экспериментальное исследование волновых процессов в гидросистеме и их влияние на динамику гидропривода. М.: Труды центра аэро-гидродинамики института им Жуковского № 1356, 1971.
  29. Динамика гидравлических систем / Сборник научных трудов .№ 115.под.ред МорозоваИ.И., Палея Г. Э. Челябинск: 1972 185 с.
  30. В.И. Разработка способов измерения и измерительной аппаратуры для исследования кавитации гидромашин акустическим методом. Харьков: 1970 125 с.
  31. . М. Моделирование колебаний и акустического излучения пластин в турбулентном пограничном слое. — Труды ЦАГИ. М.: 1974, вып. 1539, с. 64—73
  32. Ю.М. Измерение и нормирование производственного шума. М.: Машиностроение, 1964 352 с.
  33. М. А. Общая акустика. М.: Наука, 1973 496 с.
  34. С. В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: Учебное пособие. Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. — 384 с.
  35. С. В. Методы повышения работоспособности и эффективности гидропривода самоходных машин // Вестник КГТУ. -Красноярск, 1996,-С. 16−19.
  36. Кавитационные автоколебания и динамика гидравлических систем. /Сборник трудов АН УССР. Киев.: Наукова думка, 1977 — 120 с.
  37. X. Экспериментальное исследование энергии в закрученном турбулентном потоке.// Хэмедзи когё дайгаку кэнюо хококу, 1979, № 32.а, с23 30.
  38. Е.А., Полетаев Г. Н. Волновые процессы в гидросистемах. М.: Институт атомной энергий, 1975 400 с.
  39. И.Я., Сазонов И. А. Распространение импульсов в жидкостях./ Сборник научных трудов АН СССР. М.: Акустический институт, 1985 -с 24−25
  40. В.Е. Обоснование и разработка принципиальной схемы газоотделителя для одноковшовых экскаваторов // Гидропривод и системы управления строительных, тяговых и дорожных машин: Сб. науч. тр. ОмПИ, 1985. — С. 54−59.
  41. А. А, Нестационарные двухфазные газожидкостные течения в каналах. Минск. Наука и техника, 1986.
  42. М. Аномальные явления в рабочих жидкостях и улучшение качества таких жидкостей // Юацука секкей, 1969, т. 7, № 11, С. 98 106.
  43. .Л. Динамика гидравлических систем станков. М.: Машиностроение, 1976.
  44. В.Г. Создание малошумных комплектных гидроприводов на давление до 31 мПа: Исполнительные рекомендации. М.: НИИ Машиностроения, 1984 48 с.
  45. П.Н. Генерация и методы снижения шума и звуковой вибрации: Некоторые аспекты состояния проблемы. М.: МГУ, 1991 — 182 с.
  46. X. Справочник по физике. М.: Мир, 1985 519 с.
  47. Л.Ф., Осипов Г. Л. Борьба с шумом в машиностроении. М.: Машиностроение 1980 148 с.
  48. О. Борьба с шумом при работе гидравлических машин. // Olhydraulik und Pneumatik, 1972, у. 16, № 9, S. 393−396.
  49. И. Г. Исследование звукоизоляции ограждений на моделях. Вопросы звукоизоляции в архитектурной акустике. Сборник/Под ред. В. Н. Никольского. М.: Госстройиздат, 1959 с. 29 — 46.
  50. З.Ляпидевский В. Ю., Тешуков В. М. Математические модели распространения длинных волн в неоднородной жидкости. Новосибирск.: 2000- 419 с.
  51. Материалы семинара борьба с шумом и звуковой вибрацией. М.: МДНТП, 1991 106 с.
  52. И.Я. Гидродинамические источники звука. Л.: Судостроение, 1972- 420 с.
  53. Ф. Колебания и звук. М.: ГИТТЛ, 1949. 496 с
  54. А. Г., Кузнецов В. М. Аэродинамические источники шума. М.: Машиностроение, 1981 248 с. 5 8. Никифоров А. С. Акустическое проектирование судовых конструкций.Л.: Судостроение, 1990 200 с.
  55. В.И. Виброакустическая диагностика в судостроении. JL: Судостроение, 1983 496 с.
  56. Д. Н. Нестационарные гидромеханические процессы. М.: Машиностроение, 1982, — 240 с.
  57. Й. Конструктивные мероприятия для уменьшения шума гидроагрегатов. // Olhydraulik und Pneumatik, 1974, v. 18, № 10, S. 741 744.
  58. Т., и др. Регенерация гидравлического масла путем удаления частиц воды, воздуха и твердых механических примесей с целью продления срока его годности // Юацу гидзюцу, 1978, т. 2, № 15, с. 44−53.
  59. В.К., Усов А. А. Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение. 1988.
  60. JI. И. Методы размерности и подобия в механике. М.: Гостехтеориздат, 1957 375 с.
  61. Е.А., Жернняк А. И. Снижение шума аксиально поршневых насосов. М.: Машиностроение, 1981 20 с.
  62. Е.А., Пеккер Ю. И. Проектирование и изготовление гидроприводов машин с учётом обеспечения минимального уровня шума. М.: Мосстанкин, 1979. 120 с.
  63. В. Я., Рокшевский В. А. Эксплуатация промышленных гидроприводов. М.: Машиностроение, 1984 —176 с.
  64. Е. Основы акустики. Т. 1. М.: Мир, 1976 520 с.
  65. Е. Основы акустики. Т. 2. М.: Мир, 1976 544 с.
  66. Р. Шум . М.: Мир 1978 -307 с.
  67. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / И. Г Анисимов, К. М. Бадыштова, С. А. Бнатов и др.- Под ред. В. М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Издательский центр Техинформ, 1999. — 596 с.:ил.
  68. Г. Окисление рабочих жидкостей гидравлических систем -причина многочисленных неисправностей // Энерджы флюиде, 1982, -С. 32−34.
  69. Тур В. П. Борьба с шумом на пути его распространения. Киев, Наукова думка 1974- 140 с.
  70. А. А. Рыбкин Е. А., Шестеренные насосы для металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1960, — 188 с.
  71. А.А. Механика импульсных процессов. М.: Наука 1987 -66с.
  72. К. Вычислительные методы в динамике жидкости. М.: Мир 1991 -287 с.
  73. В.М. Работа электрогидравлических усилителей мощности в условиях внешних механических вибраций. // Вестник машиностроения. 1975, № 5, с10 13.
  74. А. М. Техническая диагностика гидропривода машин. М.: Машиностроение, 1979 112 с.
  75. М. Уменьшение колебаний давления в жидкостных трубопроводах. Перевод статьи из журнала Olhydraulik und Pneumatik, voe 25 1981 № ю, 802- 804−806. М. 1982.
  76. A.M. Основы динамики землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1968, 156 с.
  77. Г. А., Петров Б. И. Шум судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха . Л.: Судостроение, 1974 198 с.
  78. Ю.И. Гидравлические системы защиты человека от общей вибрации. М.: Машиностроение, 1987, — 153 с.
  79. О.И., Герасимова Н. Н. Причины возникновения шума и вибрации шарикоподшипников / Обзор. М.: ВНИПП, 1968, — 89 с.
  80. К. Уменьшение шума гидравлических станков. Olhydraulik und Pneumatik, 1976, v. 20, № 6, S. 387−390.
  81. Я.Я. Снижение вибрации гидросистем. М.: Машиностроение, 1968 80 с.
  82. Kleinbreuer W. Kavitationserosion in olhydraulischer Systemen II VDI -Nschrichten, 1980, v. 34, № 31,-S. 10.
  83. Lipphardt P. Kompression von dispergierter Luft in Hydrauliksystemen und deren Auswirkungen auf das Druckubertragungsmittel // Industrie -Anzeiger, 1976, vol. 98, № 51, -S. 883−887.
  84. Lohrentz H.-J. Micro-Dieseleffect als Folge der Kavitation in Hydrauliksystemen // Olhydraulik und Pneumatik, 1974, v. 18, № 3, S. 175−180.
  85. Theissen H Volumenstrompulsation von Kolbenpumpen// Olhydraulik und Pneumatik. 1980. N8. S. 588−591.95
  86. Wolff P. Bemerkungen zum Problem der Luftausscheidung und Kavitation in olhydraulischen Systemen // Kavitation, 1977, -S.l 70−188.
  87. Alam M., Arakeri V.H. Observations on transition in plane bubble plumes // J. Fluid Mech., 1993, vol.254, pp.363−374.
  88. Delnoig E., Kupers J. A M., SWAAIJ W.P.M. Dynamic simulation of gasliquid two-phase flow: effect of column aspect ratio on the flow structure //Chemical Engineering Science, 1997, vol. 52, № 21/21, pp.3759−3772.
  89. Kleinbreuer W. Kavitationserosion in olhydraulischer Systemen //VDI -Nschrichten, 1980, v.34, № 31, S.10.
  90. Prasad A.K., Koseff J.R., 1989, Reynolds number and-wall effects on a lid-driven cavity flow // Physics of Fluid, 1989, № 2, pp.208−218.
  91. Zang Y.Z., Street R.L., Koseff J.R. A dynamic mixed subgrid-scale model and its application to turbulent recirculating flow //Physics of Fluid, 1993, № 5, pp. 3186−3196.96
Заполнить форму текущей работой

На отлично!