船舶设备多层隔振技术

船舶设备多层隔振原理、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及应用技术 摘要：为了降低船舶的振动和水下噪声辖射，必须对船内机械设备进行振动隔离，以抑制机器向船体的振动传递。目前常用的是在机器和船体之间安装隔振装置，先后发展了单层隔振系统、双层隔振系统和浮筏隔振系统。浮筏隔振系统是继双层隔振系统之后发展的一种新型隔振系统，它是由多台设备安装在一个公共的筏架上，中间筏体又安装在船体的基座上组成的减振降噪的装置。本文阐述了多层隔振系统的发展以及浮筏在船舶中的应用情况。 关键词： 引言 舰艇、高速豪华型客船等船舶的推进装置的振动噪声控制一直是国内外研究者关注的重要课题。众所周知,柴油机推进装置即使运行正常,也会产生较大振动,经基座传递至船体或周围部位,引起强烈的环境振动,并成为水下辐射噪声源。因此国内外对推进装置的隔振降噪开展了大量的理论和试验研究,并取得了一定的进展。如从常规的单层隔振发展到双层隔振、浮筏隔振,目前浮筏技术又向舱筏技术发展,即把整个机舱设备安装在一个柔性支承于船体的大型筏架上。 1 船舶多层隔振技术发展 船舶机械设备噪声主要通过三个通道进行传递，即设备的空间管系(如油管)、空气和设备的弹性支撑构件：通过空间管系的噪声传递通常采用具有隔振作用的挠性软管来隔离；通过空气的传播通常采用消声 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，消声罩等进行消声；通过设备弹性支撑的则采用隔振装置等 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 来隔离。在多数情况下，第三通道对船舶结构振动和噪声的影响最重要。为了降低和减小船舶的振动和噪声通过第三通道的传递，人们发明了许多的隔振系统，它的发展经过了如下的几个阶段： 1.1 单层隔振系统 最早出现的隔振形式是单层隔振,第二次世界大战结束后,单层隔振系统就己经在舰艇上得到了广泛应用。所谓单层隔振系统就是在机械设备和基座之间插入一层隔振元件的隔振系统，其理论已经很成熟并在舰船上广泛应用。该系统的优点是形式简单，隔振效果一般为10dB-20dB。缺点是当振源的激振力频率较低时，隔振器的刚度必须很小，从而导致系统的稳定性变差，所以不适用于低转速大型设备的隔振。在中高频区由于隔振材料会产生驻波效应及基座阻抗的影响，实际的隔振效果比理论的会降低很多。对于振动噪声指标要求较高的船舶如豪华邮轮和军用舰船等，单层隔振系统无法达到其要求的隔振效果，所以人们又研制了隔振效果更好的双层隔振装置。 图1 单层隔振系统 1.2双层隔振系统 双层隔振系统采用了两层隔振器，并在两层隔振器之间插入了一个中间质量块。双层隔振系统在受到激励时，一部分从上层隔振器传来的力被中间质量块的惯性力平衡掉了，从而使机械设备与基座之间的力传递率减小。在双层隔振系统中，当激振频率大于系统的第二阶固有频率后，其传递率以 扩衰减，而单层隔振则以 扩衰减，所以在高频段，双层隔振系统的隔振效果比单层隔振系统的要好的多，即使采用刚性大的双层隔振系统代替柔软的单层隔振系统，仍可得到较好的隔振效果，同时又避免了单层隔振系统稳定性差的不足，所以很适宜作为水声隐身性能要求较高的舰船上的动力设备。但由于双层隔振系统在低频区段有两个固有频率，因此其低频区段的隔振效果还低于单层隔振系统的隔振效果。双层隔振装置结构复杂，成本比较高，特别是由于它比单层隔振装置多了一个中间质量块和一层隔振器，因而大大增加了装置本身的结构尺寸和质量，然而过大的质量往往是舰船无法承受的，这在一定程度上限制了双层隔振技术的应用和发展。 图2 双层隔振系统 1.3浮筏隔振系统 为了改进双层隔振系统的不足，人们又从建筑工程中的浮动地板技术中得到了启发，将这种技术引入到舰船的隔振系统，让多台设备共用一个中间质量块进行隔振，由此产生了浮筏隔振系统，这个公用的中间质量块后来发展为中间筏体，可以说浮筏隔振系统是具有多个激励源的双层隔振系统。 图 3 浮筏隔振系统 浮筏装置与双层隔振装置相比，有如下特点： 1、多扰动特性。具有多个机组、多个扰动源。在浮筏隔振系统中，筏体和机组之间相互耦合相互影响，可使相当一部分能量在系统内由自身阻尼消耗掉。如果设计精确，安装在筏体上的其他设备还可起到动力吸振器的作用。 2、筏体的非刚性。由于中间筏体向大型化和轻型化的方向发展，结构必然复杂多样。因此，筏体的刚性相对小，不能将筏体视为刚体。 3、多向隔振特性。由于机械设备振动冲击的多向性，应考虑系统各个方向上的隔振性能。 4、基础的非刚性。在实际应用中，基础的机械阻抗是有限的，应作弹性基础进行计算和设计，不然会达不到设计的隔振效果。 5、设计的灵活性。筏体可设计成梁式、板式、框架式等多种形式，甚至把一个机舱内所有的设备都安装在一个公用的筏架上做成舱筏；筏体也可或平置、或吊起、或侧挂安装；连接方式可设计成刚性或弹性等。 船舶的减振降噪问题历来就是在隔振理论研究与实践中扮演这重要角色，一直是工程界研究的热点之一。随着船上机械的转速越来越高，使得高频振动和噪声日益加剧，传统的单层隔振系统和双层隔振系统己无法满足要求，浮筏隔振系统就是在这种背景下应运而生，并已在实船应用，且取得了良好的隔振效果。由于起步较晚，浮筏隔振技术的研究在我国无论在理论研究还是在应用研究方面都与国外有很大的差距。 2 浮筏隔振系统的发展应用 2.1浮筏隔振技术在国外的发展应用 浮筏隔振系统比一般隔振系统的隔振效果好，尤其是在船舶领域，受到了国内外学者的广泛关注。在国外，浮筏隔振技术的试验研究已经比较成熟，在欧美以及前苏联等军事和造船技术发达的国家得到了广泛的应用。自20世纪50-60年代，美国首先将浮筏技术应用到舰船上，并使潜艇上的福射噪声降低了30-40dB。80年代初期，前苏联潜艇的隔振技术也发展的比较快，其新型的“鳖鱼”核潜艇和K级潜艇的噪声降低到了60分贝。意大利Lerici级(特里希级)玻璃钢猎雷艇采用纵向筏架式浮筏装置，主机用隔振器弹性地支承在搜架上，而筏架则支承在机舱的前、后舱壁上，获得了良好的隔振降噪效果美军新型的“海狼”级核潜艇和英国的“特拉法尔加”级攻击型潜艇也都采用了浮筏隔振系统。俄罗斯在某舰艇上使用了框架式浮筏系统，将所有的机器设备都安装在工字梁框架式按架上，而筏架用减振器支撑在公共地板上，这样设备就不直接与船体接触而达到了控制机械噪声的目的。英国将“敏捷”号核潜艇的各种动力装置装在一个校架上，又将筏架弹性的安装在船体结构上，解决了噪声问题，使噪声等级达到了性能指标。德国的某舰船由于采用了浮筏技术，用振级落差来衡量隔振效果，其隔振效果可达到40dB，在水下的福射噪声可以下降lOdB以上。 图 4 浮筏装置示意图 浮筏隔振系统在西方国家的猎扫雷舰艇上也已经得到了广泛的应用，浮筏装置的结构形式主要有三种：一种是台式浮筏装置,机组安装在公共按架上，但隔振器安放在机组和筏架之间或者安放在筏架和基座之间,相当于是单层隔振；第二种是悬吊式浮筏装置，机组安装在悬吊在船体上的公共筏架上，筏架弹性安装在船体的船舷侧面的构架上，这种浮筏结构减轻了机器对舰船壳体的冲击载荷，有效的抑制水下噪声的传播。第三种是纵向悬吊式浮筏，意大利Lerid级猎扫雷舰艇就是采用这种形式的浮筏装置，中间筏架弹性的安装在船舱的前后舱壁上。浮筏技术不仅在舰艇上能取得较好的隔振效果，在渔业船上也能将船的振动和噪声降到最低在70年代后期，苏格兰GLASGOW造船厂建造了一艘渔业船，该船采用浮筏技术后，其机组浮筏的振动传递损失在低频时达到35dB，高于250Hz后达到50dB。波兰Prof.Siedlecki号渔业研究船也才采用了浮筏技术,船上安装了八个浮筏，明显降低了直流发电机组的振动衰减，相比以前传统的设计，船上的振动和水下噪声有了明显的改善。 2.2.2浮筏隔振技术在国内的发展应用 我国在90年代才开始进行浮筏隔振装置的相关的研究，在浮筏结构设计、建模理论、系统设计和应用研究等方面取得了不少的进展。在浮筏结构设计方面，从平置式浮筏到框架式浮筏和侧挂式浮筏，并以框架式浮筏和侧挂式浮筏为研究对象，进行设计、计算、试验和考核评定。在应用研究方面对平置式浮筏系统开展了具体的研究，平置式浮筏装置在结构形态上是一种最简的形式：扰动形式相同、上下层隔振器是以垂向为主要的承载方向且每个隔振器受力均匀、筏架是简单规则的板梁结构。对于平置式浮筏系统，国内的研究己经成熟并得到了应用。 海军工程大学在国内首先成功研制了浮筏隔振装置，在浮筏装置的设计和安装方面都处于国内领先水平，并将其成功的应用在游船上，取得了很好的隔振效果。“中远海”海洋调查船上的柴油发电机釆用了浮筏隔振系统，该浮筏系统在试验中测得的振级落差达到42dB以上。在漓江豪华游艇上采用了浮筏隔振装置，通过实船测试得到机组和船体基座间的振级落差为30.3dB。船舶系统工程部的高立冬等对某型号测量船的振动源进行了减振处理，其中主机采用单层隔振，辅机采用浮筏隔振,取得了较好的效果。 3 结论 本文从船舶隔振系统发展的角度分析了隔振系统在船舶领域的发展及应用，并与国外的发展情况作了一个比较。总的说来，国外的隔振技术起步早、技术先进、隔振的效果也更加；我们国家研究的相对晚一些，但是取得的成就是值得肯定的。特别是海军工程大学在这一方面作了很多的研究性工作，值得我们借鉴和学习。 参考文献 [1] 赵兴睿 徐筱欣等 两种浮筏的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较 2005 [2] 王宇 陈兴林等 船舶发电机组浮筏隔振系统建模及振动 2011 [3] 林立 浮筏隔振技术在舰船上的应用及发展 1999 [4] 于孟萨 黄国荣 伏同先 潜艇机械噪声控制技术的现状与发展概述 2003 [5] 高立东 俞浩 王暖 减振降噪技术的应用设计 1999 _1431367894.unknown _1431367747.unknown