船舶轮机振动噪声控制综述

发表时间:2020/9/23   来源:《科学与技术》2020年14期   作者:赵云岷
[导读] 随着我国现代化进程的发展,航运行业也在飞速的发展过程中

        赵云岷
        青岛港湾职业技术学院  山东青岛   266404

        摘要:随着我国现代化进程的发展,航运行业也在飞速的发展过程中,为了对船舶航行的安全提供保障,相关的技术操作者以及科研人员,对于船舶轮机振动要提升认知程度,把握其特点和规律,要明确的了解船舶振动导致的严重后果,在建设船舶和改造方面不断的进行规范,要仔细的钻研振动系统,防止出现隐患,避免发生海上事故。
        关键词:船舶;轮机振动;噪声
        因为社会经济的快速发展,国内外都在技术科研方面加大了投入的力度。我国在控制船舶轮机振动噪声方面,有了更好的发展。因为发动机组在进行持续的运行,所以会出现船舶轮机振动噪声,这种分贝比较高的噪音,对于船上的工作人员和旅客而言,已经对他们的工作和生活造成比较严重的影响。所以控制船舶轮机振动噪声是非常有必要的。
        一、船舶轮机振动噪声的分析
        在船舶航行的时候,不仅船体自身的压力会产生影响,水流同时也会对其产生阻力,致使轮机运行时受到比较大的压力,从而出现振动噪声。想要解决振动噪声,首先要对振动噪声出现的原因进行分析,然后针对性的进行解决,这样可以使振动噪声得到有效的解决,目前来说,有很多的原因会使船舶出现轮机振动噪声,但是最常见的因素主要是下面两方面:首先,设计轮机时存在缺陷,对于相关的规定没有满足其要求,也没有对声学设计的原理进行考虑,致使船舶在运行的时候产生震动噪音;另一方面,轮机本身的问题,这些问题包含施工的缺陷、装置零件时不牢固,让设备在运行的时候产生振动、摩擦,从而出现振动噪声[1]。
        二、船舶轮机振动产生的危害
        (一)对人们的身体健康产生威胁
        船舶轮机振动会出现噪音,在人们乘坐船舶出行的时候,会因为船舶轮机振动的噪音,产生负面的影响,如果船舶轮机振动的越大,出现的噪音也会越来越大,使得乘坐船舶的人出现听力削弱的状况,比较严重的是会引发心脑血管疾病,伴随着神经衰弱,在这样的环境中,乘坐者无法得到良好的休息,致使生理上出现不良的反应,严重的可能会出现心脏病。对于船舶的工作人员来说,长期处于噪音的环境中,会影响船舶的驾驶,致使工作人员很快就会觉得跟疲劳,在不利于其身体健康的同时,也无法保障乘客的生命财产安全,致使出现安全事故。
        (二)降低船舶使用的寿命
        船舶轮机振动对于船舶的结构来说,会产生损害,对于机械设备的磨损,也是十分严重的,甚至可能会出现巨大的事故,譬如船体出现裂缝,对于船舶在海上的安全运行产生影响。在船舶的振动结构之中,危害最大的就是扭转振动,因为扭转振动所出现的安全事故是最多的,所以,目前专家们在进行研究时,最多的就是扭转振动。在船舶出现扭转振动的时候,在一般情况下,大家没有因为振动产生不适感,所以常常会忽略这个振动的形式,一旦对这个振动进行忽略后,经常会引发比较严重的海洋事故。而且需要我们明确的是,如果发动机的运转速度达到了主临界,对于自由端的部分来说,会遭受齿击。有的时候在发生强共振时,在船舶的轴系之后,只要有一些位置进行很短时间的运行,就会出现发热的情况,如没有解决这个问题,很容易出现断浆断轴事件。
        三、船舶轮机振动噪声控制的方法
        船舶在运行的过程中,轮机为其提供了动力,是机械装置里面非常重要的,但是因为船舶轮机振动出现噪声的原因,对于船舶的运行产生了压力。针对振动噪声,要对其有效的进行控制,对船舶轮机进行优化。
        (一)控制振动噪声的理论分析
        控制船舶轮机振动噪声的核心就是:在确保轮机是正常运行的前提下,对噪音和振动的水平进行降低,使得轮机的振动以及噪音,是人们可以接受的范围内的。控制船舶轮机振动噪声的主体就是噪声源,是船舶轮机的设备和机组,在开始进行控制前,需要对轮机的噪声源准备进行辨别,之后进行噪声处理,确保可以有效的对船舶轮机振动噪声进行控制[2]。
        (二)船舶轮机的隔振设计
        (1)双层隔振。所谓的双层隔振,就是将一个弹性的支承结构插入到单层隔振之中,与单层隔振的效果相比,其在隔振降噪的效果方面更好,其对于动力机械对船体传递的振动,低频区的控制传递隔离不小于35dB,而高频区可以达到-50dB。在20世纪末时,位于我国武汉的海军工程学院对于双层隔振技术正式的开始进行全面研究,直至现在,在进行船舶双层隔振的设计以及计算时,我国都已近取得了非常好的成绩,近几年,我国也不断的优化和完善双层隔振技术。
        (2)管道隔振。船舶机械设备在振动的时候,其传递的方式是由管道蔓延到舱壁的,从而出现结构噪音。譬如空压机的管道、油泵的管道、各种水泵、柴油烟机排烟管等等,这些设备在产生震动噪音后,由管道传递到船体上,所以,要对船体结构和全部的管道进行弹性固定。一般使用的方法,就是根据管道的温度、压力、介质等参数,使用柔性的接管(橡胶软管、金属波纹管等),对机械设备进行管道连接进出口地方的隔离,以此来降低流体流动的声音和管壁对于振动的传递。在对结构进行固定的时候,需要考虑到水流冲击隔离,因为对于系统位置来说,水流冲击极易使其产生变化,致使跟船体相连接的管道,也会出现位置的变化,一般情况下的冲击,可以让管道瞬间出现50毫米以上的位移,从这一点我们就可以看出,对管道进行固定是非常重要的,这也是研究管道隔振技术内容的其中一个。在这样的情况下,有关研究人员可以对国内外优秀的技术进行借鉴,为设计师进行船舶设计时,提供参考,通常有使用的寿命、热力参数等[3]。
        (三)船舶轮机的噪音控制
        因为有很多原因导致轮机产生噪音,所以需要对其噪声源进行确定,然后在制定控制噪音的方案。通常在进行振动噪音控制时,可以从下面几个着手,水动力、机械设备、螺旋桨的噪音控制。在解决螺旋桨噪音时,一般是使用低噪音推进器,脉动压力可以通过低噪音推进器得到有效的减少,减小船体的受压,降低设备之间的摩擦,从而实现降噪的效果;在控制水动力噪音时,水流是主体,为了对水声进行有效的防护,一般会使用形状类似海豚皮的消声蒙皮实施消音;在控制机械噪音时,首先要确定噪声源,然后再结合实际情况进行消声设备的研究。
        (四)隔声技术和隔声罩
        为了对振动的噪音分贝进行有效的降低,人们通常情况下会选择结合隔声罩和隔声技术,可以使用局部隔声的集控室,进行上浮动地板的安装,隔离机械设备所产生的噪音,具体的操作可以参考,MTU主推柴油机以及柴油发电的机组,这个发电机在隔振机构上使用的是双层的,有20个隔声门,可以有效的减小25dB噪音。安装示意图如下。

        (五)阻尼技术隔声
        在进行噪音控制时,主要要对声源进行控制,所谓的声源控制,一般是对振动能量进行阻止,防止其对噪音进行传递,有以下几种方法,对噪声的辐射面进行减少、对声源和振动能量进行隔离,设计低噪的机械并进行运用。在对噪声的辐射面进行较少时,通常使用阻尼技术,这项技术使用的材料是阻尼,所以称之为阻尼技术,将涂料和阻尼材料相结合,可以有效的对振动噪音进行降低。这种材料是通过热效应、磁效应制作而成的[4]。现在,在市场中有许多种类的阻尼材料,主要是聚合物的材料,这些材料在进行降噪时,是转化或者消耗能量,从而对噪声进行有效的隔离,使用这种材料可以具有比较好的实用性以及抵抗冲击的性能。
        参考文献:
[1]杨冬亮, 王富, 孙国芳. 船舶轮机振动噪声控制研究进展[J]. 军民两用技术与产品, 2018,(18):83-83.
[2]古龙, 闵捷. 船舶振动噪声控制技术的现状与发展[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(12):1-5.
[3]赵志强, 郭海剑. 船舶柴油机振动噪声控制与排放[J]. 滨州职业学院学报, 2018,(3):66-69.
[4]黄志伟. 推进轴系纵向振动主动控制技术综述[J]. 舰船科学技术, 2018, 40(21):5-12.
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