Тема дипломной работы: Исследование вибродемпфирующих покрытий.

Заданием на общепроектную часть было разработать принципиальную схему энергетической установки танкера первого класса и выполнить расчет главной энергетической установки - дизеля.

Освоение природных ресурсов и развитие производительных сил в северных районах являются важнейшими элементами экономической стратегии России на предстоящий длительный период.

Север России - это, прежде всего богатейшая минерально-сырьевая база страны, особенно с учетом богатств не только суши, но и арктических морей. Север является глобальным экологическим и стратегическим резервом XXI века и на более отдаленную перспективу не только России, но и всей планеты.

В исследованных в геологическом отношении районах Арктики найдены несметные запасы сырья, которые нужно не только добыть, но и вывезти. Но как раз здесь и возникают значительные трудности. Льды чинят препятствия морскому судоходству не только за Полярным кругом, но и южнее его, в прибрежных морях на севере азиатского и американского материков. Продление навигационного периода в этих районах возможно лишь при условии совершенствования техники и технологии преодоления ледовых препятствий.

Поэтому мною в общепроектной части дипломной работы рассмотрен танкер ледового класса.

Танкер предполагается для эксплуатации в районе Печорского и Баренцева морей, где открыто нефтяное месторождение Приразломное запасы которого, по предварительным данным, оцениваются в 70 млн. тонн.

Нефтяное месторождение Приразломное расположено в юго-восточной части Печорского моря в 320 км от речного порта Нарьян-Мар и в 960 км от морского незамерзающего морского порта Мурманск. Район характеризуется суровыми природно-климатическими и ледовыми условиями. Ледовый период продолжается 8 - 10 месяцев, толщина льда 2,5 - 3 м, минимальная температура воздуха - 47° С, глубина моря до 30 м. Толщина однолетнего льда без торосов при глубине 30 м составляет 0,3 м, при глубине 10 м - 0,5 м. Скорость дрейфа льда 0,26 м/с. Скорость течения на поверхности (с учетом ветрового дрейфа) составляет 1 м/с. Скорость ветра на высоте 10 м от спокойного уровня воды с осреднением в 10 мин. возможная 1 раз в 100 лет составляет 40,0 м/с. Высота волны расчетная, возможная 1 раз в 100 лет (для глубины моря 30 м) - 10,7 м. Длина волны - 146 - 208 м.

Танкер имеет 16 грузовых танков с двойными бортами, на внутреннюю поверхность танков нанесено специальное химически стойкое покрытие. Такие танкеры имеют два отстойных танка, которые могут быть использованы для топлива с целью увеличения дальности плавания.

Главный двигатель - малооборотистый двухтактный дизель с наддувом.

Танкер имеет все необходимый системы и спасательные средства, обеспечивающие безопасность плавания, грузовые операции выполняются с использованием компьютерной системы мониторинга.

Был произведен тепловой расчет дизеля.

В специальной части был проведен ряд исследований вибродемпфирующих покрытий.

Основными источниками вибрации и шума являются: машины и механизмы (насосы, редукторы, конденсаторы, электрические машины, подшипники); регулирующие устройства и арматура (клапаны, дроссельные шайбы, тройники); трубопроводы (участки труб, сильфонные компенсаторы, рукава, шланги).

Для борьбы с шумом и вибрацией используются вибродемпфирующие покрытия, а также амортизаторы и компенсаторы, содержащие в своих конструкциях резиновые элементы.

Виброизоляция - любая мера, предпринимаемая для снижения переноса вибросилы от оборудования к его опорной конструкции, или наоборот; способность препятствий изолировать конструкции от распространяющихся по ним волн колебательной энергии.

Рост мощности и виброактивности судовых механизмов влечет за собой усиление звуковых вибраций в судовых корпусных конструкциях и, как правило, повышение уровней шума в судовых помещениях. Это может служить причиной профессиональных заболеваний обслуживающего персонала и усталостных повреждений судовых конструкций.

В судовых условиях наиболее широкое применение находят два основных способа вибропоглощения: вибропоглощающие покрытия и специальные вибропоглощающие конструкционные материалы. Вибропоглощающие покрытия наносят на готовые конструкции для увеличения в них потерь энергии при периодических деформациях. В настоящее время применяют жесткие, армированные, мягкие покрытия. Наносят покрытия либо непосредственно на излучающую звук конструкцию, либо на конструкцию, по которой звуковая вибрация распространяется до излучающей конструкции.

Средства вибропоглощения в судовых условиях целесообразно применять для увеличения затухания амплитуды вибраций при распространении по конструкциям, связывающим источник вибрации со звукоизлучающими ограждениями, путем нанесения на эти конструкции вибропоглощающих покрытий. А также для уменьшения звукоизлучения ограждений путем демпфирования их вибраций. При рациональном использовании средств вибропоглощения уровни шума в судовых помещениях, обусловленные работой механизмов и других источников вибраций, могут быть снижены на 10-20 дБ. Вместе с тем непродуманное применение этих средств может не дать необходимого эффекта и привести к неоправданному увеличению водоизмещения и к повышению стоимости судна.

Разработанные методы позволяют произвести оценку ожидаемой эффективности средств вибропоглощения по отношению к вибрациям и воздушному шуму в помещениях на стадии проектирования судна. Наиболее надежным и наглядным методом такой оценки является электрическое моделирование корпуса судна с помощью специальных аналоговых устройств или ЭВМ.

Анализ на собственные частоты имеет целью расчет резонансных частот и соответствующих им собственных форм колебаний. Такой анализ можно провести с помощью метода конечных элементов (в теории). Основная идея МКЭ состоит в том, что рассчитываемая конструкция (одномерная или многомерная) разделяется на ряд простейших по форме частей - элементов. Размеры элементов обычно малы по сравнению с размерами всей конструкции, но они имеют конечные значения. На практике исследование проводилось на специальном стенде, где пластины в их середине подвергались вибрационному возбуждению через датчик силы с помощью электродинамического вибратора. Сигналы откликов пластин выводились на экран ЭВМ.

Применение средств вибропоглощения должно предусматриваться в процессе проектирования судна, так как только в этом случае возможно достижение наибольшей эффективности этих средств при минимальном объеме использования материалов. Вместе с тем средства вибропоглощения являются одним из немногих шумозащитных средств, которые могут быть использованы на построенном судне в случае необходимости дополнительного снижения уровней вибрации и воздушного шума в судовых помещениях.

Средства вибропоглощения способствуют удлинению срока службы элементов судовых конструкций и оборудования, подверженных интенсивной вибрации и обусловленным ею усталостным разрушениям. Средства вибропоглощения могут быть полезными для уменьшения вибрации и шума, возникающих при механической обработке элементов конструкции в цехах судостроительных и других металлообрабатывающих заводов.

Дальнейшее исследование в области развития и совершенствования средств вибропоглощения на судах должны проводиться по следующим направлениям:

создание более эффективных недорогих вибропоглощающих покрытий и конструкционных материалов, удобных для практического применения;

накопления и обобщение опыта применения средств вибропоглощения на судах с целью выработки дополнительных рекомендаций по эффективному и рациональному практическому использованию этих средств;

совершенствования методов прогнозирования эффективности средств вибропоглощения по отношению к вибрациям и воздушному шуму в помещениях при проектировании судна;

исследование факторов, ограничивающих эффективность применения средств вибропоглощения и разработки рекомендаций и средств, уменьшающих влияние этих факторов.

В технологической части разработана технология нанесения и выбор оптимального вибродемпфирующего покрытия в данных условиях при данных требованиях. Так жесткое покрытие целесообразно наносить с одной стороны пластины, мягкое - также с одной стороны пластины. Толщина и протяжен-ность вибродемпфирующего покрытия обусловлена областью нанесения покрытия и типа конструкции, при этом толщина покрытия не должна превышать значений, обусловленных отсутствием сдвиговых деформаций в их слоях во всем диапазоне частот

Список литературы

1. Альпин А.Я., Стенин В.А. Проектирование и расчет двигателей внутреннего сгорания - Северодвинск: Севмашвтуз, 1998.

2. Болгов В.М. Акустические шумы и помехи на судах - Л.: Судостроение, 1984.192 с.

3. Болотина В.В. Вибрация в технике: Справочник. Т1. Колебания линейных систем. / Под редакцией - М.: Машиностроение, 1978.352с., ил.

4. Вибрация в технике: Справочник. Т6. Защита от вибрации и ударов. / Под редакцией К.В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1981.456с., ил.

5. Гаврилов М.Н. Защита от шума и вибрации на судах - М.: Транспорт, 1979.120с.

6. Гладких П.А. Борьба с шумом и вибрацией в судостроении - Л.: Судостроение, 1971.176с.

7. Гуляев А.А. Проектирование судов. Методические указания к практическим работам - Северодвинск: Севмашвтуз, 2002.

8. Каминев А.А., Кузнецов Б.В. Проектирование судовых двигателей внутреннего сгорания - Л.: Судостроение, 1967.

9. Кане А.Б. Судовые двигатели внутреннего сгорания - Л.: Судостроение, 1973.

10. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л.: Судостроение, 1971.416с., ил.

11. Козлов В.И. Судовые энергетические установки - Л.: Судостроение, 1975.

12. Колесников А.Е. Шум и вибрация: Учебник. - Л.: Судостроение, 1998. - 248 с.; ил.

13. Конаков Г.А., Васильев Б.В. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота - М.: Транспорт, 1980.

14. Никифоров А.С. Вибропоглощение на судах - Л.: Судостроение, 1979.

15. Новые суда "ЛУКойл-Арктик-Танкер" Судостроение №3, 2000.

16. Печененко В.И., Козьминых Г.В. Автоматизация регулирования и управления в судовых силовых установках - М.: Транспорт, 1967.

17. Постнов В.А. Вибрация корабля - Л.: Судостроение, 1983.248 с.

18. Троицкий Б.Л., Сударева Е.А. Основы проектирования судовых энергетических установок - Л.: Судостроение, 1980.

19. Шенинг З.Р. Модульно-агрегатный метод монтажа судового оборудования - Л. Судостроение, 1991.

Размещено на Allbest.ru