шевченко вкр (1233367), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

На рисунке 3.5 показан эффект снижения шума выемкой: на низких частотах (31,5-125 Гц) эффект (по сравнению с плоским участком) составляет 4-5 дБ, в средне- высокочастотном диапазонах (500-4000 Гц) эффект достигает 12-18 дБ; дополнительное снижение УЗ (по сравнению с плоским участком) достигает 15дБА.

Рисунок 3.5 Суммарное снижение УЗД, дБ, выемкой при увеличении расстояния от 7,5 до 100 м: 1 – электропоезда; 2 – пассажирские;

3 – скоростные; для сравнения: 4 – снижение УЗД на ровном участке

при следовании скоростных поездов на расстоянии 100 м

На рисунке 3.6 показано снижение УЗД зелёными насаждениями.

Рисунок 3.6 Последовательное снижение УЗД в лесу с густым

подлеском на примере грузовых составов на расстояниях:

1 – 7,5м; 2 – 15м; 3 – 25м; 4 – 50м; для сравнения

5 – снижение УЗД на плоском участке

4 Основные методы и средства снижения шума

Снижение шума осуществляется по следующим основным направлениям, показанным на рисунке 4.1

Методы и средства снижения шума

На пути распространения

В источнике образования

Снижение возмущаемых сил

Снижение звукоизоляции

Установка фартука на тележках

Шлифование рельсов

Колесо

Рельс

Малые АЭ вблизи рельса

Обточка бандажа колеса

Вибродемпфи-рование

Вибродемпфи-рование шейки

АЭ, насыпи, выемки

Смазывание рельса

Замена чугунных колодок композитными

Звукоизоляция шейки

Звукоизолирующее остекление

Дисковые тормоза

Уменьшение диаметра колеса

Прокладка под рельс

Рисунок 4.1 Основные методы и средства снижения шума

Снижение шума в объекте защиты (защищаемом от шума здании) достигается конструктивно-строительными методами, обеспечивающими повышение звукоизоляции наружных конструкций зданий, например, установкой звукоизолирующего остекления оконных проемов. В таблице 4.1 приведены ориентировочные значения снижения шума в источнике и на пути распространения. Так вибродемпфированием колеса его шум может быть снижен на 5-10 дБА, а внешний шум поезда снижается всего на 1-2 дБА. С другой стороны при вибродемпфировании рельса его шум может быть снижен более чем на 4 дБА, а снижение внешнего шума поезда при этом составит до 3 дБА. Комбинация «тихого» колеса (минус 10 дБА) и рельса (минус 4 дБА) дает снижение внешнего шума поезда более чем на 5 дБА.

Таблица 4.1

Меры и конструкции снижения шума поездов

В настоящее время эффективность мер по снижению шума на пути распространения (установка акустических экранов) в среднем составляет 10-15 дБА, что в 2-3 раза больше чем эффективность мер снижения шума в источнике образования (вибродемпфирование или звукоизоляция шейки рельса и др).

4.1 Снижение шума в источнике образования

4.1.1 Подвижной состав

Тормозная система. Основной недостаток тормозных систем – применение чугунных колодок, которые создают неравномерную поверхность катания колеса – ползуны. Основное направление снижения шума тормозных систем – ликвидация этой причины шумообразования путем ликвидации чугунных колодок и создания гладкой поверхности катания. Два основных направления решения этой проблемы:

– замена колодочных тормозов дисковыми;

– замена чугунных колодок композитными или металлокерамическими. Замена колодочных тормозов дисковыми на пассажирских вагонах обеспечивает снижение шума, излучаемого колесом и системой торможения на 8-9 дБА.

Для грузовых вагонов применение дисковых тормозов невозможно. Для снижения шума идут по пути замены тормозных колодок из чугуна колодками из композитных материалов или металлокерамическими [7].

Эти колодки при торможении создают меньше неровностей на колесе. При создании новых типов колодок необходимо соблюдать следующие условия:

– должно быть приблизительное равенство коэффициентов трения заменяющих и заменяемых тормозных колодок;

– расходы при эксплуатации новых типов колодок не должны превышать расходы на чугунные колодки.

Для замены чугунных колодок были разработаны два вида:

– типа К – из композитных материалов с увеличенным коэффициентом трения, предназначенные для нового подвижного состава;

– типа LL – из металлокерамического материала с таким же коэффициентом трения, как у чугунных колодок, для замены тормозных систем на эксплуатируемом подвижном составе, что позволяет обеспечит крупномасштабную замену чугунных колодок без существенного изменения в конструкции грузовых вагонов.

Испытания грузовых вагонов с новыми типами колодок показали, что шум качения может быть максимально снижен на величину до 8 дБА. При этом отмечается, что тормозные системы с К-блоками уменьшают шум на 5-6 дБА, а LL-блоками до 7-8 дБА. На рисунке 4.2 приведены уровни шума грузовых вагонов с различными типами тормозных систем.

Рисунок 4.2 Уровни звука грузовых вагонов, оборудованных

различными тормозными системами на расстоянии 25 м и скорости 100 км/ч

1 – колодочные тормоза (чугунные колодки), 2 – колодочные тормоза (композитные колодки), 3 – дисковые тормоза

Колесо. Основные меры направлены на снижение звукоизолирующей способности колеса, которая достигается [8]:

– изменением формы колеса;

– снижением площади звукоизлучения за счет введения дополнительных отверстий в ступицу колеса (акустическое короткое замыкание);

– звукоизоляцией колеса;

– вибродемпфированием колеса, установкой абсорберов;

– подрессориванием колеса (прерывание пути распространения вибрации по колесу).

4.1.2 Железнодорожный путь

Шлифование рельсов. С помощью шлифования поверхности рельсов устраняются неровности в виде волнообразного износа, влияющие на интенсивность шума качения. На железных дорогах применяется комбинированный метод акустического шлифования, представляющий собой сочетание фрезерования, строгания и колебательно-статического шлифования. Обработка рельсов, как правило, носит превентивный характер и ее необходимость определяется техническим состоянием рельсов (главным образом, высотой неровностей) и излучаемым шумом. Решение о проведении акустического шлифования принимается, если внешний шум от поездов превышает 70 дБА днем и 60 дБА ночью. Как правило периодичность повторного шлифования рельсов составляет не более 12 месяцев, а средняя величина снимаемого слоя 0,3 мм. [9]

Превентивная обработка рельсов позволяет предотвращать усталостные явления на поверхности катания. Измерения до и после обработки рельсов показывают, что снижение шума после акустического шлифования достигает не менее 10-12 дБА.

Звукоизоляция, вибродемпфирование и виброизоляция рельса. Снижение звукоизлучения рельса достигается установкой вибродемпфирующих накладок на шейку рельса, средством ближней звукоизоляции является акустический экран устанавливаемый там же. Виброизоляция рельса достигается установкой прокладок под рельс. [10]

На рисунке 4.3 показана конструкция вибродемпфирующей резиновой накладки на рельс (резиновый профиль). В конструкции предусмотрено специальное крепление накладки к рельсу; резина имеет специальный состав(тяжелая резина).

Рисунок 4.3 Вибродемпфирующая резиновая накладка на шейку рельса

На рисунке 4.4 приведены спектры уровней звукового давления до и после установки накладок. Достигнуто снижение на 2-8 дБ в средне- высокочастотном диапазонах (4 дБА).

Рисунок 4.4 Измеренное снижение УЗД на пути с рельсовыми

демпферами при проходе поезда со скоростью 100 км/ч

На рисунке 4.5 показана конструкция звукоизолирующего экрана на шейке рельса (система «Calm Rail»). Эта мера направлена на снижение передачи излучаемого шейкой рельса шума. На стальной профиль наносится изнутри вибродемпфирующее покрытие и звукопоглощающий материал. Снижение уровней звукового давления в диапазонах частот 125-1000 Гц составляет 4-11 дБ (до 4 дБА) [11].

Рисунок 4.5 Звукоизолирующий экран на шейке рельса:

1 – стальной профиль; 2 – вибродемпфирующее покрытие профиля;

3 – звукопоглощающий материал

Применение мягких прокладок под рельс взамен жестких незначительно (на 1 дБА) уменьшает излучаемый шум качения. Применение безбалластного пути (путь на плитном основании) увеличивает шум за счет отражения звука. Применением звукопоглощающих матов отраженный звук может быть снижен на 3-4 дБА.

4.2 Снижение шума на пути распространения

4.2.1 Зеленные насаждения

На практике в основном встречаются зеленые насаждения вдоль железной дороги шириной от 10 до 50 м. В поставленном эксперименте выбран лес с густым подлеском – с максимально возможной характеристикой затухания на данном участке железной дороги. Физическая природа дополнительного (по сравнению с геометрическим расширением фронта звуковой волны) снижения звука при прохождении сквозь зеленые насаждения объясняется двумя независимыми механизмами:

– затухание звука за счет поглощения зеленым покровом;

– диффузное рассеивание звука при прохождении небольших по сравнению с длиной звуковой волны препятствий.

В таблице 4.2 предоставлена характеристика влияния растительности на снижение шума в зависимости от породы и ширины посадок.

Таблица 4.2

Характеристика влияния растительности на снижение шума

Затухание за счет поглощения звука зеленым покровом происходит на всех частотах, но т.к. коэффициент звукопоглощения листвы (αл) имеет небольшое значение на частоте 63 Гц, то на этой частоте снижение УЗД меньше, чем в остальном частотном диапазоне.

Небольшими препятствиями, где происходит диффузное рассеивание, являются стволы деревьев, длина звуковой волны менее их толщины в октавной полосе со среднегеометрической частотой 8000 Гц. На этой частоте наблюдается дополнительное затухание звука. На отдельных частотах возможны резонансные явления, тогда снижение УЗД уменьшается. Иллюстрацией являются данные приведенные на рисунке 4.6 и в таблице 4.3.

Характеристики

Список файлов ВКР