CC BY
8
The paper analyzes quantitative multicriteria expert methods for assessing innovations. Key stages of expert assessment methods are presented. The general and distinctive features of expert methods are described. The problems of assessing the quality of innovations by means of expert methods are indicated. The goals and objectives of assessing the quality of innovations based on expert methods are given. The directions of improving the method of analysis of hierarchies are presented. The role of robust approaches in the process of assessing the quality of innovations by expert methods is revealed.
Key words: expert method, innovation, quality, robust approach.
Rodionov Nikita Vadimovich, postgraduate, engineer, rodionovnikitavadimo-vichayandex. ru, Russia, Samara, Samara National Research University, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress,
Zagidullin Radmir Salimyanovich, postgraduate, design engineer, ZagidullinRad-mir@,mail.ru, Russia, Samara, Samara National Research University, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress
УДК 534.843.1
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА НА УЧАСТКАХ ОБКАТКИ ДВИГАТЕЛЕЙ
В.Э. Фролов, И.А. Яицков, Т.А. Финоченко
В данной статье рассматриваются вопросы генерации шума при обкатке двигателей и определяются модели шумообразования, позволяющие рассчитать уровни шума и получить практические рекомендации систем шумозащиты. Выбор оптимальных компоновок шумозащитного оборудования на основе эргономики рабочих мест и расчетных схем формирования спектров шума.
Ключевые слова: помещение, кабина защитная, шум,
Обкатка двигателей сопровождается воздействием вредных производственных факторов на обслуживающий персонал. Наибольшее влияние на утомляемость и работоспособность оказывает шумовой дискомфорт.
Целью данной работы является теоретическое исследование процессов генерации шума методами технической виброакустики. Подобные исследования позволяют определить параметры распространения звука в любой точке помещения еще на этапе проектирования. Исследования выполнены с учетом некоторых допущений при проведении, при определении исходных данных принимаемых для акустических расчетов:
экспериментально измеренные уровни звукового давления работающего двигателя при различных условиях эксплуатации, уровни виброскорости рамы и корпуса, и паспортные данные представленных двигателей [1,2];
применение принципа энергетического суммирования при определении эквивалентного уровня звука от нескольких источников;
диффузность звукового поля в исследуемом помещении; коэффициент c учитывающий влияние ближнего звукового поля; коэффициент y учитывающий нарушения диффузности звукового поля в помещении, зависящий от отношения постоянной помещения к площади ограждающих поверхностей.
При определении требуемого снижения шума необходимо отметить, что защитные кабины имеют различное назначение по фактору использования речевой связи. Существует значительная разница в предельно допустимых уровнях шума на рабочих
местах операторов с использованием речевой связи и без нее, приведенная в табл. 1. Причем разница допустимых уровней варьируется от 11 до 13 дБ в низкочастотной области и до 15 дБ в средней и высокочастотной части спектра.
Таблица 1
Предельно-допустимые уровни звукового давления согласно санитарных норм
ПДУ для рабочих мест Октавные уровни звукового давления. дБ Уровни звука. дБА
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
для всех в гад ов работ 94 87 82 78 75 73 71 69 80
без речевой связи 91 83 77 73 70 68 66 64 75
с речевой связью 83 74 68 63 60 57 55 54 65
На основе этих компоновок можно выделить две расчетные схемы формирования (см. рис.) спектров шума на рабочих местах операторов [3-9].
Рис. 1, а - компоновка участка, когда двигатель закрыт ограждающей конструкцией. Рис. 1, б - компоновка с применением кабин дистанционного управления, рабочее место располагается внутри ограждающей конструкции.
Рабочее место
Двигатель
1"яЙ«че« место
Дын
/
Рис. 1. Схема компоновки участка обкатки двигателей: а - двигатель закрыт ограждающей конструкции; б - рабочее место внутри защитной кабины
Выражения уровней шума для рабочих мест, вышеуказанных схем, получены на основе данных работ Л.П. Борисова, Д.Р. Гужаса [3]. С учетом особенностей источника шума уровни шума определяются следующими выражениями: Схема а
(л \
Ьх = + 201е г - ЗИ + 101в Бог + 101в
1
4 яг
- +
4Уп Б,
(1)
п ;
Необходимо отметить, что ограждающие конструкции согласно схемы б выпол няются с большой поверхностью остекления, что существенно снижает их звукоизоля цию.
Схема б
4у 2 Soг
и
+ 2018 Г
-ЗИ +101§-
Б
(2)
где Lpi Lp2 - октавный уровень звуковой мощности двигателя, дБ; r - расстояние между источником шума и рабочим местом, м; ЗИ - шумоизоляция ограждения, дБ; y - коэффициент диффузности поля по однородности; S - площадь соответствующего элемента, м2; В - постоянная помещения; индексы «ог» - ограждение, «п» - помещение;
я Z 3 . Z _fSi .
B = ——— ; _3 = —-;
1 -_3 Srf
B Z 3 S Z 3 , (3)
-1 -z_(s, " обSоб-z_3S
Sg6
_f - коэффициенты звукопоглощения i-й ограждающей конструкции кабины;
r
С =4 пРи -— < 1; B B
'max y = 1 - 0,3— при — < 1,5;
r r S S (4)
С = 4--— при 1 <-—< 3; B
'max 'max У = 1 при — > 1,5.
r
С = 1 при --> 3,
max
c - коэффициент, зависящий от соотношения расстояния от расчетной точки до источника и его максимального линейного размера.
r
Для помещения обкаточного участка,-> 3, поэтому С = 1 и тогда
'max
Sп - 1,3Z _(Si У =-г=-.
Sп - Z _fSi i = 1
Для ограждающей конструкции рассчитываем коэффициент, зависящий от соотношения расстояния от источника до расчетной точки
41 - r
С = max_
Х I '
max
а подбором звукопоглощающего материала целесообразно выполнить условие B/S > 1 и принять y = 0,55. В этом случае
6
Z _fSi ^ S
-i=L_-> 1,5, откуда Z _3Si . (5)
Sог - Z _3Si i=1
Обосновывая выбор звукопоглощающего материала разбиваем кабину на элементы с площадями отдельных поверхностей и коэффициентами поглощения звука: пол
(S1, _3 ); потолок (S2, _3 ); передняя, боковые и задняя стены кабины (соответственно
S3, _3; S4, _3; S5, _5 ; S6, _6).
Для акустической облицовки потолка и несущей части стен целесообразно использовать один и тот же звукопоглощающий материал и тогда выражение (5) принимает следующий вид [8]
Z _3 S, = 3 + _ 3 f S2 + Z S 3 ] + Z _ fS, 4 = 0,44^, (6)
i=1 V i=1 J i =1
113
i=1 2,25
где а2 - коэффициенты звукопоглощения материала для потолка и стен; а4 - коэффициенты поглощения звука стеклом; & 4 - площадь остекления, м2.
Из последнего выражения определяется необходимое значение величина коэффициента звукопоглощения потолка и стенок звукозащитного ограждения для двигателя по схеме а и для кабины наблюдения по схеме б
0,44Soz -afS - X afS 4
i=1
(7)
S + X S 3 i=1
С учетом приведенного выше преобразований получены выражения уровней шума, создаваемого на рабочих местах звуковой энергии, пройденной через элементы различных конструкции.
j
L = 101g^io0,1^' •
(8)
i=1
Для схемы а
L = Lpi + 201g г + 101g
0,08
sп - afS„
+ 4-
i=1
s
X afs„
i=1
зи + 101g 0i + 3,5, ДБ, (9)
где 0; - коэффициент, характеризующий ориентацию относительно рабочего места элементов ограждения, расположенных: напротив 0= 1; под углом 90° - 0= 1/3; под углом 180° - 0= 1/6.
Суммирование производится по всем пяти элементам - потолку и боковым стенам. Для схемы б
8ог - 1,3]Г а^
ь2 = ьрг + 20^ г2 + 101ё---зи + 101ё ег + 3,5 дБ. (10)
X OS,
i=1
Предложенные модели шумообразования, позволяют рассчитать уровни шума, возникающие на рабочих местах операторов и на этой основе получить практические рекомендации систем защиты от шума по критерию выполнения предельно допустимых значений октавных уровней звукового давления.
Принимая во внимание параметры участка и акустические характеристики источника и учитывая необходимые значения коэффициентов звукопоглощения появляется возможность подбора звукопоглощающих материалов.
Список литературы
1. Яицков И.А., Фролов В.Э. Экспериментальные исследования шума и вибрации на участках обкатки двигателей внутреннего сгорания и тяговых электродвигателей машиностроительных предприятий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2020. Вып. 3. С. 271-278.
2. Яицков И. А., Финоченко Т. А., Чукарин А.Н. Идентификация производственных факторов, влияющих на условия труда работников локомотивных бригад тепловозов и мотовозов // Инженерный вестник Дона 2017. № 4. [Электронный ресурс]. URL: www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4438 (дата обращения: 10.04.2020).
2
г
3. Борисов Л.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990. 256 с.
4. Яицков И. А., Чукарин А.Н., Финоченко Т. А. Исследование влияния звукового излучения рельса на спектр шума в кабинах машинистов // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 6. С. 106-113.
5. Yaitskov I.A., Chukarin A.N., Finotchenko T.A. Theoretical research of noise and vibration spectra in cabins of locomotive and diesel shunting locomotive // International journal of applied engineering research. 2017. V. 12. № 21. Р. 10724 - 10730.
6. Яицков И. А. Теоретическое исследование воздушной составляющей шума силовых установок транспортных машин // Интернет-журнал «Науковедение». 2017. Т. 9. № 6. [Электронный ресурс] URL: https://naukovedenie.ru/PDF/35TVN617 (дата обращения: 10.04.2020).
7. Бондаренко В. А., Финоченко Т. А. Уточнение расчета спектров структурной составляющей шума в кабинах с большой площадью остекления // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17. № 3 (90). С. 96-102.
8. Юдин Е.Я. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы / Е.Я. Юдин [и др.]; ред. Е.Я. Юдин. М.: Стройиздат, 1966. 248 с.
Фролов Владислав Эдуардович, аспирант, doberman. [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Яицков Иван Анатольевич, д-р. техн. наук, профессор, elektromeh a rgiips.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Финоченко Татьяна Анатольевна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, fta09@,bk.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
THE ORETICAL STUDY OF NOISE AT ENGINE RUNNING SITES V.E. Frolov, I.A. Yaitskov, T.A. Finochenko
This article discusses the issues of noise generation during engine running-in and defines noise production models that allow to calculate noise levels and get practical recommendations for noise protection systems. Selection of optimal layouts of noise protection equipment based on the ergonomics of workplaces and design schemes for the formation of noise spectra.
Key words: room, protective cabin, noise.
Frolov Vladislav Eduardovich, postgraduate, doberman. [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Yaitskov Ivan Anatolyevich, doctor of technical sciences, professor, el-ektromeh@rgups. ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Finochenko Tatyana Anatolyevna, candidate of technical sciences, docent, head of the department, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University
