船舶機(jī)械設(shè)備的噪聲分析與有效控制方案研究

何世清

摘 要：船舶機(jī)械中船舶的環(huán)境，特別是機(jī)艙很容易受到相應(yīng)的噪聲污染，影響船員的生活、工作等，還有可能引發(fā)生生理上和心理上的疾病。如果噪聲較強(qiáng)，則會(huì)在一定程度上影響船舶機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)而降低其使用年限和精度。大部分國(guó)家均制定了相應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，從而保證船舶的運(yùn)行環(huán)境。

關(guān)鍵詞：船舶；機(jī)械設(shè)備；噪聲分析；噪聲標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U672.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.115

1 船舶機(jī)械噪聲的危害

噪聲會(huì)導(dǎo)致很多方面的危害，比如噪聲會(huì)在一定程度上影響船舶上的乘客，損害乘客的耳部，還會(huì)嚴(yán)重?fù)p害其中樞神經(jīng)和心腦血管等。如果長(zhǎng)時(shí)間接觸這種噪聲，則很有可能會(huì)出現(xiàn)幻聽(tīng)。依據(jù)大量實(shí)驗(yàn)表明，在噪聲會(huì)大大降低人們的工作效率，如果在噪聲環(huán)境下休息，則會(huì)在一定程度上影響睡眠，降低睡眠質(zhì)量，導(dǎo)致惡性循環(huán)。從船舶自身的方面看，如果船舶銜接不好，則會(huì)引起一定的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，不僅會(huì)給乘客帶來(lái)不良的體驗(yàn)，還會(huì)損壞船舶器具，縮短船舶的使用年限。因此，應(yīng)更加重視船舶中的安全隱患，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。船舶機(jī)械噪聲的限制值如表1所示。

表1 船舶機(jī)械噪聲的限制值

標(biāo)定功率 <40 >40～50 >50～65 >65～80 >80～100

聲功率級(jí) <106 <108 <110 <112 <114

標(biāo)定功率 >100～130 >130～160 >160～200 >200～250 >250～350

聲功率級(jí) <116 <118 <120 <122 <124

2 船舶機(jī)械噪聲控制策略

2.1 控制柴油機(jī)的噪聲

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于船舶的承重需求越來(lái)越大，促使柴油機(jī)功率不斷增加，隨之產(chǎn)生了空氣動(dòng)力性噪聲。出現(xiàn)這種噪聲的根本原因是進(jìn)排氣門(mén)的開(kāi)關(guān)，合理使用輪增壓系統(tǒng)可有效降低噪聲，尤其可降低廢氣脈沖導(dǎo)致的低頻噪聲，一般由具有很大定壓增壓系統(tǒng)的排氣總管完成。此外，船舶機(jī)體在安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)不平衡的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)震動(dòng)噪聲?？赏ㄟ^(guò)柴油機(jī)的機(jī)構(gòu)將振動(dòng)能量傳至機(jī)座，并通過(guò)機(jī)座送達(dá)到艙底，合理通過(guò)船體結(jié)構(gòu)輸送到外部，進(jìn)而出現(xiàn)振動(dòng)，導(dǎo)致噪聲。現(xiàn)階段，主要解決噪聲的方式是使用減震塊，并適當(dāng)將隔離器安置在船艙艙柜頂與柴油機(jī)座之間，保證噪聲合理降至15～20 dB。此外，對(duì)于相對(duì)較好的船艙，基本采用隔音罩合理降低噪聲、分離噪聲聲源，在噪聲傳遞的過(guò)程中阻礙其傳遞。

在分析平排氣管出現(xiàn)的噪聲時(shí)，合理使用隔離振動(dòng)的方式適當(dāng)覆蓋氣管，利用6 mm的聚氯丁橡膠，將氣管的法蘭黏結(jié)到氣管上，從而使噪聲降低到6 dB，并在主氣管上安裝抗式消聲器，且不采用吸聲材料，利用改變消聲器內(nèi)部截面合理設(shè)計(jì)共振腔或不斷消耗共振結(jié)構(gòu)，以達(dá)到消聲的目的。

2.2 控制居住艙室的噪聲

在布置船舶艙室時(shí)，必須符合2個(gè)原則：①將噪聲集中在一定的范圍內(nèi)，最好集中在船尾部；②對(duì)于一些需求比較高的船艙，應(yīng)盡可能地不設(shè)置在噪聲區(qū)域。一般而言，影響船艙的噪聲基本上都屬于結(jié)構(gòu)傳播噪聲，因此，有效降低噪聲的辦法為隔音，即切斷一切與噪聲相關(guān)的構(gòu)造和聯(lián)系。比如使用浮筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在地面與承重樓板間進(jìn)行一定的隔離，保證地面不接觸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行剛性連接。這種方式可很好地解決空氣隔聲和撞擊隔聲，但需要比較安靜的環(huán)境，可適當(dāng)將居住船艙安置在隔振支撐上，可有效降低噪聲。目前，很多船舶都在使用該方法。

2.3 控制傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲

通過(guò)不斷的分析和研究發(fā)現(xiàn)，船舶中的主要噪聲為齒輪之間的耦合和摩擦聲，因此，需要解決該問(wèn)題，最大限度地降低噪聲，優(yōu)化船舶的變速器。

2.4 控制液壓系統(tǒng)的噪聲

船舶液壓系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲。在現(xiàn)階段的船舶建造中，對(duì)液壓系統(tǒng)壓力的需求越來(lái)越嚴(yán)格，噪聲逐漸變得更大，這會(huì)在一定程度上影響著液壓系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致設(shè)備損壞，增加系統(tǒng)的老化程度。因此，想要合理降低噪聲，就應(yīng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，最大限度地降低系統(tǒng)壓力。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)船舶不僅只要求其具有耐用性，更追求其舒適度。因此，對(duì)船舶機(jī)械噪聲提出了更高的要求，需要不斷研究船舶機(jī)械噪聲。在未來(lái)的研究中，應(yīng)重視船舶機(jī)械噪聲的問(wèn)題，促進(jìn)船舶建造行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]薛超.船舶與機(jī)械設(shè)備連接結(jié)構(gòu)非保守?fù)p耗因子研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2014.

[2]原春暉，朱顯明.艦艇機(jī)械設(shè)備噪聲振動(dòng)特性的測(cè)試方法[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2011，28（Z2）.

[3]劉小彬.船舶柴油發(fā)電機(jī)組浮筏隔振系統(tǒng)建模及振動(dòng)特性分析[D].大連：大連海事大學(xué)，2013.

〔編輯：張思楠〕