锚绞机主要部件振动噪声的分析与控制

摘要

进入二十一世纪，各国都在争相发展对海洋的开发，而对海洋的开发离不开船舶工业的发展，锚绞机作为海洋船舶锚泊系统的主要设备，关系到船舶航行、系泊、起锚的可靠性和安全性。依靠传统的锚绞机设计方法设计出的锚绞机存在过于笨重、效率低、振动噪声大等问题。为了满足人们对环境及锚绞机性能的双重要求，低振动噪声、高效率的环保节能锚绞机将会是今后锚绞机的发展趋势。
　　以船用锚绞机为研究对象，顺应锚绞机的发展趋势，对锚绞机进行了减振降噪关键技术研究。主要的工作内容包括:建立锚绞机起锚部分的三维模型及多体动力学仿真模型，分析出锚绞机关键零部件的载荷情况;对振动噪声较为明显的锚绞机减速箱进行动力学分析，包括模态分析及模态空间的结构振动分析，得到减速箱箱体的结构振动情况;以结构振动分析的结果为基础，利用声学边界元法对减速箱箱体的外场辐射噪声进行分析，得到场点上的声压及频率响应，根据分析的结果对锚绞机进行了结构优化及阻尼减振优化，提出锚绞机减速箱噪声控制的方案，并对优化后的锚绞机减速箱进行仿真计算验证方案的正确性;对锚绞机配套液压泵站的振动噪声进行了分析与优化，并着重对管路、电机以及油箱进行了振动噪声的优化，根据不同部件的特点，对管路主要从改变管道材料入手，并在振动较为强烈的吸油口处使用挠性接头，电机主要考虑阻尼减振，综合运用减震垫、钟罩、挠性降噪带及弹性联轴器等方法，油箱考虑到油液冲击的问题，采取在原先的油箱中间设置隔板的措施来减小冲击振动;利用现场试验，对优化前后的锚绞机样机进行振动噪声的测量试验，试验的结果表明锚绞机关键部件的振动及辐射噪声均有所降低，上述针对锚绞机系统的减振降噪的方案具有可行性和有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．1．1 选题的背景

1．1．2 选题的意义

1．2 船用锚绞机减振降噪国内外研究现状

1．2．1 锚绞机研究的现状

1．2．2 船用锚绞机发展趋势

1．2．3 减振降噪技术研究现状

1．3 本文主要的研究内容以及论文框架

1．3．1 论文研究的内容

1．3．2 论文章节安排及组织结构

2 锚绞机虚拟样机建模及其动力学仿真

2．1 虚拟样机技术概述

2．2 ADAMS中多刚体系统理论介绍

2．2．1 ADAMS动力学方程

2．2．2 ADAMS动力学方程的求解

2．3 锚绞机整机虚拟装配与干涉分析

2．3．1 锚绞机虚拟装配

2．3．2 锚绞机干涉分析

2．4 锚绞机虚拟样机建模

2．4．1 各零部件之间约束关系的建立

2．4．2 添加力、接触约束与驱动

2．4．3 仿真参数设置

2．4．4 仿真结果分析

2．5 本章小结

3 锚绞机减速箱箱体模态及结构振动响应分析

3．1 有限元模态分析方法

3．1．1 模态概述

3．1．2 模态分析理论

3．2 锚绞机减速箱箱体有限元结构模态分析

3．2．1 减速箱箱体有限元模型的建立

3．2．2 箱体模态分析

3．3 锚绞机减速箱箱体结构振动响应分析

3．3．1 船用减速箱的振动响应计算方法

3．3．2 船用减速箱箱体结构振动响应计算

3．4 本章小结

4 锚绞机减速箱箱体辐射噪声预估与控制

4．1 声学数值计算理论与方法

4．1．1 声学基本方程

4．1．2 声学有限元法

4．1．3 声学边界元法

4．2 锚绞机减速箱外场辐射噪声预测

4．2．1 声学边界元网格的建立

4．2．2 场点网格与对称面的建立

4．2．3 减速箱外场辐射噪声计算

4．3 锚绞机减速箱噪声分析与控制

4．3．1 场点辐射噪声响应分析

4．3．2 减速箱箱体振动噪声控制方案

4．4 本章小结

5 锚绞机液压系统部分振动噪声的分析与控制

5．1 锚绞机液压系统振动噪声原因分析

5．1．1 液压泵站的机械振动噪声分析

5．1．2 液压泵站的流体噪声分析

5．2 锚绞机液压系统振动噪声控制措施

5．2．1 管路系统振动噪声的分析与优化

5．3．2 电机的布置与连接优化

5．3．3 油箱的优化设计

5．4 本章小结

6 锚绞机振动噪声优化的试验验证

6．1 振动噪声测试概述

6．1．1 船用锚绞机试验平台

6．1．2 噪声描述参数

6．1．3 工业企业现场噪声测量规范

6．2 振动噪声测量

6．2．1 测量仪器

6．2．2 测点布置

6．2．3 测试数据分析与对比

6．3 本章小结

7 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况