Laev kui kontrolliobjekt. Kokkuvõte: Vibratsioon laeva tingimustes. Merehaiguse ennetamine Laeva tugeva vibratsiooni põhjused

Kõik laevakere ja selle üksikute konstruktsioonide vibratsiooni põhjustavad koormused on soovitatav jagada nelja tüüpi.

Esimene tüüp hõlmab ajas muutuvaid jõude, mis ilmnevad laevamehhanismide, võllide ja propellerite valmistamisel ja paigaldamisel tehtud ebatäpsuste tagajärjel.

Teine tüüp hõlmab koormusi, mis on seotud asjaoluga, et laeva propellerid töötavad kere taga ja selle vahetus läheduses.

Kolmas koormaliik on jõud, mis on põhjustatud merelainete mõjust laevale.

Lõpuks hõlmab neljas tüüp mitmesuguseid dünaamilisi koormusi, mis ilmnevad laeva konkreetsetes töötingimustes: plahvatuste ajal, kokkupõrked jääle, löögid sildumisel ja kokkupõrked jne.

Koormused, mis on põhjustatud ebatäpsustest mehhanismide, võllide, kruvide valmistamisel

Üheks peamiseks defektiks, mis põhjustab vibratsioonikoormuse ilmnemist, tuleks pidada pöörlevate või translatsiooniliselt liikuvate masside mittetäielikku tasakaalu, mida võib täheldada pea- ja abimootorites, käigukastides, sõukruvide võllides ja propellerites.

Staatilise tasakaalustamatuse korral ei asu pöörleva osa raskuskese pöörlemisteljel. Lase A - raskuskeskme kaugus pöörlemisteljest, T - kaal, ? - nurkkiirus.

Seejärel mõjub rootorile radiaalne (pöörlev) jõud:

F= see? 2, mis edastatakse perioodilise koormuse kujul mehhanismi laagritele ja vundamendile.

Riis. 1.1

Joonisel 1.1 on kujutatud kahe kettaga võlli, mille raskuskeskmed on pöörlemisteljest võrdsete vahemaade võrra vastassuundades nihutatud A. Selline rootor on staatiliselt tasakaalustatud.

Riis. 1.2

Kui võlli osad on kõverad või nende äärikute tasapinnad ei ole teljega risti (joonis 1.2), tekivad pärast äärikute ühendamist ja võlli tugede poltide pingutamist reaktsioonid, mis muudavad võlli tegevuse suunda. pöörleb

Elastse läbipainde olemasolu võib põhjustada kruvivõlli süsteemi resonantsvibratsiooni ja korpuse vibratsioonikoormuse järsu suurenemise. Seetõttu on võlliliinid alati projekteeritud nii, et kriitiline sagedus on oluliselt kõrgem kui mis tahes töövõlli kiirus.

Propellerid koos staatilise ja dünaamilise tasakaalustamatusega võivad olla hüdrodünaamiliselt tasakaalustamata. Teisisõnu mõjutab sõukruvi hüdrodünaamiline jõud ja moment, mille vektorid on propelleri võlli teljega risti. Sõukruviga pöörledes tekitab see jõud ja moment, mis edastatakse laagrite kaudu korpusele, perioodilise koormuse, mis muutub sagedusega, mis on võrdne sõukruvi võlli pöörlemiskiirusega.

Seega põhjustavad rootorite staatiline ja dünaamiline tasakaalustamatus, sõukruvi ja võlliliini valmistamise ebatäpsus esimest järku vibratsioonikoormust, mis varieerub sõltuvalt võlli pöörlemiskiirusest. K.

Vibratsiooni arvutamisel võib mootori poolt vundamendile edastatud perioodilisi häirivaid jõude ja momente esitada harmooniliste summana:

Kus F, M - häiriv jõud ja moment;

? 0 - mootori võlli ringkiirus;

b i -, c i - jõu ja momendi komponentide algfaasid.

Mitmesilindrilise kolbmootori hoolika tasakaalustamisega ja ebaühtlaste töötsüklite kõrvaldamisega silindrites on võimalik minimeerida või täielikult kõrvaldada selle tekitatav madala astme vibratsioonikoormus.

Ümbermineku momendid ja horisontaalsed jõud ei ammenda erinevaid vibratsioonikoormusi, mille allikaks on sisepõlemismootorid. Seega põhjustab liikuvate masside mittetäielik tasakaal pöördemomentide ilmnemise, mis pööravad mootorit vertikaalse (lengerdava) ja põiki horisontaalse (gallopeeriva) telje suhtes. Dünaamilised koormused, mis on olemuselt juhuslikud, tekivad silindrites mitteidentse süüte ja kütuse põlemise tulemusena.

Kere taga olevate propellerite tööst põhjustatud koormused

Laevakere taga asuvate propellerite tööga seotud koormused selle vahetus läheduses on laeva vibratsiooni kõige olulisem põhjus.

Laeva kere taga töötav sõukruvi ergastab kahte tüüpi vibratsioonikoormust: laagrite kaudu laevakerele edastatavat ja pulseerivate rõhkude kujul otse kerele rakendatavat koormust.

Koormus kandub korpusele laagrite kaudu

Propellerile mõjuva voolu heterogeensus on tingitud mitmest põhjusest, sealhulgas oluline roll mängib nn mööduvat voolu.

Aksiaalne V x ( suunatud piki sõukruvi võlli telge) ja ümbermõõt V t Läbiva voolu korrapärase osa kiiruskomponente saab arvutada või mõõta I mudeli katse abil.

Teljekomponenti on mugav esitada summana:

V x = v 0 + v x ,

Kus v 0 - laeva kiirus; v x - aksiaalkiiruse komponent, mis sõltub sõukruvi ketta tasapinna koordinaatidest.

Muutuse näide v x Ja V t kahe kruviga anuma tera ühe pöörde jaoks on näidatud joonisel 1.3

Joonis 1.3 Muutuse näide v x /v 0 Ja V t /v 0 tera pöörde kohta.

laeva kere ja selle osade võnkuvad liikumised, mis on põhjustatud konstruktsiooni võimest taluda deformatsioone koormuste mõjul. Esineb kerekonstruktsioonide vaba ja sunnitud vibratsioon. Esimesed tekivad lühiajaliste häirete tagajärjel - plahvatus, sildumistrosside purunemine, maandus, põrumine jne. Viimaseid toetavad perioodilised häired ja need kanduvad laevakerele läbi töötavate pea- ja abimehhanismide vundamentide, läbi sõukruvi võlli ja sulgude tasakaalustamata sõukruvist, läbi vee, mille rõhk sõukruvi lähedal pulseerib sagedusega, mis on võrdne selle pöörlemissageduse ja labade arvu korrutisega (nn laba sagedus) jne. vibratsioonid, sh need, mis tekkisid perioodiliste jõudude mõju algmomendil, energia hajumisest Nad tuhmuvad kiiresti, mistõttu tekitavad kerele kahjustusi vaid esimestel hetkedel ja ainult piisavalt intensiivsete häirete korral. Ehitise käitumist sellel ajaperioodil on väga raske uurida, kuna välismõju kohast levivad mitmesugused lainedeformatsioonid nagu lained veepinnal. Praktilistes arvutustes, välja arvatud plahvatusaegse tugevuse arvutused, jäetakse tähelepanuta energia hajumine ja lainete deformatsioonid, arvestades, et need levivad koheselt, mille tulemusena kõik konstruktsiooni osakesed, nii need, mis on kogenud kui ka mitte otseselt. kogenud välist häiret, hakkavad samaaegselt liikuma. Nende eelduste kohaselt koosnevad kerekonstruktsioonide, nagu iga elastse keha, vabad vibratsioonid lõpmatust arvust sõltumatutest individuaalsetest võnkuvatest liikumistest, millest igaühel on oma sagedus ja teatud ajas konstantne ruumiline deformatsioonivorm. Neid elementaarseid liigutusi, nende vorme ja sagedusi nimetatakse põhilisteks, harvem - normaalseteks, õigeteks. Sundvõnkumised häirivate jõudude madalatel sagedustel, mis ei ületa põhisageduste spektri 5.-6. sagedust, on tavaliselt paigutatud järjestikku vastavalt põhiliste vabavõnkumiste kujudele. Kõrgsageduslikud sundvõnkumised arvutatakse neid järjestikku paigutamata, lahendades vastavad võrrandid otse, tavaliselt numbriliselt. Laeva kere sundvibratsioon, eriti resonantsvibratsioon, mille korral häiresagedus on lähedane konstruktsiooni ühele peamisele vibratsioonisagedusele, võib põhjustada väsimushäireid, kõige sagedamini tagumises otsas, kus vibratsiooni amplituudid on maksimaalsed. Vessel's Hulli vibratsioon väsitab meeskonda ja reisijaid ning raskendab varustuse kasutamist. Seetõttu on projektis ette nähtud ka meetmed, mis vähendavad Laeva kere vibratsiooni taset klassifikatsiooniühingute poolt kehtestatud lubatud piiridesse.Laevakere vibratsiooni tervikuna nimetatakse üldiseks, selle osade vibratsiooniks (põrandad, talad, mastid jne) on lokaalne, mida erutavad töötavad põhimehhanismid , propellerid - šassii. Laeva kere üldine vibratsioon võib olla põikisuunaline (paindeline – vertikaalne ja horisontaalne), pikisuunaline ja väänduv. Seda tüüpi vibratsioon on omavahel seotud. Need on sõltumatud ainult teatud sümmeetriaga laeva masside struktuuri ja jaotuse osas. Tavaliselt arvutatakse Laeva kere põiki vertikaalvibratsioon sõltumatult muudest vibratsiooniliikidest, põiki horisontaalne vibratsioon arvutatakse koos väändevibratsiooniga Laeva kere vibratsioon erineb teiste kehade elastsest vibratsioonist oma vastasmõju poolest mereveega. millel on märkimisväärne mõju tänu reaktiivsete hüdrodünaamiliste rõhkude mõjule vibreerivale välisnahale. Arvutustes saab vee mõju arvesse võtta, kinnitades igale anuma ristlõikele teatud fiktiivse veemassi, mis võngub koos ristlõikega oma kiirusel. Laeva massi suurenemine vähendab märgatavalt loomulikke sagedusi võrreldes nende väärtustega vaakumis võnkumise korral. Vedeliku (vee) lisatud massid arvutatakse üsna ligikaudselt, eriti kõrgetel võnkesagedustel.

Vibratsioon laeval.

Lisaks mürale muu tugevalt väljendunud füüsiline tegur, laeva tingimustes toimiv on vibratsioon.

Nagu teada, vibratsioon- need on mehaanilised võnkuvad liigutused, mis kanduvad inimese kehale või selle üksikutele osadele vibratsiooniallikatest.

Vibratsiooni allikad:

1. Propellerid

2. Mootor, väntamismehhanismid

3. Lainelöögid

4. Vibratsioon peale lasku, õhkutõusid.

Vibratsioon toimub:

1) Kohalik

Laeval on loomulikult ülekaalus üldine vibratsioon.

Vibratsiooni tagajärjel tekib kutsehaigus - vibratsioonihaigus.

Eriti ohtlik on vibratsiooni sageduse kokkulangemine inimkeha või üksikute organite vibratsiooni loomuliku sagedusega.

Seisval inimesel on resonantssagedused 5-15 Hz, istuval inimesel - 4-6 Hz, mao loomulik sagedus on 2 Hz, südame ja maksa - 4 Hz, aju - 6-7 Hz.

Kui sundsagedus langeb kokku elundi vibratsiooni loomuliku sagedusega, täheldatakse resonantsi nähtust ja selle tagajärjel vistseroptoos(väljajätmine siseorganid). Üldvibratsiooni mõjul tekivad kahjustused kesknärvisüsteemile, autonoomsele närvisüsteemile, südame-veresoonkonnale, tekivad ainevahetushäired, kiire väsimus jne. Üldvibratsiooni mõjul võib lülisamba kahjustus tekkida ka nihke tõttu. intervertebraalsetest ketastest.

Vibratsiooni sagedus võib olla

1) Madal sagedus(kuni 35 Hz). Sel juhul on mõjutatud närvid, lihased ja luuaparaat.

2) Kõrgsagedus(100 - 150 - 250 Hz). Mõjutatud on peamiselt veresooned.

Vibratsiooniefektide vältimine:

1. Tehnoloogilised meetodid(mootorite, mootoriosade jms tasakaalustamine).

2. Vibratsiooni isolatsioon(amortisaatorid, tihendid jne).

3. Tegevusmeetodid(resonantssageduse muutus näiteks laeva võnkesageduse muutumise tõttu).

4. Isikukaitse sisaldab vibratsiooni summutava tallaga jalanõusid (paks kumm), vibratsioonitoolid, vibratsioonirihmad jne.

Pitting on vibratsiooni tüüp. Kaldumine võib olla (suunas)

1) külg (põiki)

2) Kiil (pikisuunaline)

3) Vertikaalne Pigistamise tagajärjed võivad olla

1. Elundite nihkumine

2. Elundite membraanide ärritus

3. Valu elundites (maks, põrn)

4. Iiveldus, oksendamine, unehäired, vestibulaaraparaadi häiretest tingitud pearinglus – sündroom merehaigus.

Pigistamise (merehaiguse) ennetamine:

1) Tehnilised sündmused(seadmed – kallutussiibrid)

2) Isiklikud sündmused(vajalik on liikumine, töö jne)

3) Täiustatud ventilatsioon.

4) Koolitus

5) Ainult külmade roogade söömine väikestes kogustes, kaasa arvatud alati soolased ja hapud toidud.

6) Ravimi korrigeerimine farmakoloogiliste ravimite abil (aeron, aplikatsioonid skopolamiin kõrvanibul või kõrva taga, efedriin ja jne)

19. Laevaarsti kohustused.

1) Personali tervise jälgimine

2) Personali füüsilise seisundi hindamine

3) Menüüplaani koostamine, toidu kvaliteedi ja koguse jälgimine.

4) Dieedi järgimise jälgimine.

5) Igapäevase toitumise laboratoorne kontroll.

6) Hüpovitaminoosi ennetamine

7) Toidumürgituse ennetamine

8) Kontroll toidu valmistamise alade üle.

9) Nõudepesu kvaliteedikontroll

10) Toodete mürgiste ainete, radioaktiivsete ainete, bakterioloogiliste mõjuritega saastumise vältimine (sõjaaeg).

11) Kontroll välismaistest sadamatest võetud toodete üle.

20. Mereväebaas. Sanitaar- ja hügieeninõuded planeerimisele, projekteerimisele, veevarustusele.

Mereväebaas (NAB) jaoks mõeldud rannikuäärsete insener-tehniliste ehitiste kompleks

1) Võitlustoetus laevad.

2) Laevade logistiline tugi.

3) Personalile puhkuse ja ravi tagamine.

4) Laevadele turvalise parkimise tagamine Mereväebaas koosneb mitmest elemendist.

1. Akvatooriumi elemendid.

2. Territooriumi elemendid, samuti rannarajatised.

3. Kaitseelemendid

Küsimus nr 2 Tingimused laeval.

Laevatingimustega seotud tegurite alusel, tuleb tähele panna, et inimese laeval viibimise tingimuste parandamiseks tehakse pidevat tööd laeva projekteerimise ja selle ekspluateerimise protsessis. Struktuurselt on inimeste elupaik laeval ette nähtud järgmistes piirkondades:

1. Kliimatingimused. Need tingimused hõlmavad järgmist:

a) toatemperatuur, mida tuleks hoida keskmiselt umbes + 20 kraadi juures,

b) suhteline õhuniiskus (kõige mugavamad tingimused on suhteline õhuniiskus 40–60%),

c) õhu liikumise kiirus ruumides, õhuringlus peaks olema mõõdukas ja mitte üle 0,1-0,2 m/s.

2. Valgustus. See võib hõlmata järgmist:

a) töökohtade valgustus. Kõige soodsamad tingimused luuakse loomuliku valgusega. Loomulikule ja kunstlikule valgustusele esitatakse järgmised nõuded: valgus ei tohi silmi pimestada, valguse intensiivsus peab olema konstantne ja valguskiirte peegeldumine välistatud, liigne valgustus on sama kahjulik kui ebapiisav,

b) valgustus elamu- ja puhkealades. Ka siin eelistatakse loomulikku valgustust. Sõltuvalt ruumi otstarbest kehtestatakse teatud valgustuse normid: 50 luksist koridorides kuni 200 luksini juhtpaneelide tööpaneelidel.

3.Müra. Heli mõju inimesele avaldub järgmiselt:

Lubatud piir on 20-30 dB. Heli intensiivsus 130 dB põhjustab valu. Helitugevuse 150 dB korral muutub tunne talumatuks ja kõrvulukustavaks. Laevatingimustes on müra kõige keerulisem probleem normaalse inimkeskkonna loomisel. Tööüksuste müra vähendamiseks paigaldatakse need spetsiaalsetele amortisaatoritele ja mürasummutavatele tihenditele, mis on kaetud heliisolatsioonikestade ning helipeegeldavate ekraanide ja kilpidega. Ruumide vaheseinad ja ka nende laed on kaetud helisummutava isolatsiooniga. Eluruumid asuvad masinaruumist võimalikult kaugel. Müra vähendamiseks kasutatakse mürakaitsetooteid kõrvaklappide ja kõrvaklappide kujul. Erinevatest allikatest lähtuva müra mõju sõltuvalt selle tasemest iseloomustab järgmine tabel (tabel nr 12):

Tabel nr 12

Müraallikas	Heli intensiivsus dB	Mõju inimestele
Laeva vile (taifoon, sireen)		Valus
Pneumaatiline puur		Kahjulik, ebameeldiv
Abimootor		Kahjulik, ebameeldiv
Tavaline vestlus		Ohutu
		Ohutu
Öövaikus		Rahu ja mugavuse tunne
lehtede sahin		Rahu tunne. Mugavus

4.Vibratsioon. Laeval puutub inimene kokku ööpäevaringselt vibratsiooniga, mis tekib tasakaalustamata pöörlevatest massidest, mehhanismide löökidest jms. Lisaks sellele, et vibratsioon rikub konstruktsiooni tugevust, mõjub see inimesele äärmiselt negatiivselt, põhjustades väsimust, närvisüsteemi häireid ja nägemise hägustumist. Inimese jaoks on kõige ohtlikum vibratsioon sagedusega 6-9 Hz, mis jääb inimese siseorganite loomulike vibratsioonide vahemikku. Ülemaailmne probleem, mille laevaehitajad peavad lahendama, on vibratsiooni vähendamine inimestele ohutu miinimumtasemeni. Kõige tõhusam viis vibratsiooni vastu võitlemiseks on:

amortisaatorite ja amortisaatorite paigaldamine,

suurenenud vibratsiooniga töötavate mehhanismide paigutamine isoleeritud ruumidesse,

üksikute ruumide või kogu elamu pealisehituse paigaldamine spetsiaalsetele vedrustustele.

5.Infraheli. Laeval on infraheli allikateks elektrijaam, propeller, ventilatsiooni- ja kliimaseade ning tormine ilm. Infraheli iseloomustavad kõikumised alla 20 dB ning inimkehaga kokku puutudes tekitab see ärevus- ja hirmutunnet. Inimese vereringesüsteem on madala sagedusega võnkering ja infraheliga kokku puutudes tõuseb pulss nii palju, et võib tekkida arterite rebend või südameseiskus. Infraheli levib õhus kiirusega umbes 330 m/sek ja vees kuni 1650 m/sek. Tormise tuule tsoonist ette jäädes jõuab infraheli laevale palju varem kui halva ilma saabumine, mis aitab kaasa seletamatu hirmutunde tekkimisele. Sagedusel 7 Hz on ultraheli inimesele surmav. Temast saab "vaikne tapja".

6.Elektromagnetkiirgus. Elektromagnetilise kiirguse allikad on raadiotehnika ja elektroonikaseadmed, trafod ja mikrolainegeneraatorid. Kogu elektromagnetväljade spekter jaguneb tinglikult kolme kategooriasse:

a) kõrgsageduslikud voolud (alla 30 MHz),

b) ülikõrge sagedusega voolud (30-300 MHz),

c) ülikõrge sagedusega voolud (üle 300 MHz).

Elektromagnetkiirgus avaldab inimkehale kahjulikku mõju. Kõige ohtlikum kiirgus on ülikõrgsageduslik kiirgus. Inimese koed neelavad elektromagnetkiirguse energiat ja kui keha ei suuda tekkiva kuumusega toime tulla, tekib termiline efekt. Sel juhul kannatavad vähearenenud veresoonkonnaga inimese elundid (silmad, aju, magu). Kiirgusega kokkupuute ohtu suurendab asjaolu, et meeled seda ei tuvasta. Kui elektromagnetkiirgus ei ületa maksimaalseid lubatud norme, siis on häired inimkehas pöörduvad.

Pika reisi jooksul muutub arusaam laeva elamiskõlblikust ruumist kui materiaalsete, sotsiaalsete ja vaimsete tingimuste kogumist nüriks. Meremehe eraldatus kaldast, kinnine eluruum, kus puudub tavapärane sotsiaalne distants, tekitab palju tööalaseid ja puhtisiklikke raskusi. Meeskonnaliikmed on laeval omavahel seotud mitte ainult tavapäraste vahenditega, vaid meelte kaudu – kuulmine, haistmine ja isegi alateadlik tunnetus teiste inimeste füüsilisest kohalolekust, kui sind igal hetkel näha ja kuulda ollakse. Laeval viibiva inimese subjekti-ruumiline keskkond vajab pidevat uuendamist. Mugavust oluliselt suurendavate struktuursete adapterite loomiseks tuleks leida sobimatud lahendused. Üksinda ümbermaailmareisil tegi F. Chichester ära adapterite positiivsed tulemused: "Minu pliidile oli võimalik iga liigutuse ajal asetada klaasi või tassi täis, kartmata, et selle sisu maha valgub. See saavutati tänu hästi läbimõeldud rippkiigeraamile koos raske kandikuga,mis mängis rolli pendliga.Kiikumislauaga ühendatud ripptool oli väga hästi paigutatud.toolis sain istuda täiesti sirgelt olenemata laeva kreenist. See oli üks õnnestunumaid detaile jahi varustuses. Üheks kellateenuse tunnuseks on pikaajaline sunnitud tegevusetus reisi ajal, kui töökohalt pole võimalik lahkuda.

Avamerel, kui laeva liikumist ei sega segamine, tekib tüdimus ja ärev üksluine ootamine. Mõned inimese psühholoogilise seisundi uurijad peavad igavust passiivseks seisundiks, mille puhul huvi ümbritseva reaalsuse vastu väheneb. Füsioloogilisest vaatenurgast põhjustab igavus ajukoore närviprotsesside pärssimist, mistõttu I. P. Pavlov nimetas seda avatud silmadega uneks. See on äärmiselt ohtlik olukord, mis sageli põhjustab tõsiseid õnnetusi. Igavuse üheks põhjuseks on lisaks seisund, mil sunnitud passiivsuse perioodil töö diskrediteeritakse ja loovast, sihikindlast isiksusest saab masina (laeva) lisandiks. Spetsialist koos kõrgeim tase tervikliku suunitlusega püüdluste iseloomuga kultuur, sattudes sundtingimustesse, mis ei ole täidetud väärtuslike eluvormidega, satub tehtava tööga professionaalsesse konflikti.

Igavusest üritatakse jagu saada: alates füüsilist aktiivsust stimuleerivatest tehnilistest vahenditest (erinevate heli- või valgushoiatusandurite signaalide tunnustamine) ja professionaalsest valikust kuni keskkonna muusikaga harmoniseerimiseni, selle estetiseerimise disainilahendusteni. Kuid nad ei kõrvalda seda nähtust täielikult. Käsitöö automatiseerimine ja mehhaniseerimine, paljude andurite teabe analüüsimise protsessid hõlbustavad ja laiendavad inimese võimeid edukas juhtimine laevaga. Laeva konstruktsioonielementide täiustamine välistab müra, soojusmõjude, vibratsiooni ja laeva kaldenurga negatiivse mõju inimestele ning aitab meeskonnaliikmetel laevaga paremini kohaneda. Laevahooldusel ja distsiplinaarpraktikal on individuaalsed ja sotsiaalsed eripärad ning initsiatiiv ja tõhusus, siseriiklike ja rahvusvaheliste ILO kaudu laevade tugistandardite järgimine ja meeskonnaliikmete liikumine laevalt kaldale parandavad või halvendavad inimese seisundit teenuse osutamisel. kohustusi.