Вибрация на судах морского и речного флота

Вибрация на судах морского и речного флота оценивается в рамках производственного контроля на судах.
Почти всегда шум и вибрация вызываются одними и теми же, связанными между собой, причинами, к числу которых относятся:

  • механические (соударения, трение, разбалансировка вращающихся деталей и т.п.);
  •  аэродинамические (выпуск газовых потоков в атмосферу, вихри и турбулентности);
  • гидродинамические (турбулентности, возникающие при вращении винтов в воде и при движении жидкости в трубах);
  • электромагнитные (вращение ротора под влиянием магнитных сил).

Источники вибрации на судах

Основными источниками колебаний корпуса судна являются работающие судовые машины и механизмы, в первую очередь гребные винты и валопроводы.
Гребной и промежуточные валы обладают динамическим дисбалансом и неравной жесткостью в различных плоскостях, т.е. для них характерно наличие неодинаковых моментов инерции площади поперечного сечения. Это приводит к вибрации валопровода, а значит, всего корпуса судна с частотой, равной или кратной частоте вращения гребного винта.
Частота вращения гребных винтов зависит от технических характеристик судна и винта, а также от скорости движения судна и составляет от 60 до 140 об/мин и более.
Нижняя частотная граница общей вибрации находится в диапазоне 1-2 Гц, а верхняя не превышает 80 Гц, что связано с физическими особенностями распространения и затухания механических колебаний в конструкциях судна.
Такую вибрацию называют лопастной (высокочастотной), а ее интенсивность зависит от режима работы гребных винтов. Обычно она невысока, а максимальные уровни вибрации отмечены при работе винтов «в раздрай» (один винт работает передним ходом, а другой – задним.)

Влияние судовой вибрации на организм человека

Параметры вибрации на палубах и в жилых помещениях на большинстве судов могут достигать высоких уровней, превышая гигиенические нормативы и, следовательно, оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека даже при ограниченном времени воздействия. Для обитаемых помещений судов наиболее характерна ходовая вибрация с частотным диапазоном от 5 до 80 Гц.
При действии вибрации ниже 1-2 Гц могут проявляться симптомы болезни движения – морской болезни. При укачивании преобладающими эффектами являются реакции вестибулярной системы, что дало основание выделить ее в качестве ведущей в механизме действия низкочастотной вибрации и определить специфический рецептор восприятия этих колебаний.
Актуальность проблемы укачивания определяется значительной подверженностью людей морской болезни: от 18 до 90% членов экипажей кораблей и судов страдают этим недугом во время морских рейсов, особенно при штормах силой 3-5 баллов. Главным причинным фактором морской болезни при всех разновидностях качки являются линейные и угловые ускорения как результат перемещений корпуса корабля на волне.
Общая вибрация нормируется с учетом способа передачи колебаний на человека, направления ее действия по отношению к координатным осям тела человека в положении стоя и сидя.

Средства и методы защиты от вибрации на судах

Основными направлениями в борьбе с вибрацией на действующих судах являются организационно-технические мероприятия, а также средства коллективной и индивидуальной защиты, принципы действия которых основаны на виброизоляции (изоляция конструкции, в т.ч. переборок, подволоков, механизмов от распространяющихся по ним колебательной энергии и вибропоглощении).
Снижение вибрации на пути ее распространения осуществляется виброизоляцией оборудования и рабочих мест от источников вибрации. С той же целью применяется виброизоляция механизмов от несущих конструкций прослойками, виброопорами и фундаментами из материалов с малым акустическим сопротивлением (резины, пластмассы и т. п.) с использованием пружин и других технических средств.