24 m高速玻璃鋼釣魚船隔音減振設(shè)計(jì)

吳鴻棋

(廈門瀚盛游艇有限公司，福建 廈門 361026)

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24 m高速玻璃鋼釣魚船隔音減振設(shè)計(jì)

吳鴻棋

(廈門瀚盛游艇有限公司，福建 廈門 361026)

為滿足24 m高速玻璃鋼釣魚船舒適性要求，對(duì)其振動(dòng)與噪聲進(jìn)行了研究并提出了合理的工藝實(shí)施方案。通過分析該船產(chǎn)生噪音、振動(dòng)的原因，針對(duì)機(jī)艙、螺旋槳重點(diǎn)噪聲區(qū)域提出了具體的隔音減振措施，采用加強(qiáng)主機(jī)基座及縱向、橫向加強(qiáng)筋和螺旋槳隧道區(qū)域的強(qiáng)度，使船艇達(dá)到理想的隔音減振效果，對(duì)設(shè)計(jì)制造高速玻璃鋼船艇有參考和借鑒的意義。

高速船；玻璃鋼釣魚船；隔音；減振；防振設(shè)計(jì)

0 引言

24 m高速玻璃鋼釣魚船用于休閑釣魚，其主要參數(shù)為：總長(zhǎng)24 m，總寬5.48 m,型深2.015 m,滿載吃水0.957 m,航速22 kn,乘員12人,Ⅱ類航區(qū)。該艇配備2臺(tái)478 kW的YANMAR 6HYM-WET主機(jī)以及1臺(tái)20 kW的MASE發(fā)電機(jī)組和1組冷凍機(jī)等。該船是供休閑釣船的快艇，除功能配置完善、外觀內(nèi)飾具備藝術(shù)性外，還要著重考慮船舶舒適性，因此，為滿足舒適性需求，必須對(duì)船舶的振動(dòng)與噪聲進(jìn)行研究，并制訂合理的工藝方案。

1 船艇噪聲的組成

24 m高速玻璃鋼釣魚船噪聲的組成如下：

(1)機(jī)艙內(nèi)有推進(jìn)主機(jī)、發(fā)電機(jī)及其他船機(jī)設(shè)備的機(jī)械噪聲源，此為主要噪聲。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及舵艙—螺旋槳區(qū)激振及水流沖擊船體所產(chǎn)生的共振共鳴噪聲及引起的振動(dòng)，船體在行駛時(shí)海浪與船體表面沖擊等所產(chǎn)生的航行噪聲，并由此而形成的共振共鳴噪聲。

(3)各種噪聲的疊加及人在船上活動(dòng)過程所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲。

(4)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的噪聲向其他部位的傳遞外泄造成對(duì)其他區(qū)域的影響。

2 隔音和減振的具體措施

(1)減振：減少機(jī)械振動(dòng)形成的共振共鳴噪聲，把噪聲控制在源頭,采用減振材料減少振動(dòng)傳播。

(2)吸音和消音：在噪聲空間進(jìn)行有效處理，通過吸音及消音使已發(fā)出的噪聲得到消耗及衰減。

(3)隔音：采用密封材料對(duì)噪聲進(jìn)行隔絕，減少傳遞，使噪聲消耗在有效的空間內(nèi)。

(4)密封：在各種管道、艙蓋及門邊加貼頂級(jí)減振板后再進(jìn)行密封處理以減少振動(dòng)及噪聲外傳。

(6)當(dāng)電路同時(shí)發(fā)生d1點(diǎn)、d3點(diǎn)故障短路時(shí)，由于兩故障點(diǎn)均在正極，與d1點(diǎn)或d3點(diǎn)發(fā)生單點(diǎn)故障一致，在負(fù)荷1至負(fù)荷4的兩端，仍然為220V電壓，各負(fù)荷供電電壓正常，由于電路接通，所以，電路不受影響。

3 機(jī)艙部分隔音減振措施

機(jī)艙內(nèi)放置2臺(tái)推進(jìn)主機(jī)組及1套發(fā)電機(jī)組、2套排風(fēng)機(jī)、1套冷凍機(jī)等設(shè)備。這些設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的機(jī)械噪聲，除直接向周圍輻射噪聲外，還通過各自的基座將機(jī)器的振動(dòng)傳遞給船殼，引起船殼的構(gòu)架和殼板振動(dòng)。這些結(jié)構(gòu)振動(dòng)形成結(jié)構(gòu)聲，在船體中傳播并向周圍媒質(zhì)(空氣、水)輻射噪聲。推進(jìn)系統(tǒng)的主減速箱是機(jī)械噪聲的主要來(lái)源，如果處理不當(dāng)將會(huì)產(chǎn)生很大的影響。噪聲在初起步階段及高速提速階段均為音量及聲壓級(jí)最高段，這時(shí)減振、吸音、消音及密封隔音變得最為重要，因此應(yīng)對(duì)機(jī)艙進(jìn)行減振、吸音及消音、密封處理。

3.1 密封隔音處理

在艙門或蓋板的邊緣進(jìn)行密封隔音處理。可采用壓敏式密封扁條進(jìn)行粘貼處理或采用中空膠條內(nèi)穿實(shí)心密封條的方式進(jìn)行密封處理，這樣可減少噪聲的向外傳播。通過一系列系統(tǒng)的隔音處理，機(jī)艙內(nèi)外的噪聲差值可減少15～25 dB，并將機(jī)械噪聲控制在80 dB以下。這個(gè)部分為船上最大及最主要的噪聲源，應(yīng)集中處理這部分的噪聲，必要時(shí)可增加艙內(nèi)局部位置的消音處理及密封處理。

3.2 減振處理

加強(qiáng)主機(jī)機(jī)座的強(qiáng)度，并加強(qiáng)縱向、橫向加強(qiáng)筋的強(qiáng)度；在機(jī)座、機(jī)艙的各主面艙壁及傳動(dòng)軸座套等部位使用頂級(jí)減振板進(jìn)行減振處理，使機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能減少振動(dòng)的傳遞從而減少共振共鳴噪聲。另外，應(yīng)在機(jī)座龍骨在機(jī)艙向船艏、船艉延伸方向與上層交接部鋪貼頂級(jí)減振板以減少振動(dòng)向船體其他部位傳遞。

減振板的施工注意事項(xiàng)：要對(duì)鋪貼的部位進(jìn)行充分清潔并風(fēng)干，保證施工表面不能有灰塵及水霧；頂級(jí)減振板按施工部位所需尺寸進(jìn)行剪裁使用，粘貼面必須緊貼不能有汽泡并用壓輪壓緊。

4 螺旋槳區(qū)域減振措施

為降低螺旋槳振動(dòng)對(duì)船體產(chǎn)生的影響，可采取以下防范措施：

(2)可使用大側(cè)斜螺旋槳，同時(shí)增加槳葉數(shù)，使形成空泡時(shí)產(chǎn)生的壓力沖量減少,令作用在軸承托架上的負(fù)荷降低。

(3)敷設(shè)阻尼材料。在船體內(nèi)合適的部位敷設(shè)2層阻尼減振板，在螺旋槳上方船板處、機(jī)艙、主機(jī)座面板和船板處,以及軸承托架等傳動(dòng)系統(tǒng)所需的緊固位腳座等敷貼頂級(jí)減振板。

(4)加強(qiáng)艉艙螺旋槳隧道上方的縱向加強(qiáng)筋和橫向加強(qiáng)筋的強(qiáng)度；螺旋槳區(qū)域的隧道圓弧處增加60 mm厚的泡沫并按要求糊玻璃鋼。加厚的目的是減少螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的水流對(duì)船殼的沖激，起很好的緩沖作用。艉艙軸隧道部分加強(qiáng)示意圖如圖1所示。

(5)主機(jī)座前后船體結(jié)構(gòu)、機(jī)艙前壁、機(jī)腳座等處減振板的敷設(shè)一定要符合工藝要求。鋪貼表面一定要干凈，不能有油、水、灰塵，并要壓緊不能有氣泡，以保證鋪貼的效果，防止減振板阻尼材料在其內(nèi)部產(chǎn)生拉伸、彎曲、剪切等現(xiàn)象。具體敷設(shè)位置如圖2所示。

(6)避開主機(jī)和螺旋槳的共振轉(zhuǎn)速區(qū)域，軸系和螺旋槳的設(shè)計(jì)應(yīng)防止過大的軸系扭振和回旋振動(dòng)，以提高艉軸和螺旋槳的加工、安裝精度。

5 船體中前部減振消音措施

(1)在船舶前部空艙及下層各居室艙壁的船體壁板及沙龍地板處增加減振及隔音處理措施，這樣可有效降低船只在航行過程中與海浪沖擊的拍打噪聲并減少振動(dòng)的傳遞，從而減少共振共鳴引起的二次噪聲污染。船前部空艙及下層各居室艙壁加貼頂級(jí)減振板，并在減振板上加貼隔熱隔音復(fù)合板。采用這種減振方案可降低船身的噪聲，增加船舶的舒適度，同時(shí)可減少船身共振的傳遞，使整體減振效果更為出色。

(2)對(duì)各船艙地板及各區(qū)間房門進(jìn)行隔音處理。艙內(nèi)獨(dú)立或公共活動(dòng)空間的地板采用減振、消音處理，這部分按目前的造船工藝可采用現(xiàn)有的船舶專用地板或使用頂級(jí)減振板來(lái)裝飾地板。鋪砌前進(jìn)行鋪貼以減少振動(dòng)和噪聲傳播,如有必要可加鋪地板隔音襯墊,避免活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲相互影響。另外，各區(qū)間的房間門應(yīng)做隔音處理(戓密封)。活動(dòng)室因位于機(jī)艙上方，故應(yīng)做隔音門(中空玻璃門)以減少噪聲傳入。

24 m高速玻璃鋼釣魚船作為休閑釣魚之用，舒適性是該船追求的目標(biāo)。為達(dá)到船舶舒適性，通過制訂合理的減振降噪工藝方案并實(shí)施，最終對(duì)該船噪聲進(jìn)行了測(cè)試，其噪聲值見表1。

表1 船舶隔音施工后噪聲值(機(jī)械噪聲平均值)

6 結(jié)語(yǔ)

噪聲、振動(dòng)一直是船艇需要解決的難題，不易控制，受設(shè)備、船型、制造工藝及各因素影響。作為生產(chǎn)或使用者必須理性對(duì)待，只要合理科學(xué)地運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)及產(chǎn)品可以減少噪聲、振動(dòng)對(duì)人們的影響的。通過上述對(duì)各個(gè)主要噪聲源、振動(dòng)及傳遞途徑的處理，本船整體隔音、減振效果達(dá)到并符合海洋船的噪聲規(guī)定，整體的舒適得到充分體現(xiàn)，得到客戶的肯定。

[1] 胡以懷，應(yīng)啟光. 船舶柴油機(jī)振動(dòng)噪聲及廢氣排放[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2003.

[2] 張平，于全虎.船舶減振降噪措施簡(jiǎn)析[J].江蘇船舶,2010,27(3):1-4.

2016-11-14

吳鴻棋(1962—)，男，工程師，從事船舶輪機(jī)工程。

U661.44

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