浅析船舶舱室减振降噪措施

叶新鸿，周 猛，冉俊学，马庚富

（中船桂江造船有限公司，梧州543004）

1 前言

船舶航行过程中，各种设备的运转导致船体振动和空气噪声。振动和噪声会使得船舶整体环境恶化，损坏各项器件，降低机械设备的效能和缩短船舶寿命，影响人员的身体健康。因此，有效控制振动和噪声，能提高船舶运行的效能，为船员提供良好的工作、生活环境，也减少对周围环境的污染。

2 振动噪声源分析

船舶噪声按传播形式，分为结构噪声和空气噪声：空气噪声通过空气振动传递到接受位置；结构噪声为机械设备和电气设备运行，通过基座与非支撑件激励船体振动传递到接受位置。

2.1 机械设备运行的振动和噪声

船舶的主机、发电机、螺旋桨为主要振动噪声源，通过船体结构传递结构噪声，通过空气传递空气噪声；大功率海水泵、舵机、机舱风机、空调设备、冷水机组、电动燃油泵、电动滑油泵、消防泵等机械设备运行的振动，通过基座、管系传递结构噪声，通过空气传递空气噪声。

2.2 电气设备运行的振动和噪声

变压器、电子机柜等电气设备运行，其本体及冷却系统产生不规则、间歇、连续或随机的振动和空气噪声。

2.3 管路系统的振动和噪声

管路系统受到振动源的激励，被动传递振动到接受位置产生振动和噪声；空调通风管路段辐射空调噪声，末端进排气风速变化振动空气产生噪声。

3 减振降噪措施

采用突出重点与均衡控制结合的原则，针对结构噪声和空气噪声产生的原理、传播形式采取不同的减振降噪措施。减振降噪应抓住主要振动噪声源，逐级分步控制，使传播到终端舱室的振动和噪声达到要求。

减振降噪措施分为三类：振动噪声源减振降噪、传播路径减振降噪、舱室减振降噪。

3.1 振动噪声源减振降噪

主机、发电机组、螺旋桨、减速齿轮箱、机舱大功率风机、舵机等机械设备，在工作时不可避免地会产生振动和空气噪声，特别是当这些机械设备与基座刚性连接时影响更甚，因此要找出振动的特点及噪声传播的特性，有针对性的采取减振降噪措施：

（1）主要机械设备安装基座减振降噪

① 主机安装减振浮筏装置，可大幅度减少基座的振动，降低结构噪声；

② 在机体与基座的每个接触点处设置减振器，机体与排气管之间增加补偿器，机体与管路之间增加挠性软管，隔离振动的传递；

③ 一些较小的动力设备，如压缩机组、泵组、风机组等可采用弹性安装，隔离振动的传递。

（2）排气消音降噪

主机、发电机在机体排气出口附近安装消音器，同时保持排气系统畅通，排气管外壁包扎耐火隔声材料，降低噪声强度，从源头上减少噪声对外辐射。

（3）齿轮箱与发动机以及齿轮箱与传动轴保持良好的连接，其安装精度控制在允许的范围内，保证传动系统正常运转，减少振动和噪声的产生。

（4）螺旋桨采用敷设阻尼材料来减振降噪。通常在螺旋桨上方船壳底板处、主机座腹板和面板等位置敷设阻尼材料，将振动转为摩擦热能，从而降低螺旋桨引发的振动。

（5）大中型设备及精密度高的通导设备安装，配钢丝绳减震器；中型设备安装，配E 型减震器；分配电箱、启动器、轮机设备控制箱、警铃、扬声器、电话、灯具、接插件等小型电气设备安装，配橡胶减震。

3.2 传播路径上减振降噪

（1）结构减振降噪措施

① 结构优化是减振降噪重点之一。结构设计方面，对机舱、辅机舱等重要舱室部位的结构采取特别设计，加大结构的强度和尺寸，以减小船体结构的局部振动；对于舵机、主机、辅机、发电机、空调机组等设备区域以及首部侧推区域，综合考虑结构的加强和控制局部振动，加大结构强度或增加加强筋等方式，进一步优化结构设计；对于甲板室和桅杆区域，通过优化结构设计，增加下加强结构等方式控制局部振动；

② 通过增加板架厚度、加设加强筋强化板格的方法，防止局部较薄的板发生大面积的自由振动，以降低动力装置激励产生的结构振动和噪声；

③ 提高基座的刚性可以有效降低由机器传递过来的振幅，使基座的振动减小；基座的尺寸越大，振动的幅度越小，当然也不能为了减振把基座刚性和尺寸无限做大，需综合考虑空间布置和经济性。

（2）振动、噪声源舱室减振降噪

大部分振动噪声源都集中布置在机舱，整个机舱环围结构可看作是振动源和噪声源的一个大基座，对这个大基座环围采取敷设隔声材料、减振降噪材料、吸声材料等多种措施形成一个隔声罩，把振动和噪声封闭在较小的空间范围内，减少振动和噪声向外传递。

① 机舱的围壁和顶部适当位置，敷设隔声绝缘材料，减少空气噪声向外传递；

② 主机基座腹板和面板以及基座延伸区域、发电机基座腹板和面板及延伸区域、 空调机基座腹板和面板及延伸区域、空压机基座腹板和面板及延伸区域等，覆设基层板厚1.5～2 倍的抗振降噪阻尼材料；噪声源舱室甲板和舱壁适当位置，覆盖基层板厚1.5～2 倍的抗振降噪阻尼材料，以减耗振动能量，减小结构的反射声。阻尼涂料敷设结构图，如图1 所示；

图1 阻尼涂料敷设结构

③ 在噪声源舱室，诸如机舱、辅机舱等天花、围壁设置多孔吸音铝板，从源头上消减空气噪音；

④ 机舱通往其它舱室或通道的门采用高隔声门，有效阻隔空气噪声向其它舱室传播；

⑤ 通过舱壁或甲板的管路、电缆贯通，采用弹性密封材料，阻隔振动和噪声的传播。

（3）管路减振降噪

① 管子穿过水密甲板和舱壁处，应装有弹性水密通舱管件或其它弹性连接方式，减缓管道振动对甲板和舱壁的传递；

② 管路支承件的设计，除应考虑管路部件的重量外，还应考虑由设计压力、热膨胀、冲击和舰船运动所引起的相应载荷；

③ 与隔振及弹性安装设备连接的管子接口处，采用挠性接头连接；

④ 管子吊架采用管夹带橡胶垫形式，安装在刚性较强的船体构架或设备的基础上，吊架的布置应考虑冲击造成的影响；每根管路单独弹性连接到支架，不允许多根管根共用一个弹性连接件连接到支架；

⑤ 对于弹性安装的设备，在设备与管子连接时采用挠性连接，并考虑冲击位移；主、辅机的排气管设专用的不锈钢膨胀节；

⑥ 通风管路与吊架之间、管子与吊架之间采用内衬耐油丁晴橡胶板；

⑦ 管路和附件不得紧靠船体构架，与装有减震器的设备距离，应能保证在设备最大位移时不撞损；

⑧ 对于长度较长的管段，应在该管段上增加一段挠性接管，以增加长管段的柔度，提高抗冲击性能。

3.3 舱室减振降噪

对于噪声可能超标的舱室，要分析噪声中的主导成分是结构噪声还是空气噪声，根据噪声的特性针对性地采取相应的降噪措施。

舱室降噪的思路，一是消减舱室内设备产生的振动和噪声，二是阻隔、消减外部传递过来的振动和噪声。

（1）舱室附件减振降噪

① 通过重要工作和生活舱室的通风管路，在风管的内壁或外壁敷隔声材料，减少气流噪音；

② 通风管路与风机进、出风口之间以及管路卡箍与管路之间采用橡胶垫等弹性连接；

③ 空调通风管路布置应避免急转弯；

④ 通过采用低噪音布风器及按设计需要设置风管消音器等手段，控制舱内空调送风口噪音，降低空调送风对室内噪音的影响；

⑤ 通风格栅的尺寸，设计应使其具有较低的空气流速；

⑥ 住舱和工作舱室空调，尽量采用具有低噪声的风机盘管；

⑦ 舱室内设备与基座之间通过弹性基脚连接；设备与外界相连的管路采用挠性连接；对于其它一些机械设备，采用低噪声设备，从源头上降低振动能量向船体结构的输入；

⑧ 通风设备的选型，根据机器设备的发热量和耗气量确定机舱风机的流量与压头，风机采用船用低噪声型号。

（2）内装减振降噪

① 在舱室的地板、围壁、天花板毗邻噪声源的部位敷设阻尼材料，减少船体结构的振动，减少结构噪声；

② 在舱室的围壁和天花板适当位置，敷设隔声吸音绝缘材料，消减结构振动和吸收噪声；

③ 内装板作为舱室装饰材料，常用有复合岩棉板和铝蜂窝板，其具有隔声降噪的功能。设计内装板时，要保证隔声效果的完整性以及连续性，必要时可以选用高隔声板；为保证隔声效果，在内装板的开口处进行必要的包覆，尤其是大开孔处要采用合适的隔声罩进行封闭处理；对于临近机舱的集控室或其它工作舱室，装饰板（围壁板、天花板）通常采用穿孔镀锌钢板或铝板覆面的高隔声复合岩棉吸音板，既对舱室有装饰性效果又可有效降低舱室的噪音；

④ 内装壁板的安装，可采用柔性连接的方式，在顶槽上采用柔性构件连接顶槽和角钢，在底槽内加设绝缘橡胶板，最大限度的消除由于结构振动导致的噪音，避免谐振的发生，如图2 所示；

图2 内装板柔性连接方式

⑤ 对于与机舱相邻的工作舱室，采用双层中空玻璃隔声窗，消减从空气传播过来的噪声；其余舱室选用水密隔声窗，阻隔传播过来的空气噪声；

⑥ 选用高隔声舱室门，减弱从空气传播至舱室的噪声强度；

⑦ 地面覆盖甲板敷料和地板，降低结构传导的振动和噪声，如图3 所示。

图3 轻质甲板敷料和地板敷设示意

位于振动源、噪声源舱室顶部或相邻的舱室甲板面还可以采用敷设A60 浮动地板的措施减振降噪，其与舱室围壁、天花内装板组成一个与船体结构弹性连接舱室系统，可有效降低结构噪声和空气噪声，如图4 所示；

图4 A60 浮动地板敷设示意

⑧ 舱室装饰性材料，如软包及床帘、窗帘等尽量选用多孔性吸声材料。

5 结束语

本文通过对影响减振降噪的主要因素分析，提出减振降噪的主要措施，包括结构设计、机械设备安装、设备选型、管路安装、电气设备安装、舱室内装吸音隔声材料运用等各方面。对于一种措施或多种措施同时选用，既要考虑减振降噪的效果，也要考虑其经济性和可行性。