Efectul vibratiillor produse de trasportul pe sine

1. Generalităţi

În prezent o parte însemnată a traficului de mărfuri şi de calatori se efectuează pe calea ferată. Dezvoltarea intensă a tehnicii moderne şi mărirea traficului de mărfuri, precum şi a vitezei de deplasare, a dus la creşterea nivelului de zgomot în transporturile feroviare. Zgomotul generat în timpul circulaţiei trenurilor acţionează în mod nefavorabil asupra călătorilor, personalului de deservire, cât şi asupra populaţiei din zonele străbătute de calea ferată. În afară de aceasta, zgomotul intens face să se distingă greu comenzile verbale si semnalele acustice şi prin aceasta, înrăutăţeşte condiţiile de securitate a transporturilor pe căile ferate.

Echipamentul feroviar prezintă o serie de probleme specifice din punct de vedere al şocurilor şi vibraţiilor, aceasta deoarece puţine vehicule circulă pe o cale de rulare aparent atât de netedă. Intr-adevăr, la o cale ferată denivelările de 6 mm sunt considerate accidentale, iar o denivelare de 12 mm trebuie imediat reparată.

Şocurile şi vibraţiile la vehiculele pe cale ferată pot apărea ca urmare a variaţiei vitezei de mers, jocului la capetele de şină (joante), denivelărilor, curbelor si elasticităţii căilor, conicităţii, excentricităţii şi abaterilor de la forma corespunzătoare a bandajelor, ghidării rocii de rulare pe şina prin buza de bandaj, smuciturile în timpul manevrei la frânări şi desfrânări. Sistemul de suspensie al materialului rulant are scopul de a amortiza aceste şocuri şi vibraţii.

2. Sursele de zgomot si vibraţii în transporturile feroviare şi combaterea lor

Sursele de zgomote şi vibraţii la vehiculele feroviare pot fi exterioare sau interioare. Cele mai importante surse de zgomot şi vibraţii exterioare sunt rularea roţilor pe şine, sistemele de suspensie şi organele de cuplare, acţiunea aerului asupra pereţilor exteriori, acţiunea de frânare a vagonului etc.

Zgomotul de rulare este produs de toate elementele aflate in contact direct in momentul rularii ca sinele si rotile cu bandajele lor metalice. Daca suspensia sasiului nu este suficient de eficace, este posibil ca intreaga structura metalica a vagonului sa intre in vibratie. Datorita opririlor si schimbarilor de viteza, diferitele organe de cuplare pot deveni noi surse de zgomot si vibratii.

Actiunea aerului asupra peretilor vagonului produce zgomote aerodinamice, acestea luand nastere in mod deosebit la peretii frontali si in partile proeminente ale vagonului.

Surse de zgomot si vibratii interioare apar in mod deosebit la automotoare (fig. 1). Aceste surse sunt motoarele principale cu ardere interna, generatoarele de curent, compresorul de aer si sistemele de transmisii.

Fig.1 Principalele surse de zgomot la un vagon automotor: 1-sisteme de rulare şi suspensie; 2-motoare de antrenare; 3-reductoare; 4-transformator; 5-eşapamentul motorului; 6- compresor de aer; 7-claxon.

Fig.2 Vagon automotor

Transmiterea zgomotului exterior spre interiorul vagonului se face pe trei cai:

1) prin aer, prin canale de ventilare sau alte orificii, prin neetanseitati, aceasta componenta fiind denumita zgomot aerian;

2) prin structura vagonului sub forma de vibratii, reprezentand zgomotul de struc-tura a vagonului;

3) prin actiunea undelor acustice exterioare asupra elementelor despartitoare ale vagonului.

La vagoanele de cale ferata se cere ca nivelul zgomotului in compartimente sa fie cat mai mic si in acelasi timp sa nu se transmita in vecinatatea caii ferate, pentru a nu deranja locuitorii respectivi.

Prima problema a putut fi rezolvata in mare parte in ultimii 15 ani, pe baza unor cercetari sistematice, de natura constructiva, la diversele parti ale vagoanelor, ca pardoseli, pereti si ferestre. Drept normativ pentru vagoa¬nele noi, la viteze medii de 80 km/h se iau in consideratie urmatoarele niveluri de zgomot: trenuri rapide 55 dB, trenuri accelerate 60 dB, vagoane pentru distante scurte 65 dB in camp liber si 75 dB in tuneluri.

La dublarea vitezei de circulate, nivelul zgomotului creste in interiorul vagoanelor cu circa 6 dB, astfel incat la vagoane de trenuri rapide care dezvolta o viteza de 200 km/h se ia in ccnsiderare un nivel de zgomot de 62 dB. Masurarile efectuate au aratat ca nivelul zgomotului produs de un tren in miscare depinde de viteza de deplasare, starea caii ferate, tipul locomotivei, vagoanele care intra in componenta garniturii etc. Astfel, daca trenul se deplaseaza cu viteza de 80 km/h pe o cale ferata fara joante, zgomotul masurat la o distanta de 1 m de vagoane este de 105 – 110 dB si se mareste cu 3 – 4 dB la fiecare marire cu 10 km/h a vitezei.