A. Tromp
Geluid en trillingen bij katrijden. Een analyse van oorzaken en oplossingen van
het rolgeluid van katrijden.
Literatuuropdracht/scriptie,
Rapport 2002.TT.5599, Transporttechnologie.
Bij het ontwerpen van een nieuwe generatie containerkranen, dient men rekening
te houden met het geluidvermogen dat de kraan produceert. Dit om binnen de
voorgeschreven geluidnormen te blijven.
Een belangrijk onderdeel van het totale geluidvermogen is het rolgeluid. Dit
wordt veroorzaakt door trillingen in de constructie en is afhankelijk van de
volgende aspecten: ruwheid van wiel en rail, rolsnelheid, geometrie van het
wiel-railcontact, stijfheid van de oplegging van de rail en de vering van het
wiel, materiaal en vorm van de wielen, de rails en de kat en de dynamische
eigenschappen van de kat en de klap. Voor treinen zijn van al deze aspecten
computermodellen gemaakt die de trillingen kunnen kwantificeren.
De dynamica van het wiel-railcontact wordt beheerst door
elasticiteitseigenschappen van de materialen. Zij wordt beschreven door de
parameters betreffende slip, wrijving en de geometrische randvoorwaarden. Door
verschillen in het beschrijven van deze effecten, verschillen in aannamen en
verwaarlozen van effecten, zijn er verschillende modellen met verschillende
toepasbaarheid ontstaan voor het beschrijven van het wiel-railcontact. Een
bekende en veel toegepaste theorie is de theorie van Kalker. Om de verschillende
oorzaken van trillingen te combineren en de resulterende trillingen uit te
rekenen heeft Periárd voor het boogpiepen van trams een algoritme
geschreven.
Naast het ontstaan van het geluid is ook het doorgeven ervan van belang. Voor
het beschrijven van de overdracht en de afstraling van trillingen in de
containerkraan, heeft TNO een geluidpadenmodel ontwikkeld. Hierin worden de
parameters van de belangrijkste geluidoorzaken ingevoerd en komt er een
indicatie voor het geluidniveau uit. Verder blijkt dat het kraantype met een
vakwerkligger circa 5 dB meer geluid produceert dan het type met een
kokerligger.
Mogelijkheden om geluid te reduceren zijn: het vergroten van de
overdrachtsimpedantie en het verkleinen van de afstraalfactor. In de praktijk
betekent dat:
- toepassen van een verende railoplegging
- toepassen van zwaardere railfundatie
- zorgen voor een glad en/of gesmeerd wiel-railcontact; goede uitlijning
(bijvoorbeeld door conische wielen) van de kat voorkomt slijtage en
ruwheidstoename
- gebruik van rubbergeveerde wielen
- optimalisering hoogte-breedte verhouding klap en bovenligger
- toepassen van demping klap en bovenligger
- voorkomen van hoogteverschil in de rails ter plaatse van het draaipunt van
de klap en de bovenligger
Er zijn programma's op de markt waarmee gerekend kan worden aan het dynamisch
gedrag van systemen, aan de stijfheid en sterkte van onderdelen van systemen
en er zijn programma's speciaal voor berekeningen aan het wiel-railcontact.
Voor het rekenen aan rolgeluid in containerkranen heeft TNO een rekenmodel
ontwikkeld.
Om op de geluidbeperkende maatregelen op de juiste wijze te implementeren, is
fundamentele kennis van de ontwerper over het onderwerp van belang. Daarnaast
is het zaak om zo vroeg mogelijk in het ontwerpproces met dit aspect rekening
te houden.
Rapporten studenten Transporttechniek
Gewijzigd: 2002.07.10;
logistics@3mE.tudelft.nl
, TU Delft
/ 3mE
/ TT
/ LT.