پارامترهای اصلی و مشکلات رایج پمپ هیدرولیک
1.6.7 لرزش، صدا و کنترل
لرزش و نویز دو پدیده رایج در عملکرد اجزای هیدرولیکی از جمله پمپ هیدرولیک هستند. لرزش ویژگی ذاتی مواد الاستیک است. نویز ناشی از لرزش است. حیوانی که باعث نویز میشود، منبع صدا نامیده میشود، بنابراین کنترل نویز به کنترل لرزش بستگی دارد.
با فشار بالا، سرعت بالا و قدرت بالا در فناوری هیدرولیک، لرزش و نویز به مشکلات برجستهای در توسعه فناوری هیدرولیک تبدیل شدهاند. زیرا لرزش بر عملکرد کاری و عمر مفید موتور اصلی و سیستم تأثیر میگذارد و نویز نه تنها باعث کاهش شنوایی انسان میشود، بلکه توجه اپراتور را نیز منحرف کرده و احتمال غرق شدن سیگنال هشدار را افزایش میدهد که منجر به حوادث شخصی و تجهیزات میشود. لرزش و نویز به یک شاخص مهم برای اندازهگیری عملکرد پمپ هیدرولیک تبدیل شده است.
(l) تحلیل نظری نشان میدهد که دلیل اساسی لرزش اندازه عنصر لرزشی و نیروی تحریک است. لرزش میتواند با شتابسنج به جای میکروفن در متر سطح صدا اندازهگیری شود. راه اصلی برای جلوگیری، کاهش و حذف لرزش اجزاء و دستگاههای هیدرولیکی، حذف یا کاهش منبع تحریک (نیرو) و طراحی و تطبیق منطقی پارامترهای ذاتی اجزاء و دستگاههای هیدرولیکی است.
(2) تولید، تابش و انواع نویز هیدرولیکی را میتوان از جدول زیر مشاهده کرد. پمپ هیدرولیک منبع اصلی نویز در تمام اجزای سیستم هیدرولیک است که به آن منبع نویز اولیه گفته میشود. سایر اجزا، مانند مخزن روغن و لولهکشی، نویز کمی تولید میکنند و منابع نویز مستقل نیستند. با این حال، نویز مکانیکی و مایع تولید شده توسط پمپ و شیر هیدرولیک آنها را تحریک میکند تا ارتعاش تولید کنند و در نتیجه نویز قوی تولید و تابش کنند. این نوع منبع نویز به عنوان منبع صدای ثانویه شناخته میشود. نویز سیستم هیدرولیک، همپوشانی منابع نویز اولیه و ثانویه است. بنابراین، کنترل ارتعاش و نویز دستگاه هیدرولیک باید از دو جنبه مورد توجه قرار گیرد: نویز اجزا و نویز ارتعاش دستگاه. به وضوح، کاهش نویز پمپ هیدرولیک، راه اصلی کنترل نویز کل سیستم هیدرولیک است.
ترتیب نویزی که توسط اجزای هیدرولیکی تولید و تابش میشود
نام مؤلفه | پمپ هیدرولیک | شیر هیدرولیک | سیلندر هیدرولیک | فیلتر | 油箱 | لوله |
شیر سرریز | شیر کاهش فشار | 换向阀 |
产生噪声次序 | 1 | ۲ | ۳ | ۴ | ۵ | ۶ | ۷ | ۵ |
انتقال ترتیب نویز تابشی | ۲ | ۳ | ۴ | ۳ | ۲ | ۴ | 1 | ۲ |
سر و صدای تولید شده توسط اجزای هیدرولیکی و سیستمها عمدتاً شامل سر و صدای مکانیکی و سر و صدای سیال است. برای پمپهای هیدرولیک، سر و صدای مکانیکی شامل سر و صدای ناشی از لرزش بلبرینگ، سر و صدای برخورد مکانیکی ناشی از برخورد بین قطعات در پمپ، سر و صدای ناشی از روانکاری ضعیف و اصطکاک بین سطوح قطعات متحرک نسبی، سر و صدای ناشی از لرزش کل پمپ هیدرولیک به عنوان یک سیستم فنر جرمی و غیره است؛ سر و صدای سیال شامل سر و صدای کاویتاسیون ناشی از حفره مکش روغن، سر و صدای جداسازی گردابه ناشی از تغییر کانال جریان، و صدای شوک فشار بار ناشی از تغییر ناگهانی یا روغن محبوس شده، صدای پالس فشار ناشی از پالس جریان و غیره است.
(3) توصیف و استاندارد مجاز صدا به عنوان اندازهگیری فیزیکی صدا استفاده میشود. سطح فشار صوتی LP (DB) یکی از مقادیر فیزیکی معمول در صنعت است که برای توصیف اندازه یا شدت صدا استفاده میشود.
Lp=20lg(p/p0) (دسی بل) (1-17)
جایی که P -- فشار صوتی واقعی، PA؛
P0 -- فشار صوت مرجع (که به آن فشار صوت آستانه نیز گفته میشود)، P0 = 2 × 10-5pa.
کنترل نویز بخشی مهم از حفاظت محیط زیست و یکی از شاخصهای ارزیابی کیفیت محصولات هیدرولیکی است. استاندارد سلامت نویز برای صنایع، که در سال 1980 در چین منتشر و اجرا شد، بر اساس سطح A (نویز اندازهگیری شده با شبکه A-weighted در دستگاه اندازهگیری سطح صدا) است. مقدار نویز مجاز پمپ هیدرولیک در چین در JB / T 7041-2006_ JB / T 7039-2006 و JB / T 7042-2006 مقرر شده است: به عنوان مثال، تحت فشار و سرعت نامی، مقدار نویز پمپ دندهای با فشار نامی 10-25mpa و جابجایی بیش از 25-500ml / R باید ≤ 85dB (a) باشد؛ مقدار نویز پمپ تیغهای ثابت با فشار نامی 16-25mpa و جابجایی بیش از 50-63ml / R باید ≤ 78dB (a) باشد. مقدار نویز پمپ پیستونی محوری صفحهای با جابجایی > 25 ~ 63ml / R باید ≤ 85 dB (a) باشد.
(4) اندازهگیری نویز به منظور تحلیل نویز پمپ هیدرولیک، تحلیل منبع نویز و اتخاذ تدابیر کنترلی مناسب، لازم است نویز پمپ هیدرولیک اندازهگیری شود.
① ابزارهای آزمایش نویز که معمولاً استفاده میشوند شامل متر سطح صدا، تحلیلگر فرکانس و دستگاه ضبط است. متر سطح صدا نوعی ابزار اندازهگیری نویز است که به طور گستردهای استفاده میشود و برای میدان مناسب است. این دستگاه میتواند نه تنها سطح فشار صدا و سطح صدا را اندازهگیری کند، بلکه تحلیل فرکانس را با فیلتر انجام دهد و به جای میکروفن از شتابسنج برای اندازهگیری ارتعاش استفاده کند. بر اساس دقت اندازهگیری و کاربرد، متر سطح صدا میتواند به سه نوع تقسیم شود: نوع عادی، نوع دقیق و نوع دقیق پالس. اندازهگیری نویز اجزای هیدرولیکی و دستگاهها معمولاً از متر سطح صدای دقیق استفاده میکند. بر اساس روشهای نمایش و خواندن، متر سطح صدا میتواند به نوع عقربهای و نوع دیجیتال تقسیم شود (به شکل r برای ظاهر مراجعه کنید). روش کار و نکات احتیاطی متر سطح صدا را میتوان به دفترچه راهنمای محصول مراجعه کرد.
② ایدهآل است که نویز محیط آزمایش و موقعیت در اتاق بیصدا که توسط انسان ساخته شده است، اندازهگیری شود. اتاق بیصدا باید شرایط جذب صدای خوبی داشته باشد و هیچ صدای بازتابی وجود نداشته باشد. به جز اجزای آزمایش شده، سایر دستگاهها باید در خارج از آن قرار گیرند تا از تأثیر جلوگیری شود. بنابراین، اتاق بیصدا برای اندازهگیری نویز بهطور ویژه طراحی شده است (موسسه علوم مکانیکی گوانگژو اتاق بیصدا را در دهه ۱۹۸۰ ساخته است). با این حال، در عمل مهندسی، ما اغلب شرایط این نوع اتاق بیصدا را نداریم، بنابراین باید اندازهگیری را در آزمایشگاه یا محل کار عمومی انجام دهیم. در این زمان، به منظور اینکه نتایج اندازهگیری دقت کافی داشته باشند، باید از تأثیر سایر تداخلهای صوتی و بازتاب صدا جلوگیری کنیم.
ویژگیهای توزیع میدان صوت باید در انتخاب محل آزمایش مورد توجه قرار گیرد. در ناحیه سایه شکل s، سطح فشار صوت با تغییر فاصله اندازهگیری r نوسان خواهد کرد، بنابراین مناسب نیست که اندازهگیری انجام شود. بنابراین، نقطه اندازهگیری باید تا حد ممکن در ناحیه دور از میدان صوت آزاد (میدان صوت با اثر مرزی ناچیز) انتخاب شود. ویژگیهای اندازهگیری در این ناحیه این است که دادهها پایدار و قابل اعتماد هستند و نویز به ازای هر دو برابر شدن فاصله R، 6dB (a) کاهش خواهد یافت. بنابراین، ناحیه دور از میدان صوت آزاد میتواند بهطور تقریبی با استفاده از متر سطح صوت پیدا شود.
روش خاص اندازهگیری انتخاب مکان نقطه به شرح زیر است.
الف. این فاصله ۱.۵ متر از سطح دستگاه آزمایش شده و ۱.۵ متر از زمین است. اگر اندازه منبع نویز کوچک باشد (به عنوان مثال کمتر از ۰.۲۵ متر)، نقطه اندازهگیری باید نزدیک به سطح دستگاه تحت آزمایش باشد (به عنوان مثال ۰.۵ متر). باید توجه داشت که فاصله بین نقطه اندازهگیری و سطح بازتابنده داخلی باید بیشتر از ۲-۳ متر باشد. سعی کنید میکروفن به سمت مرکز هندسی دستگاه تحت آزمایش قرار گیرد.
b. نقاط اندازهگیری باید به طور یکنواخت در اطراف سطح اندازهگیری شده توزیع شوند، به طور کلی نباید کمتر از 4 نقطه باشد. اگر تفاوت سطح صدا بین نقاط مجاور بیشتر از 5dB (a) باشد، نقاط اندازهگیری اضافی باید بین آنها اضافه شوند. میانگین حسابی سطح نویز هر نقطه اندازهگیری باید گرفته شود. تفاوت بین سطح صدایی که به این روش محاسبه شده و آنکه به روش میانگین انرژی محاسبه شده نباید بیشتر از 7dB (a) باشد.
c. اگر فاصله بین دو منبع نویز نزدیک باشد (مانند پمپ هیدرولیک و موتور محرک آن)، نقطه اندازهگیری باید نزدیک به منبع نویز اندازهگیری شده باشد (0.2م یا 0.1م).
d. اگر نیاز دارید بدانید که منبع نویز چه آسیبی به بدن انسان میزند، میتوانید نقطه اندازهگیری را در گوش موقعیت اپراتور انتخاب کنید، یا در محدوده فعالیتها و کارهای منظم اپراتور، و چندین نقطه اندازهگیری را بر اساس ارتفاع گوش انتخاب کنید.
③ هنگام آزمایش، باید به حذف و کاهش تأثیر محیط توجه کنیم.
a. تأثیر منبع تغذیه، جریان هوا، بازتاب و غیره. اگر ولتاژ منبع تغذیه دستگاه ناپایدار باشد، باید از تنظیمکننده ولتاژ استفاده شود؛ اگر ولتاژ کافی نباشد، باید تنظیمکننده ولتاژ تعویض شود. اندازهگیری در فضای باز باید در هوای آرام انجام شود. زمانی که سرعت باد از سطح 4 فراتر میرود، میکروفن میتواند با یک سپر باد پوشانده شود یا با یک لایه پارچه ابریشمی پیچیده شود. میکروفن باید از خروجی هوا و جریان هوا دور باشد. بازتابدهندهها در محل اندازهگیری باید تا حد ممکن حذف شوند. اگر این امکان وجود نداشته باشد، میکروفن باید در موقعیت مناسبی بین منبع نویز و بازتابدهندهها قرار گیرد و سعی شود از بازتابدهندهها دور باشد. به عنوان مثال، بهتر است بیش از 1 متر از دیوار و زمین فاصله داشته باشد. هنگام اندازهگیری نویز، میکروفن باید در تمام نقاط اندازهگیری همان جهت ورودی را حفظ کند.
b. اصلاح نویز پسزمینه (نویز پسزمینه). نویز پسزمینه به نویز محیطی اشاره دارد که هنگام توقف منبع نویز اندازهگیری شده در حال تولید صدا است. نویز پسزمینه باید بیش از 10dB (الف) کمتر از نویز ترکیبی اندازهگیری شده باشد، در غیر این صورت باید اصلاح شود، به این معنی که مقدار نویز پسزمینه al باید از نویز اندازهگیری شده در جدول زیر کسر شود.
ارزش تصحیح dB (a) با نویز پسزمینه
ترکیب نویز و تفاوت سطح نویز پسزمینه | 1 | ۲ | ۳ | ۴ | ۵ | ۶ | ۷ | ۸ | ۹ | ۱۰ |
修正值△L | ۳.۹ | ۴.۴ | ۳.۰ | ۲.۳ | 1.7 | 1.25 | 0.95 | 0.75 | 0.6 | 0.4 |