Основные параметры и общие проблемы гидравлического насоса
1.6.7 вибрация, шум и управление
Вибрация и шум — это два распространенных явления в работе гидравлических компонентов, включая гидравлический насос. Вибрация является врожденной характеристикой эластичного материала. Шум возникает из вибрации. Животное, которое вызывает шум, называется источником звука, поэтому контроль за шумом сводится к контролю за вибрацией.
С высоким давлением, высокой скоростью и высокой мощностью гидравлической технологии, вибрация и шум стали заметными проблемами в развитии гидравлической технологии. Поскольку вибрация влияет на рабочую производительность и срок службы основного двигателя и системы, а шум не только вызывает потерю слуха у человека, но и отвлекает внимание оператора, и с большей вероятностью заглушает сигнал тревоги, что приводит к несчастным случаям с людьми и оборудованием. Вибрация и шум стали важным показателем для измерения производительности гидравлического насоса.
(l) Теоретический анализ показывает, что основной причиной вибрации является размер вибрационного элемента и возбуждающая сила. Вибрацию можно измерять с помощью акселерометра вместо микрофона в звуковом уровне. Основной способ предотвращения, уменьшения и устранения вибрации гидравлических компонентов и устройств заключается в устранении или снижении источника возбуждения (силы) и разумном проектировании и согласовании внутренних параметров гидравлических компонентов и устройств.
(2) Генерация, радиация и типы гидравлического шума можно увидеть из следующей таблицы. Гидравлический насос является основным источником шума во всех компонентах гидравлической системы, который называется первичным источником шума. Другие компоненты, такие как масляный бак и трубопровод, издают мало шума и не являются независимыми источниками шума. Однако механический и жидкостный шум, создаваемый насосом и гидравлическим клапаном, будет стимулировать их к производству вибрации, тем самым создавая и излучая сильный шум. Этот вид источника шума называется вторичным источником звука. Шум гидравлической системы является суперпозицией первичных и вторичных источников шума. Поэтому контроль вибрации и шума гидравлического устройства следует рассматривать с двух аспектов: шум компонентов и шум вибрации устройства. Очевидно, что снижение шума гидравлического насоса является основным способом контроля шума всей гидравлической системы.
Порядок шума, производимого и излучаемого гидравлическими компонентами
Название компонента | гидравлический насос | гидравлический клапан | гидравлический цилиндр | фильтр | топливный бак | 管路 |
перепускной клапан | 节流阀 | 换向阀 |
产生噪声次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 5 |
Передача радиационного шума порядок | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 | 4 | 1 | 2 |
Шум, производимый гидравлическими компонентами и системами, в основном включает механический шум и шум жидкости. Для гидравлических насосов механический шум включает шум, вызванный вибрацией подшипника, шум механического столкновения, вызванный столкновением между частями насоса, шум, вызванный плохой смазкой и трением между поверхностями относительно движущихся частей, шум, вызванный вибрацией всего гидравлического насоса как системы масс-упругостей, и так далее; шум жидкости включает шум кавитации, вызванный полостью всасывания масла, шум вихревого отделения, вызванный изменением потока, и звук давления нагрузки, вызванный резким изменением или застрявшим маслом, звук пульсации давления, вызванный пульсацией потока и т.д.
(3) Описание и допустимый стандарт шума используются в качестве физической измерения шума. Уровень звукового давления LP (ДБ) является одной из часто используемых физических величин в промышленности, которая используется для описания размера или интенсивности шума.
Lp=20lg(p/p0) (дБ) (1-17)
Где P -- фактическое звуковое давление, Па;
P0 -- опорное звуковое давление (также называемое пороговым звуковым давлением), P0 = 2 × 10-5pa.
Контроль шума является важной частью охраны окружающей среды и одним из показателей оценки качества гидравлических продуктов. Стандарт здоровья шума для промышленных предприятий, который был опубликован и введен в Китае в 1980 году, основан на уровне A (шум, измеренный с помощью A-взвешенной сети в звуковом уровне). Допустимое значение шума для гидравлического насоса в Китае указано в JB / T 7041-2006, JB / T 7039-2006 и JB / T 7042-2006: например, при номинальном давлении и скорости значение шума зубчатого насоса с номинальным давлением 10-25 мПа и объемом более 25-500 мл / R должно быть ≤ 85 дБ (а); значение шума фиксированного лопаточного насоса с номинальным давлением 16-25 мПа и объемом более 50-63 мл / R должно быть ≤ 78 дБ (а). Значение шума осевого поршневого насоса с наклонной пластиной с объемом > 25 ~ 63 мл / R должно быть ≤ 85 дБ (а).
(4) Измерение шума для анализа шума гидравлического насоса, анализа источника шума и принятия соответствующих мер контроля, необходимо измерить шум гидравлического насоса.
① Обычно используемые инструменты для тестирования шума включают в себя измеритель уровня звука, анализатор частоты и записывающее устройство. Измеритель уровня звука - это вид инструмента для измерения шума, который широко используется и подходит для полевых условий. Он может измерять не только уровень звукового давления и уровень шума, но также проводить частотный анализ с помощью фильтра и использовать акселерометр вместо микрофона для измерения вибрации. В зависимости от точности измерения и применения, измеритель уровня звука можно разделить на три типа: обычный тип, прецизионный тип и тип с импульсной точностью. Измерение шума гидравлических компонентов и устройств обычно осуществляется с помощью прецизионного измерителя уровня звука. В зависимости от методов отображения и считывания, измеритель уровня звука можно разделить на стрелочный тип и цифровой тип (см. рисунок r для внешнего вида). Метод работы и меры предосторожности при использовании измерителя уровня звука можно найти в руководстве пользователя.
② Идеально измерять шум тестовой среды и позицию в анэкоической комнате свободного звукового поля, созданного человеком. Анэкоическая комната должна иметь хорошие условия звукопоглощения и отсутствие отраженного звука. За исключением тестируемых компонентов, другие устройства должны быть установлены вне ее, чтобы избежать влияния. Поэтому анэкоическая камера для измерения шума специально спроектирована (Гуанчжоуский институт механических наук построил анэкоическую камеру в 1980-х годах). Однако на практике в инженерии мы часто не имеем условий для такой анэкоической комнаты, поэтому нам необходимо проводить измерения в общей лаборатории или на рабочем месте. В это время, чтобы результаты измерений имели достаточную точность, мы должны избегать влияния других звуковых помех и отражения звука.
Характеристики распределения звукового поля должны быть учтены при выборе места для тестирования. В теневой области рисунка s уровень звукового давления будет колебаться с изменением расстояния измерения r, поэтому измерять здесь не подходит. Поэтому точка измерения должна быть выбрана как можно дальше в области дальнего поля свободного звукового поля (звуковое поле с незначительным эффектом границы). Характеристики измерения в этой области заключаются в том, что данные стабильны и надежны, а шум будет уменьшаться на 6 дБ (а) при каждом удвоении расстояния R. Таким образом, область дальнего поля свободного звукового поля можно грубо определить с помощью звукового уровня метра.
Специфический метод измерения выбора местоположения точки следующий.
a. Он находится на расстоянии 1,5 м от поверхности испытываемого устройства и 1,5 м от земли. Если источник шума небольшой (например, менее 0,25 м), точка измерения должна быть близка к поверхности испытываемого устройства (например, 0,5 м). Следует отметить, что расстояние между точкой измерения и отражающей поверхностью в помещении должно быть более 2-3 м. Постарайтесь направить микрофон на геометрический центр испытываемого устройства.
b. Точки измерения должны быть равномерно распределены по измеряемой поверхности, обычно не менее 4 точек. Если разница уровней звука между соседними точками превышает 5dB (a), необходимо добавить дополнительные точки измерения между ними. Следует взять арифметическое среднее значение уровня шума каждой точки измерения. Разница между уровнем звука, рассчитанным этим методом, и уровнем, рассчитанным методом энергетического среднего, не должна превышать 7dB (a).
c. Если расстояние между двумя источниками шума близко (например, гидравлический насос и его приводной мотор), точка измерения должна находиться близко к измеряемому источнику шума (0,2 м или 0,1 м).
d. Если вам нужно узнать о вреде источника шума для человеческого организма, вы можете выбрать точку измерения на уровне уха оператора или в пределах зоны регулярной деятельности и работы оператора, а также выбрать несколько точек измерения в зависимости от высоты уха.
③ При тестировании мы должны обратить внимание на устранение и снижение воздействия окружающей среды.
a. Влияние источника питания, воздушного потока, отражения и т.д. Если напряжение источника питания прибора нестабильно, следует использовать регулятор напряжения; если напряжение недостаточно, регулятор напряжения следует заменить. Измерения на открытом воздухе следует проводить в спокойную погоду. Когда скорость ветра превышает 4 уровень, микрофон можно накрыть ветровым щитом или обернуть слоем шелковой ткани. Микрофон должен избегать выхода воздуха и воздушного потока. Отражатели на измерительном участке следует исключить насколько это возможно. Если это невозможно, микрофон следует разместить в подходящем положении между источником шума и отражателями и стараться держаться подальше от отражателей. Например, лучше находиться на расстоянии более 1 м от стены и земли. При измерении шума микрофон должен сохранять одно и то же направление на всех измерительных точках.
b. Коррекция фонового шума (фоновый шум). Фоновый шум относится к окружающему шуму, когда измеряемый источник шума перестает издавать звук. Фоновый шум должен быть более чем на 10 дБ (а) ниже измеряемого синтетического шума, в противном случае он должен быть скорректирован, то есть значение фонового шума al должно быть вычтено из измеренного шума в следующей таблице.
Коррекционное значение дБ (a) с фоновым шумом
Синтетический шум и уровень фонового шума | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
修正值△L | 3.9 | 4.4 | 3.0 | 2.3 | 1.7 | 1.25 | 0.95 | 0.75 | 0.6 | 0.4 |