Các tham số chính và vấn đề thường gặp của bơm thủy lực
1.6.7 rung, tiếng ồn và điều khiển
Sự rung động và tiếng ồn là hai hiện tượng phổ biến trong hoạt động của các thành phần thủy lực bao gồm bơm thủy lực. Sự rung động là đặc tính vốn có của vật liệu đàn hồi. Tiếng ồn phát sinh từ sự rung động. Động vật gây ra tiếng ồn được gọi là nguồn âm, vì vậy việc kiểm soát tiếng ồn thực chất là kiểm soát sự rung động.
Với áp lực cao, tốc độ cao và công suất cao của công nghệ thủy lực, rung động và tiếng ồn đã trở thành những vấn đề nổi bật trong sự phát triển của công nghệ thủy lực. Bởi vì rung động ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc và tuổi thọ của động cơ chính và hệ thống, và tiếng ồn không chỉ gây mất thính lực cho con người, mà còn phân tâm sự chú ý của người vận hành, và có khả năng làm chìm tín hiệu báo động, gây ra tai nạn cho cá nhân và thiết bị. Rung động và tiếng ồn đã trở thành một chỉ số quan trọng để đo lường hiệu suất của bơm thủy lực.
(l) Phân tích lý thuyết cho thấy lý do cơ bản của sự rung động là kích thước của phần tử rung động và lực kích thích. Sự rung động có thể được đo bằng cảm biến gia tốc thay vì microphone trong máy đo mức âm thanh. Cách chính để ngăn chặn, giảm thiểu và loại bỏ sự rung động của các thành phần và thiết bị thủy lực là loại bỏ hoặc giảm nguồn kích thích (lực), và thiết kế hợp lý cũng như kết hợp các tham số vốn có của các thành phần và thiết bị thủy lực.
(2) Sự phát sinh, bức xạ và các loại tiếng ồn thủy lực có thể được thấy từ bảng dưới đây. Bơm thủy lực là nguồn tiếng ồn chính trong tất cả các thành phần của hệ thống thủy lực, được gọi là nguồn tiếng ồn chính. Các thành phần khác, chẳng hạn như bể dầu và ống dẫn, tạo ra ít tiếng ồn và không phải là nguồn tiếng ồn độc lập. Tuy nhiên, tiếng ồn cơ học và tiếng ồn chất lỏng do bơm và van thủy lực tạo ra sẽ kích thích chúng phát sinh rung động, từ đó tạo ra và bức xạ tiếng ồn mạnh. Nguồn tiếng ồn này được gọi là nguồn âm thanh thứ cấp. Tiếng ồn của hệ thống thủy lực là sự chồng chất của các nguồn tiếng ồn chính và thứ cấp. Do đó, việc kiểm soát rung động và tiếng ồn của thiết bị thủy lực nên được xem xét từ hai khía cạnh: tiếng ồn thành phần và tiếng ồn rung động của thiết bị. Rõ ràng, việc giảm tiếng ồn của bơm thủy lực là cách chính để kiểm soát tiếng ồn của toàn bộ hệ thống thủy lực.
Thứ tự của tiếng ồn được tạo ra và phát ra bởi các thành phần thủy lực
Tên thành phần | bơm thủy lực | van điều khiển thủy lực | xi lanh thủy lực | lọc | bình xăng | 管路 |
阀 xả | 节流阀 | van chuyển |
产生噪声次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 5 |
Truyền đạt thứ tự tiếng ồn bức xạ | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 | 4 | 1 | 2 |
Tiếng ồn do các thành phần và hệ thống thủy lực tạo ra chủ yếu bao gồm tiếng ồn cơ học và tiếng ồn chất lỏng. Đối với các bơm thủy lực, tiếng ồn cơ học bao gồm tiếng ồn do sự rung động của ổ bi, tiếng ồn va chạm cơ học do va chạm giữa các bộ phận trong bơm, tiếng ồn do bôi trơn kém và ma sát giữa các bề mặt của các bộ phận chuyển động tương đối, tiếng ồn do sự rung động của toàn bộ bơm thủy lực như một hệ thống lò xo khối lượng, và nhiều hơn nữa; tiếng ồn chất lỏng bao gồm tiếng ồn do hiện tượng sủi bọt gây ra bởi khoang hút dầu, tiếng ồn tách xoáy do sự thay đổi của kênh dòng chảy, và tiếng ồn của áp suất tải gây ra bởi sự thay đổi đột ngột hoặc dầu bị kẹt, tiếng ồn của xung áp suất do sự dao động dòng chảy, v.v.
(3) Mô tả và tiêu chuẩn cho phép của tiếng ồn được sử dụng như là phép đo vật lý của tiếng ồn. Mức áp suất âm LP (DB) là một trong những đại lượng vật lý thường được sử dụng trong ngành công nghiệp, được dùng để mô tả kích thước hoặc cường độ của tiếng ồn.
Lp=20lg(p/p0) (dB) (1-17)
Nơi P -- áp suất âm thực tế, PA;
P0 -- áp suất âm thanh tham chiếu (còn gọi là áp suất âm thanh ngưỡng), P0 = 2 × 10-5pa.
Kiểm soát tiếng ồn là một phần quan trọng của bảo vệ môi trường và là một trong những chỉ số đánh giá chất lượng của các sản phẩm thủy lực. Tiêu chuẩn sức khỏe tiếng ồn cho các doanh nghiệp công nghiệp, được công bố và thực hiện tại Trung Quốc vào năm 1980, dựa trên mức A (tiếng ồn được đo bằng mạng A trong máy đo mức âm thanh). Giá trị tiếng ồn cho phép của bơm thủy lực tại Trung Quốc được quy định trong JB / T 7041-2006_ JB / T 7039-2006 và JB / T 7042-2006: ví dụ, dưới áp suất và tốc độ định mức, giá trị tiếng ồn của bơm bánh răng với áp suất định mức từ 10-25mpa và lưu lượng hơn 25-500ml / R phải ≤ 85dB (a); giá trị tiếng ồn của bơm cánh cố định với áp suất định mức từ 16-25mpa và lưu lượng hơn 50-63ml / R phải ≤ 78dB (a). Giá trị tiếng ồn của bơm piston trục tấm nghiêng với lưu lượng > 25 ~ 63ml / R nên ≤ 85 dB (a).
(4) Đo tiếng ồn để phân tích tiếng ồn của bơm thủy lực, phân tích nguồn tiếng ồn và thực hiện các biện pháp kiểm soát thích hợp, cần phải đo tiếng ồn của bơm thủy lực.
① Các thiết bị kiểm tra tiếng ồn thường được sử dụng bao gồm máy đo mức âm thanh, phân tích tần số và thiết bị ghi âm. Máy đo mức âm thanh là một loại thiết bị đo tiếng ồn được sử dụng rộng rãi và phù hợp cho lĩnh vực này. Nó có thể đo không chỉ mức áp suất âm thanh và mức âm thanh của tiếng ồn, mà còn phân tích tần số bằng bộ lọc, và sử dụng cảm biến gia tốc thay cho microphone để đo độ rung. Theo độ chính xác của phép đo và ứng dụng, máy đo mức âm thanh có thể được chia thành ba loại: loại thông thường, loại chính xác và loại chính xác xung. Việc đo tiếng ồn của các thành phần và thiết bị thủy lực thường áp dụng máy đo mức âm thanh chính xác. Theo phương pháp hiển thị và đọc, máy đo mức âm thanh có thể được chia thành loại kim và loại số (xem Hình r để biết hình dạng). Phương pháp vận hành và các lưu ý của máy đo mức âm thanh có thể tham khảo trong hướng dẫn sản phẩm.
② Thật lý tưởng để đo tiếng ồn của môi trường thử nghiệm và vị trí trong phòng cách âm của trường âm tự do do con người xây dựng. Phòng cách âm nên có điều kiện hấp thụ âm thanh tốt và không có âm thanh phản xạ. Ngoại trừ các thành phần được thử nghiệm, các thiết bị khác nên được đặt bên ngoài để tránh ảnh hưởng. Do đó, buồng cách âm để đo tiếng ồn được thiết kế đặc biệt (Viện Khoa học Cơ khí Quảng Châu đã xây dựng buồng cách âm vào những năm 1980). Tuy nhiên, trong thực tiễn kỹ thuật, chúng ta thường không có điều kiện của loại phòng cách âm này, vì vậy chúng ta cần thực hiện việc đo lường trong phòng thí nghiệm hoặc nơi làm việc chung. Vào thời điểm này, để đảm bảo kết quả đo lường có độ chính xác đủ, chúng ta nên tránh ảnh hưởng của các can thiệp âm thanh khác và phản xạ âm thanh.
Các đặc điểm phân bố của trường âm nên được chú ý khi chọn vị trí thử nghiệm. Trong khu vực bóng của hình s, mức áp suất âm sẽ dao động theo sự thay đổi của khoảng cách đo r, vì vậy không phù hợp để đo. Do đó, điểm đo nên được chọn trong khu vực xa của trường âm tự do (trường âm có hiệu ứng biên không đáng kể) càng xa càng tốt. Các đặc điểm của việc đo trong khu vực này là dữ liệu ổn định và đáng tin cậy, và tiếng ồn sẽ giảm 6dB (a) cho mỗi lần gấp đôi khoảng cách R. Do đó, khu vực xa của trường âm tự do có thể được tìm thấy một cách đại khái bằng máy đo mức âm.
Phương pháp cụ thể để đo lường việc chọn vị trí điểm như sau.
a. Nó cách bề mặt của thiết bị được thử nghiệm 1,5m và cách mặt đất 1,5m. Nếu kích thước nguồn tiếng ồn nhỏ (ví dụ: nhỏ hơn 0,25m), điểm đo nên gần với bề mặt của thiết bị thử nghiệm (ví dụ: 0,5m). Cần lưu ý rằng khoảng cách giữa điểm đo và bề mặt phản xạ trong nhà nên lớn hơn 2-3m. Cố gắng để micro hướng về trung tâm hình học của thiết bị thử nghiệm.
b. Các điểm đo nên được phân bố đều xung quanh bề mặt được đo, thường không ít hơn 4 điểm. Nếu sự khác biệt mức âm thanh giữa các điểm liền kề lớn hơn 5dB (a), các điểm đo bổ sung sẽ được thêm vào giữa chúng. Giá trị trung bình số học của mức độ tiếng ồn của mỗi điểm đo sẽ được lấy. Sự khác biệt giữa mức âm thanh được tính toán bằng phương pháp này và mức được tính toán bằng phương pháp trung bình năng lượng không được lớn hơn 7dB (a).
c. Nếu khoảng cách giữa hai nguồn tiếng ồn gần nhau (chẳng hạn như bơm thủy lực và động cơ điều khiển của nó), điểm đo nên gần với nguồn tiếng ồn được đo (0,2m hoặc 0,1M).
d. Nếu bạn cần biết tác hại của nguồn tiếng ồn đối với cơ thể con người, bạn có thể chọn điểm đo tại tai của vị trí người vận hành, hoặc trong phạm vi hoạt động và công việc thường xuyên của người vận hành, và chọn một vài điểm đo dựa trên chiều cao của tai.
③ Khi thử nghiệm, chúng ta nên chú ý loại bỏ và giảm thiểu tác động của môi trường.
a. Ảnh hưởng của nguồn điện, luồng không khí, phản xạ, v.v. Nếu điện áp nguồn của thiết bị không ổn định, cần sử dụng bộ điều chỉnh điện áp; nếu điện áp không đủ, cần thay thế bộ điều chỉnh điện áp. Việc đo đạc ngoài trời nên được thực hiện trong thời tiết yên tĩnh. Khi tốc độ gió vượt quá cấp 4, micro có thể được che bằng một lớp chắn gió hoặc quấn bằng một lớp vải lụa. Micro nên tránh các lỗ thoát khí và luồng không khí. Các tấm phản xạ trong khu vực đo nên được loại bỏ càng xa càng tốt. Nếu không, micro nên được đặt ở vị trí thích hợp giữa nguồn tiếng ồn và các tấm phản xạ, và cố gắng giữ khoảng cách xa với các tấm phản xạ. Ví dụ, tốt hơn là nên cách tường và mặt đất hơn 1m. Khi đo tiếng ồn, micro nên giữ cùng một hướng tới nguồn âm thanh tại tất cả các điểm đo.
b. Sửa chữa tiếng ồn nền (tiếng ồn nền). Tiếng ồn nền đề cập đến tiếng ồn xung quanh khi nguồn tiếng ồn được đo ngừng phát ra âm thanh. Tiếng ồn nền phải thấp hơn 10dB (a) so với tiếng ồn tổng hợp được đo, nếu không thì cần phải sửa chữa, tức là giá trị tiếng ồn nền al sẽ được trừ khỏi tiếng ồn được đo trong bảng dưới đây.
Giá trị chỉnh sửa dB (a) với tiếng ồn nền
合成 tiếng ồn và chênh lệch mức tiếng ồn nền | 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 |