罗茨真空泵振动噪声机理的钻研
罗茨真空泵因其高抽速而得以宽泛的利用。日益增高的条件务求迫切须要低噪声罗茨真空泵,而其振动噪声机理的钻研是继续罗茨真空泵低噪声设计的前提,篇章以ZJ-150A罗茨真空泵为钻研目标,综合采纳多种信号测试和综合解决步骤,综合罗茨真空泵振动噪声产生的机理,查明了泵体振动噪声在各劣势效率处产生的起因、振动的重要激发源及其传送门路,为罗茨真空泵的低噪声设计提供了根据。
在后期的钻研(更多详尽篇章请见罗茨真空泵专栏)中,曾经对ZJ-150A型罗茨真空泵的重要噪声源继续了鉴别和列队,居中发当初采取隔振措施和改善联接支持形式后,罗茨泵的支架和电机噪声能够失去无效掌握。罗茨泵的泵体已变成最重要的噪声源,泵体是由多个元件组成的开启腔体,其中蕴含了泵的重要静止和传动元件,即蕴含了重要振动激发源。经过采纳声强测量技能对泵体继续声功率测试和名义噪声辐射散布的钻研,发现泵体辐射噪声的劣势效率为530Hz、1000Hz及1620Hz,而且这3个劣势效率处噪声的能量约占总能量的70%。因而,克服泵体振动声辐射问题是继续罗茨真空泵低噪声设计的要害。
经过声源定位综合晓得,1620Hz处的噪声由端盖1轴侧名义振动声辐射产生,530Hz和1000Hz处的噪声由泵体上、下名义振动声辐射产生,且以端盖1上、下名义最为突出。然而,该署优效率处噪声峰值产生的起因尚不明晰,有待于于进一步的综合验证。白文在真空技能网前文钻研的根底上,采纳多种信号测试和综合解决的步骤,钻研罗茨泵振动和噪声产生的机理,即查清导致泵体名义振动和声辐射的重要激发源及其传送路径,为罗茨真空泵的低噪声设计提供根据。1、振动噪声机理综合的实践根据
经过综合ZJ-150A型罗茨真空泵的构造和抽、排气作业原理可知,罗茨真空泵在畸形作业运行时,其开启构造外部可能存在的振动激发源有:旋子不失调弹性力、轴承激发力、齿轮激发力及高速结冰油液冲锋陷阵4种。该署激发源一上面自身产生一次大气声辐射,另一上面激发导致的振动经过各构件间的联接继续传送,构成所谓的“液体声”传送。
因为罗茨真空泵为全开启构造,机组运行稳固时泵省外部大气粘稠,故其外部激发源产生的一次大气声辐射导致的泵体名义振动是无比幽微的,罗茨真空泵向内部空间辐射的噪声重要是由激发源传送进去的液体声导致泵体壳子名义振动声辐射所产生。
罗茨真空泵名义振动与噪声产生的机理可用图1所示的一个多输出单输入模子来形容。图1中X1(f),X2(f),⋯,Xq(f)示意各族激发力,该署激发力作用在泵的构造上;H1(f),H2(f),⋯,Hq(f)示意各激发源到振动名义的传送因变量;激发传送到重要发声名义所产生的振动为V(f),并由此产生的辐射噪声P(f)还与该名义的声辐射效率R(f)无关;M(f)和N(f)别离为振动和噪声测量时的随机烦扰。
图1 振动、噪声产活力理的形容
依据零碎中多输出与单输入的根本关系,并假如Xi(f)与M(f)、N(f)之间互不有关,则测量的振动或噪声的自谱有
其中,上标3示意共轭;Svv(f)、Spp(f)、Smm(f)和Snn(f)别离是名义振动信号v(t)、构造辐射的噪声信号p(t)和振动测量中的随机烦扰m(t)或噪声测量中的随机烦扰n(t)的自功率谱;Sxixj(f)囊括激发输出的自功率谱(i=j时)和输出间的互功率谱(i≠j时)。那末各激发信号xi(t)为彼此不有关的金鸡独立输出,亦即Sxixj(f)=0(i≠j时),则(1)式和(2)式可写成
2、测试零碎
罗茨真空泵振动和噪声测量零碎示意,如图2所示。噪声信号由传声器B&K4155吸收,经声级计B&K2230放大,计权后以模仿量输入。振动信号由减速度计B&K4384拾取,经电荷放大器B&K2635放大后输入。输入的振动和噪声信号经模仿低通滤波器滤波后接到信号解决综合零碎的A/D输出端口,继续各族信号综合与解决。调价电机在变频器掌握下,不仅能够继续额外作业转速下的振动噪声测试综合,也能够使泵在启动时,在设定的工夫内(250s)以恒定的转速距离升速,再不以等工夫或等转速距离采样继续振动和噪声的谱阵综合。
1.端盖1 2.轴承座1 3.腔体 4.轴承座2 5.端盖2 6.电机支架 7.电机
图2 罗茨泵构造简图和测量零碎示用意3、试验与综合
3.1、泵体振动的重要激发源及其特色效率
(1)旋子不失调弹性力。由旋子上的不失调量所产生,激发效率为旋子缭绕基频fr及其高次谐频。即
其中,n为电机的转速(r/min),高次谐频为缭绕基频fr的成数倍。
(2)齿轮激发。ZJ-150型罗茨泵有一对传动比为1的斜齿轮,且属厚类齿轮,故其激发重要受啮合效率莫须有,激发效率为啮合效率及其倍频和分频。若齿数为z,则其啮合效率为
(3)轴承激发。该泵一对啮合旋子上衣有两种型号的骨碌轴承,骨碌轴承的振动激发重要是由轴承里外圈、骨碌体的加工误差和缺点所导致,它们可能产生好多天各一方激发效率。若转轴的回转效率为fr,则维持架的转动效率ft为
骨碌体的自转效率fs为
其中,d为骨碌体直径;E为轴承节径;B为接触须。因为骨碌体名义不规定导致激发基频为fB=2fs,因为轴承内、外圈的轨迹不规定导致激发基频为fir=N·ft,N为骨碌体数目。
(4)齿轮结冰油液冲锋陷阵。高速啮合缭绕的齿轮牵动和挤压结冰油液冲锋陷阵密封端盖1。因为冲锋陷阵作用人夫很短,其激发效率呈宽带散布。
该泵的作业转速n为2970r/min,齿轮的齿数Z为47,电机侧轴承座2上为2307型单列滚柱轴承,齿轮侧轴承座1上为3065307型双列角接触球轴承,各激发源的激发效率
罗茨水环真空机组、罗茨旋片真空机组
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