滑閥真空泵性能再探——噪聲
滑閥真空泵的噪聲主要由撞擊產(chǎn)生,包括油液對(duì)滑閥和泵腔壁的撞擊、排氣閥片與閥座(或泵體)的撞擊、滑閥(環(huán))與泵腔壁的撞擊;y(桿) 與導(dǎo)軌的撞擊是近期發(fā)現(xiàn)的又一新的噪聲源,是我們最新的研究成果。噪聲的大小不但與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān),也與聲的傳導(dǎo)有關(guān)。
油液的撞擊
油液的撞擊有兩種情況,首先是進(jìn)入泵腔中的油液在滑閥的帶動(dòng)下,高速?zèng)_向排氣口與泵腔壁和排氣流道產(chǎn)生撞擊;在排氣結(jié)束,排氣閥關(guān)閉的瞬間,壓縮腔一下變成了真空腔,排氣口處的油液高速返回真空腔,與滑閥和流道發(fā)生撞擊。這兩種由油液撞擊產(chǎn)生的噪聲大小與泵的真空度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)油量、流道形狀和排氣速度有關(guān)。
泵的真空度高、轉(zhuǎn)速高、進(jìn)油量多、流道阻力大、排氣速度高,噪聲就大。適當(dāng)控制進(jìn)油量、改善排氣流道形狀、降低排氣速度,可使噪聲明顯降低。我們綜合研究了上述這些因素,改進(jìn)設(shè)計(jì)的某泵取得了噪聲降低(8~10)dB(A)的顯著效果。
排氣閥的撞擊
排氣閥在排氣結(jié)束時(shí)要迅速關(guān)閉,否則會(huì)增加氣體的返流而影響真空度和抽速,所以排氣閥在關(guān)閉時(shí)閥片與閥座(或泵體)會(huì)產(chǎn)生撞擊噪聲、而且與轉(zhuǎn)速有關(guān)。為了驗(yàn)證該噪聲,我們?cè)醚蛎珰肿鏖y片,減小了撞擊,噪聲明顯降低。當(dāng)然羊毛氈是不能作閥片長(zhǎng)期使用的,它經(jīng)數(shù)小時(shí)撞擊后,質(zhì)地逐漸變結(jié)實(shí),噪聲也逐漸響起來(lái)。
滑閥與泵腔壁的撞擊
泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),隨著偏心輪的旋轉(zhuǎn),滑閥(環(huán))沿著泵腔壁滾動(dòng),經(jīng)過(guò)排氣口到泵缸與導(dǎo)軌孔的交接處后,泵缸有一缺口,這時(shí)滑閥(環(huán))每一轉(zhuǎn)有0.01 s 左右的時(shí)間脫離泵腔壁,隨著偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),滑閥(環(huán))又重新與進(jìn)口處泵腔壁接觸,由于速度快,產(chǎn)生的機(jī)械撞擊會(huì)比較嚴(yán)重,通常噪聲會(huì)增加(5~7)dB(A),拆檢可發(fā)現(xiàn)滑閥(環(huán))上靠近滑閥(桿)進(jìn)氣口處有一條明顯的撞擊痕跡。為了消除這個(gè)噪聲,必須嚴(yán)格控制滑閥(環(huán))與泵腔壁之間的間隙,使之保持在一微小的范圍內(nèi)。上述間隙又和偏心輪與滑閥(環(huán)) 內(nèi)圓的間隙有牽連,也必須相應(yīng)控制。
滑閥與導(dǎo)軌的撞擊
滑閥(桿)與導(dǎo)軌的撞擊噪聲長(zhǎng)期以來(lái)之所以一直沒(méi)有被發(fā)現(xiàn),一是相對(duì)而言它的噪聲比較低,而更主要的是很難從泵的總噪聲中分離出來(lái),因此容易疏忽掉。我們是從整體導(dǎo)軌和分體導(dǎo)軌在同一臺(tái)滑閥泵上的噪聲對(duì)比試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的,滑閥(桿)與導(dǎo)軌的撞擊噪聲的確存在,而且分體導(dǎo)軌比整體導(dǎo)軌高(2~3)dB(A)。分析其原因,我們認(rèn)為在每一轉(zhuǎn)中,分體導(dǎo)軌與滑閥(桿)的撞擊有兩次,而且由于二者之間的間隙稍大,所以撞擊噪聲較大,而整體導(dǎo)軌在每一轉(zhuǎn)中的撞擊只有一次,而且二者之間的間隙要小一些,撞擊噪聲也要小一些。上述噪聲是客觀存在的,不可能消除,但可以通過(guò)間隙的控制來(lái)減少一些。
噪聲的傳導(dǎo)和屏蔽
無(wú)論是泵油的撞擊,還是機(jī)械撞擊,所產(chǎn)生的噪聲都與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān),隨著泵轉(zhuǎn)速向高速發(fā)展的趨勢(shì),這個(gè)問(wèn)題更加突出。因此,如何從聲傳導(dǎo)和屏蔽方面著手來(lái)降低噪聲很有必要。
油箱是聲傳導(dǎo)的主要環(huán)節(jié),鑄鐵油箱與鋼板油箱相比較,噪聲可降低(2~3)dB(A)。主要是因?yàn)殍T鐵的組織相比鋼板而言稍疏松一些,所以有一定的吸聲作用,而且鑄鐵油箱與鋼板油箱相比較厚,隔聲作用也好一些,如在油箱內(nèi)壁噴涂一層薄膜,效果會(huì)更好。油箱內(nèi)表面結(jié)構(gòu)形狀要設(shè)計(jì)成不對(duì)稱,以免產(chǎn)生共鳴聲。
排氣閥罩和油氣分離器連在一起,既有隔聲作用,又有消聲作用。如果將排氣閥罩拆掉,泵的噪聲會(huì)高得多。油氣分離器如設(shè)計(jì)得當(dāng),也會(huì)有一定的消聲效果,如我們?cè)O(shè)計(jì)的“二次旋風(fēng)式油氣分離器”,噪聲在傳導(dǎo)過(guò)程中通過(guò)油氣分離器有兩次碰撞,造成一定的聲能損失,有利于消聲。
氣蝕噪聲
氣蝕在滑閥泵上是客觀存在的,有氣蝕就有噪聲,只是由于一般滑閥泵的轉(zhuǎn)速較低,氣蝕沒(méi)有達(dá)到足以破壞零件的程度,所以沒(méi)有被人們發(fā)現(xiàn)。我們?cè)?jīng)在轉(zhuǎn)速高達(dá)920 r/min 的H150AB 泵的試制中發(fā)現(xiàn)噪聲頻率和聲級(jí)都很高的異常噪聲,聲功率高達(dá)100 dB(A),拆檢后才發(fā)現(xiàn)滑閥(環(huán))上靠近排氣口處出現(xiàn)了許多淺淺的針孔,把它去除后再運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí),又出現(xiàn)上述現(xiàn)象,以后又經(jīng)多次試驗(yàn)證實(shí),我們確認(rèn)這就是氣蝕。只是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較短,氣蝕破壞現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在表面。
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