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电机噪音分析  

2009-11-23 16:56:30|  分类: 史提芬邹电动工具 |  标签: |举报 |字号 订阅

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怎佯鉴别机械噪声源?
为了控制机械噪声和振动,首先必须判明产生振动或噪声的部位,常用的鉴别方法主要有:
(1)主观鉴别法,即用耳朵来判断机械噪声源及其主次,因为人的耳脑系统本身就是相当灵敏的感觉系统,因此它能够正确地区分各种声音.这种判断的结果,可做噪声源定位的一般了解。
(2)分步运转法,即对于复杂的机械,可以分步断开某些部件,以区别各部分噪声对整机噪声的影响。
(3)选择隔离法,将机器罩上各部分可分离的密封外壳,然后露出不同的部位,分别测量机器各部位所辐射的噪声及其特性。
(4)近场测量法,即把传声器*近机械噪声源进行测量,由此得到机器上各噪声源的位置和判明主要噪声源的部位。
(5)表面振速法,即用速度传感器阅出机器表面各处的振动速度,通过振动的频谱分折,并与噪声的频谱分析和比较,鉴别出主要噪声源的部位。
(6)相关函数法,即用自相关函数法检测随机信号中的确定性周期信号,用相关函数法建立时间滞后,来确定信号通过系统的时间和传递通道,再用相关函数法来确定噪声的来源。为了控制机械噪声和振动,首先必须判明产生振动或噪声的部位,

使用仪器测绘电机噪音频谱曲线时,长用倍频程或1/3倍频程
电机噪音频谱分析一般用1%窄带频谱这样便于找出电机的主要噪音声源
如仅做分析不计量可以用掌上电脑的噪音测试软件测试对应峰值
常见的几点
1 轴承 1 轴承滚珠 2000-5000Hz
2 轴向振动 1000-1600Hz有明显峰值,
3 轴向串动声 50-400有明显峰值(对应f=n/10,n/30,n/60*Re/Rc或E*n/30)
2 端盖共振 1000-1500有峰值
3 机壳共振 500-1000有明显峰值
4 换向器噪音 m*n/60
5 转子动不平衡噪音 n/60
6 单边电磁拉力不平衡 峰值与电源频率对应
7 电机磁径向磁拉力振动峰值与两倍电源频率对应
8 齿谐波噪音 ZQn/60+2f0(Z为谐波次数,Q为转子齿数,f0为电源频率
9 转差声 Sf0或2Sf0 S为转差率(%)
10 空气动力共鸣声 在f=m*Z*n/60有明显峰值,m为风道数,Z为谐波次数,

电机的负载噪音的测试
1 外拖法(负载隔离法)
2 对拖叠加法(施加负载法)
3 振动测试法

噪声测量仪器
要解决好噪声问题,首先应对噪声问题进行测量﹑分析,搞清噪声的声级﹑频谱特性以及时间变化特性等。因此,噪声测量分析仪器是必不可少的。50年代噪声测量仪器主要是由电子管制成,体积较大,功能也比较简单,国内自已尚不能生产,主要靠进口。60年代半导体器件代替了电子管,仪器体积减少,品种也多了些,但国内所用的仪器也主要靠进口。从70年代起,我国已开始生产现场测试用的声级计﹑滤波器以及试验室用的测试仪器。80年代以来,特别是进入了90年代后,随着电子技术﹑数字信号处理技术以及计算机技术的发展,给噪声测量仪器带来了革命性的变化。噪声测量仪器向小型化﹑数字化﹑智能化方向大工业大迈进。国内现在已能生产这方面系列的﹑配套的产品,以满足市场需要。
现场测试用的声级计﹑积分声级计﹑频谱分析仪﹑统计分析仪等,国内现在都已有系列的产品。专门为了检测噪声暴露量,并配合贯彻“听力保护规定”(即将颁布)用的个人噪声暴露计,现也已研制成功,即将投放市场。上述这些仪器都已做到小型化﹑数字化﹑智能化。新型声学测量分析工作站国内也已出现,有了自已的产品。这种声学测量分析工作站是由数据采集﹑数字信号处理和微型计算机等部分组成的虚拟仪器系统。各种声学测量分析功能可以通过软件来实现。工作站本身具有丰富的应用软件,几乎包括所有常用的噪声测量分析功能。由于各种声学测量分析功能是通过软件来实现,因而工作站的功能可以不断扩充,只要增加一套软件,就相当增添一台或数台仪器设备。工作站的硬件大小与笔记本电脑相仿,既可以与台式计算机相连,也可以与笔计本电脑相连,在现场可以拎着走,便于现场流动使用,另国外还开发成功移植到PDA(掌上电脑)用的噪音测试软件但依赖于PDA的档次及硬件水平测试的精度有所不同。

提高球轴承减振降噪的技术及工艺设备
  目前我国的深沟密封球轴承与国外先进公司的产品内部结构参数几乎相同,然而我国此类产品的振动与噪声水平却与国外产品相差甚远,主要原因是在制造和工况因素的影响。从轴承行业角度来考虑,工况因素可以对主机提出合理要求来解决,而如何降低由制造因素引起的振动和噪声是轴承行业必须解决的问题。
  
国内外大量试验表明:保持架、套圈、钢球的加工质量对轴承振动具有不同程度的影响,其中钢球的加工质量对轴承振动影响最明显,其次是套圈的加工质量,最主要影响因素是钢球和套圈的圆度、波纹度、表面粗糙度、表面磕碰伤等。
  
我国钢球产品最突出的问题是振动值离散大,表面缺陷严重(单点、群点、凹坑等),尽管表面粗糙度、尺寸、形状、误差都不低于圈外水平,但合套后轴承振动值高,甚至产生异音,主要问题是波纹度没有控制(无标准、无合适测试分析仪器),同时说明机床的抗振性差,砂轮、研磨盘、冷却液、工艺参数均存在问题;另一方面要提高管理水平,避免磕碰伤、划伤、烧伤等随时机性质量问题。
  
对于套圈,影响轴承振动最为严重的也是沟道波纹度和表面粗糙度。例如,中小型深沟球轴承内外沟道圆度大于2μm时,将对轴承振动产生明显影响,内外沟道波纹度大于0.7μm时,轴承振动值随波纹度增加而增加,沟道严重磕伤可使振动上升4dB以上,甚至出现异音。
  
无论是钢球还是套圈,波纹度产生于磨削加工,超精研虽然可以改善波纹度并降低粗糙度,但最根本的措施是要降低磨削超精过程中的波纹度,避免随机性磕碰伤,主要有两方面措施:
  
一是降低滚动表面磨削超精时的振动,获得良好的表面加工形状精度和表面纹路质量为降低振动,磨超机床必须具有良好的抗振性,床身等重要结构件具有吸振性,超精机床的油石振荡系统具有良好的抗振动性能;提高磨削速度,国外磨削6202外滚道普遍采用6万电主轴,磨削速度60m/s以上,国内一般低得多,主要受主轴及主轴承性能的限制。在高速磨削时,磨削力小,磨削变质层薄,不容易烧伤,又可以提高加工精度和效率,对低噪声球轴承影响很大;主轴动静刚度及其速度特性对低噪声球轴承磨削振动影响很大,刚度越高,磨削速度对磨削力的变化越不敏感,磨削系统振动越小;提高主轴轴承支刚性,采用随机动平衡技术,提高磨削主轴的抗振性。国外磨头振动速度(如Gamfior)约为国内一般主轴的十分之一;提高砂轮油石的切削性能及修整质量至关重要。我国目前砂轮油石主要问题是组织结构均匀性差,严重影响低噪声球轴承磨超加工质量;充分冷却,提高过滤精度;提高精给系统的进给分辨率,降低进给惯性;合理的磨超加工工艺参数和加工流程是不可忽视的因素,磨削留量要小,形位公差从严,中小型球轴承外径不宜用超精研,粗精磨超不宜分开,以保证良好的表面质量。
  
二是提高加工基准面精度,降低磨超加工过程中的误差复映外径与端面是磨超加工过程中的定位基准。外径对沟道超精的误差复映是通过外径对沟磨,沟磨对沟超的误差复映间接传递的。如果工件在传递过程中产生磕碰伤,将直接复映到滚道加工表面上,影响轴承振动。所以必须采取以下措施:提高定位基准表面形状精度;加工过程中传递平稳,无磕碰伤;毛坯留量形位误差不能过大,特别是在留量较小时,过大误差会造成终磨和超精结束时形状精度尚未改善到最终的质量要求,严重影响加工质量的一致性。

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