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塑料机泵浦乐音之排除钻研

塑料机泵浦乐音之排除钻研
   一、撮要:  
   白文将对准家伙机或塑料射出成型机常见的异样问题-晨动与乐音,作异样景象的确诊作业,配合CNC试验室的频带综合仪(SpectrumAnalyzer),以减速规和分贝计作感应器,除非找到好多的问题点,并顺利的将马达支持架的径向振动量由38mg降到6.7mg(在马达一倍转速下),乐音计所量测到的音压准位(SoundPressureLevel)由原来的91.8db降到82.5db。在振动量上改善5.2倍,乐音缩小9.3db。(注:改善二倍为缩小6db)
   白文将述说整个振动与乐音确诊的内中,并将提议多少个改善计划。此些改善计划将在日后做机台试验测试,以期能得更佳的音色与工具性能。
   二、振动与乐音的起源
   工具所产生的振动与乐音起因甚多,随著工具与利用规模的相反,很难综合演绎出一套完全的规定,需凭教训多方评估之。通常机械所产生的振动与乐音起因如次: 
   1.机械元件拆卸欠佳:    
   转动轴的联接产生未对准或不对心的问题,小抄儿拆卸过松、齿轮接触偏斜,皆会产生振动和无须要的乐音。
   2.机械元件不失调或败坏    
   齿轮、轮叶片、主光轴的品质调配不匀称,会在径向产扛不失调的振动量。而轴承中的钢珠受损,或内、外圈轨迹有凹痕、异物等情景,皆会产生振动和乐音。
   3.热变形造成精度损失:     
   以家伙机的球螺杆而言,若预拉值不够,当延续运行时,温升热变形将使球螺杆蜿蜒,而使磨擦加大,亦会导致振动。
   4.外力造成强力振动:
   因为外力的激振源?成物体的强制振动,能够找到激振源来排除。
   三、马达与油压泵之振动特点: 
   1.马达:
   图1马达与油压泵的配置图塑料成形机的马达与油压泵之配置如Fig.1所示,马达轴与油压泵轴承靠联轴器(Couping)来联接。马达的转速约为1170rpm,比较于1170/60=19.5Hz。故畸形马达的振动特点为在径向产生,一倍转速的振动速号,并在其倍频(1×转速、2×转速、…n×转速)产生谐波(harmonicwave)。
   2.油压泵:
   眼前射出机所运用的油压泵为轮叶式(Vane)油压泵,其特点如Fig.2所示。
   Fig.2所示A.B两图呈偏颇,A回转而B生动。A图上的转叶,可在槽中自在的挪动。轮叶亦会因向心力的作用而与外壁接触,产生碰撞(Impact),而产生振动。故当油压泵的轮叶数为n片时,马达转一圈时,实则现n个周期,故泵的振动皆产生于n倍的转速。故眼前射出成型机所运用的油压泵而言,为12片之轮叶,故其振浮财生于12倍转速下,和12倍转速的倍频(24倍、36倍、48倍……)谐波上。
   四、塑料射出成形机的振动和乐音量测:
   图3试验量测架图对准机台作测量,并于在线找一音色好机台作比拟。以频带综合仪(Hp3566A)来测量,别离将减速规(Accelermeter)置于马达支持架的径向与轴向地位,并加上分贝计量测重要乐音的效率,量测地位如Fig.3所示。因工场白昼条件乐音过大,无奈真正的测量到油压泵的振动乐音,故取舍量测工夫为厂内停机时后,约早晨8:00~10:00左右。
   Fig.4预示试验量测的原始振动量与乐音值。由图可知无论任何机台的振动和乐音值皆1170rpm产生在12倍转速处(─────×12=235.5Hz)与12倍频谐波(24f、36f、48f……72f,f为60马达的转速)。此景象无比的“显然”与“法则”,证实乐音的起源大都来自油压泵的叶片扑打油压之音调。另外咱们能够在Fig.4所示分贝计的讯号上,看到在效率1-3左近,可看到一显然的波峰值,此值经证实为马达切割磁力线所产生的高频乐音,此情景己经换马达而失掉改善。Fig.4亦预示了一趋向,分贝计所量到分贝值较大处对相应效率的振动值亦较大。若能改善振动的话,则亦能缩小乐音的产生。亦即在此案例下,振动→(有关性)←乐音。
   (a)径向
   图4LK机型的原始振动量
   (b)轴向讯号
   (c)分贝计            
   1.马达与油压泵之效率反响图\fs24(FRF)
   图5FRF试验示用意塑料射出机所用马达为19.5HZ的转速效率,依据之上的综合,在其倍频和12倍的倍频都会有较大的振动量,故咱们将藉由敲?来敲得整零碎的FreguencyResponseFunction(FRF),以确认是否会因“共振”导致较大的振动量。
   在求FRF的模态测试中,试验设施图如Fig.5所示,重要是务求得油压泵的振动一呼百应行止。  
   1.FRF后果:  
   由Fig.6的油压泵效率涵数一呼百应图得悉在23HZ有一显然的波峰值,此23HZ的波峰值与马达的转速效率20HZ无比濒临,在振动行止上会产生所谓“共振resonance”的景象,造成油压泵的转轴在径向会有很大的振动量,进而使得油压泵在12倍的转速下,叶片扑打油的音调亦会增大。若能将23HZ的波峰往较高频处挪动,亦即向右移,使其远离转速效率,将可使乐音值改善。
   五、改善计划:  
   依据前述的综合,SQP21之油压泵悬挂于马达上,造成马达转速效率(20HZ),濒临于共振效率(23HZ),基于此特点,在改善的内中中,即着重于改善油压泵的支持刚性,使得共振效率可以远离转速效率。正常而言,乐音问题的传送门路可分为二大类。一为AirBorn(经由大气传送),另一为StructureBorn(经由构造传送)。其与效率上下的关系如次:
   以此次油压泵的音调过大而言,12倍转速效率为12×19.5HZ=235HZ,属于400HZ以次,且由图四视察来看,乐音与振动有绝对的关系,故拟从构造改善着手。为了确定改善构造对振动与乐音的“无效性”,可从品质法与刚性法来着手。
   (A)品质法改观构造共振效率升高振幅需试行相反品质大小与地位
   (B)刚性法补强地位要错误需对模态特点有初步理解需配合敲击验Stittness刚性
   因为马达与Pump调动于机架中,其中再有油压管路的散布,较难用品质法来确认,采纳刚性法来确认。
   改善后果:
   图7支持改善示用意将泵的支撑形式加上一支持栓和一橡皮阻尼器(RubberDamper),如Fig.7所示。    
   改善前后之径向、轴向振动量与分贝计所量测到乐音值如Fig.8所示。(量剂moter+SQP21之PUMP)。在径向的振动量上面,在一倍转速下振动量由38mg上升到6.7mg,而在12倍转速之轮叶扑打振动量从50mg改善到6.0mg。相反的轴向的振动量上,一倍转速己从10.1mg改善到9mg,在12倍转速下的振动已由37mg上升到21.5mg。
   另外Fig.9预示了改善前、后以分贝计所量测进去的音压准位\fs24(SoundPressureLevel),曾经由原来的91.8db降到改善后82.5db,在音调的品质上曾经失掉很明颢的改善。亦足以证实此次从振动的观点来克服乐音问题,可以失掉无效的改善。
   六、论断
   (一)油压泵支持架的最佳地位取舍:  
   在刚性法中提及退出一刚性物体,来改观零碎的特点,可无效的改善音色。但支持栓的搁置地址,刚关系著支持栓对pump的灭振动机。吾人已经在电脑上构建了一容易的无限元素模子,来测试支持栓对零碎刚性的莫须有。如Fig.7所示,当间隔d匆匆变大时,整个零碎刚性变强,做作效率亦随之回升,故在支持栓地位对乐音的改善关系上,有待于试验测试之!
   (二)阻尼层(damper)的被覆:  
   利用阻尼(damping)的效应,可升高振动的振幅。因为轮叶式的油压泵,为一离心且偏颇式的缭绕轮叶,其振动量间接应在油压泵的外壁上,且全部海域振动量最大。  市场上所售之“隔振漆”,可划拉于油压泵的外壁,来掌握振动量。其利用划拉的薄厚来掌握阻尼值,但务必思忖到其热传问题。
   (三)油压泵之支持栓的设计可作适当的改善,比如加大支持栓的尺寸(外径),可普及零碎的刚性。
   (四)此次改善,在马达支持架上的径面振动量,已从一倍转速下的38mg降到6.7mg,改善了82%,乐音值从91.8db降到82.5db,而测量出91.8db之高低是在早晨工场停机所测量,82.5db测于白昼量测.已有受到工场条件乐音的莫须有,但仍小于91.8db。

 

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