基于振動(dòng)和噪聲的閘閥電傳動(dòng)裝置選擇

　　為了降低電動(dòng)閘閥的振動(dòng)和噪聲，提高閥門的可靠性和安全性，合理地選擇電傳動(dòng)裝置尤為重要。針對(duì)某閘閥的兩種不同的電傳動(dòng)裝置進(jìn)行了空載和加壓試驗(yàn)，測試兩種不同電傳動(dòng)裝置作用下產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。通過結(jié)果比較和分析，得出了不同電傳動(dòng)裝置對(duì)電動(dòng)閘閥的性能影響，為閥門電傳動(dòng)裝置的選擇提供了依據(jù)。

1、概述

　　電動(dòng)閘閥主要由閥門和電傳動(dòng)裝置兩部分組成。閥門部分主要由閥體、閥蓋、閘板、閥桿傳動(dòng)副和軸承等組成，在閥蓋上設(shè)有位置指示器，控制閥門的開啟或關(guān)閉。電傳動(dòng)裝置主要由鼠籠三相異步電機(jī)和行星減速器兩部分組成，通過電傳動(dòng)裝置的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)閥桿實(shí)現(xiàn)閥門的開啟或關(guān)閉。電傳動(dòng)裝置是電動(dòng)閘閥的主要部件之一，也是影響電動(dòng)閘閥性能和安全可靠運(yùn)行的主要部件。振動(dòng)和噪聲是電動(dòng)閘閥的主要性能指標(biāo)，為了提高電動(dòng)閘閥的安全性和可靠性，使閥門在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的減振降噪效果，針對(duì)兩種不同電傳動(dòng)裝置安裝到同一閥門組成電動(dòng)閘閥進(jìn)行振動(dòng)和噪聲分析，從而得出兩種電動(dòng)裝置的差異，為閘閥選擇安全可靠電傳動(dòng)裝置提供了依據(jù)。

2、測試系統(tǒng)

　　2.1、試驗(yàn)布局

　　電動(dòng)閘閥的試驗(yàn)布局如圖1所示。圖中設(shè)置了坐標(biāo)系，水平為X方向、垂直為Z方向，按右手坐標(biāo)Y方向是離開紙面朝向紙外。三個(gè)方向分別放置了振動(dòng)加速度傳感器，用以測量三維方向產(chǎn)生的振動(dòng)加速度。在距離電傳動(dòng)裝置端蓋的100mm處，放置聲級(jí)計(jì)，用以測量開閥和關(guān)閥過程中產(chǎn)生的噪聲。

　　2.2、試驗(yàn)過程與測試系統(tǒng)

　　針對(duì)電動(dòng)閘閥在空載和加壓情況下，各進(jìn)行3~4次試驗(yàn)，試驗(yàn)過程產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)和噪聲信號(hào)通過加速度傳感器和聲級(jí)計(jì)送入電荷放大器和電壓放大器，放大后的信號(hào)輸入A/D板進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出的數(shù)字信號(hào)通過DSPS信號(hào)分析軟件進(jìn)行分析，對(duì)幾次試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果取平均值，得到最后結(jié)果。測試系統(tǒng)見圖2。

1 聲級(jí)計(jì) 2 X向振動(dòng)加速度傳感器 3 Y向振動(dòng)加速度傳感器 4 Z向振動(dòng)加速度傳感器

圖1電動(dòng)閘閥的試驗(yàn)布局

圖2 測試儀器系統(tǒng)

3、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

　　為了區(qū)別兩種不同電傳動(dòng)裝置的閘閥，分別定為A型電動(dòng)閘閥和B型電動(dòng)閘閥。對(duì)A型和B型閘閥分別進(jìn)行了空載和加壓試驗(yàn)。加壓試驗(yàn)的壓力保持在13.73MPa。信號(hào)采樣頻率為5120Hz。

　　3.1、A型電動(dòng)閘閥

　　A型電動(dòng)閘閥的空載有效數(shù)據(jù)為4次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)量閥門關(guān)閉過程為17幀(每幀4096數(shù)據(jù)點(diǎn)，下同)，閥門打開過程為12幀。加壓有效數(shù)據(jù)為3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)量為閥門關(guān)閉過程7幀，閥門打開過程7幀。對(duì)空載和加壓過程的振動(dòng)有效值和噪聲有效值進(jìn)行比較(表1)，可以得出：

表1 A型電動(dòng)閘閥空載和加壓過程的振動(dòng)和噪聲比較

　　(1)空載比加壓時(shí)振動(dòng)和噪聲大;

　　(2)振動(dòng)最大值出現(xiàn)在空載閥門關(guān)閉過程Z向，最大值為113m/s2。

　　3.2、B型電動(dòng)閘閥

　　B型電動(dòng)閘閥的空載有效數(shù)據(jù)為4次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)量閥門關(guān)閉過程為17幀，閥門打開過程12幀。加壓有效數(shù)據(jù)為4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)量為關(guān)閉過程17幀，閥門打開過程12幀。對(duì)空載和加壓過程的振動(dòng)有效值和噪聲有效值進(jìn)行比較(表2)�？梢缘玫剑�

　　(1)空載比加壓時(shí)振動(dòng)和噪聲大;

　　(2)振動(dòng)最大值出現(xiàn)在空載閥門打開過程Y向，最大值為2.461m/s2。

表2 B型電動(dòng)閘閥空載和加壓過程的振動(dòng)和噪聲

　　3.3、分析對(duì)比

　　對(duì)兩種型號(hào)電動(dòng)閘閥測試數(shù)據(jù)的有效值進(jìn)行比較(見表3)。加壓過程和空載過程的振動(dòng)有效值的比較圖見圖3和圖4。噪聲有效值的比較見圖5。

表3 A型電動(dòng)閘閥與B型電動(dòng)閘閥的有效值比較

圖3 加壓過程的振動(dòng)有效值

圖4 空載過程的振動(dòng)有效值

圖5 噪聲有效值

　　通過比較可以得到：

　　(1)B型電動(dòng)閘閥的振動(dòng)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A型電動(dòng)閘閥，B型電動(dòng)閘閥的振動(dòng)最大值出現(xiàn)在閥門打開過程Y向，為2.461m/s2;

　　(2)在閥門打開過程，B型電動(dòng)閘閥的噪聲值均大于A型電動(dòng)閘閥。在閥門關(guān)閉過程，B型電動(dòng)閘閥的噪聲值與A型電動(dòng)閘閥接近。

4、結(jié)語

　　通過對(duì)A型和B型兩種不同電動(dòng)裝置的閘閥進(jìn)行振動(dòng)和噪聲分析，當(dāng)A型和B型兩種電動(dòng)裝置價(jià)格相同的情況下，從安全性和可靠性方面考慮宜選擇A型電動(dòng)裝置。如果價(jià)格不同，需根據(jù)客戶要求權(quán)衡選擇兩種電動(dòng)裝置。此方法不僅用于部件的選擇也可用于部件維修結(jié)果的檢測。