基于振動和噪聲的閘閥電傳動裝置選擇

2013-09-07 鄧斌沈陽閥門研究所

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

1、概述

　　電動閘閥主要由閥門和電傳動裝置兩部分組成。閥門部分主要由閥體、閥蓋、閘板、閥桿傳動副和軸承等組成，在閥蓋上設(shè)有位置指示器，控制閥門的開啟或關(guān)閉。電傳動裝置主要由鼠籠三相異步電機和行星減速器兩部分組成，通過電傳動裝置的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)驅(qū)動閥桿實現(xiàn)閥門的開啟或關(guān)閉。電傳動裝置是電動閘閥的主要部件之一，也是影響電動閘閥性能和安全可靠運行的主要部件。振動和噪聲是電動閘閥的主要性能指標(biāo)，為了提高電動閘閥的安全性和可靠性，使閥門在設(shè)計中實現(xiàn)最優(yōu)的減振降噪效果，針對兩種不同電傳動裝置安裝到同一閥門組成電動閘閥進行振動和噪聲分析，從而得出兩種電動裝置的差異，為閘閥選擇安全可靠電傳動裝置提供了依據(jù)。

2、測試系統(tǒng)

　　2.1、試驗布局

　　電動閘閥的試驗布局如圖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。三個方向分別放置了振動加速度傳感器，用以測量三維方向產(chǎn)生的振動加速度。在距離電傳動裝置端蓋的100mm處，放置聲級計，用以測量開閥和關(guān)閥過程中產(chǎn)生的噪聲。

　　2.2、試驗過程與測試系統(tǒng)

　　針對電動閘閥在空載和加壓情況下，各進行3~4次試驗，試驗過程產(chǎn)生的振動信號和噪聲信號通過加速度傳感器和聲級計送入電荷放大器和電壓放大器，放大后的信號輸入A/D板進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出的數(shù)字信號通過DSPS信號分析軟件進行分析，對幾次試驗數(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 聲級計 2 X向振動加速度傳感器 3 Y向振動加速度傳感器 4 Z向振動加速度傳感器

圖1電動閘閥的試驗布局

圖2 測試儀器系統(tǒng)

3、試驗數(shù)據(jù)分析

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

　　3.1、A型電動閘閥

　　A型電動閘閥的空載有效數(shù)據(jù)為4次試驗數(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，下同)，閥門打開過程為12幀。加壓有效數(shù)據(jù)為3次實驗數(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。對空載和加壓過程的振動有效值和噪聲有效值進行比較(表1)，可以得出：

表1 A型電動閘閥空載和加壓過程的振動和噪聲比較

　　(1)空載比加壓時振動和噪聲大;

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

　　3.2、B型電動閘閥

　　B型電動閘閥的空載有效數(shù)據(jù)為4次試驗數(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次實驗數(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。對空載和加壓過程的振動有效值和噪聲有效值進行比較(表2)。可以得到：

　　(1)空載比加壓時振動和噪聲大;

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

表2 B型電動閘閥空載和加壓過程的振動和噪聲