罗茨真空泵的泵体声源定位分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥工业大学机械与汽车学院 作者:李志远

         由罗茨真空泵的噪声源排队测试分析可知,泵体的声辐射对罗茨泵总噪声贡献最大。泵体的噪声主要是由泵体封闭外壳的声辐射所引起,530,1000,和1620Hz 是其声辐射的优势频率,见图3,因此这三个频率产生辐射的原因和部位是研究的关键问题。

         为查清泵体外壳噪声辐射的分布情况,在距离端盖Ⅰ外侧面6cm处取一长36cm,高24cm 的测量面,将测量面划分成12×8网格,测取各网格中点的法向声强值,可计算出端盖工侧表面辐射的声功率谱,见图5。同时通过插值拟合计算并绘出该表面声辐射的三维声强谱图,见图6。

         由图5和图6可见: ①端盖I侧面最大声辐射部位在其中部,并沿着径向逐渐减弱,其声强等值线图近似为以端盖中点为圆心的同心圆。②端盖I 侧面辐射声功率为7013dB,辐射噪声的主要能量集中在1620Hz附近,与罗茨泵整体声功率谱中1620Hz处有很好的对应关系;在530 和1000 Hz 处虽也有峰值存在,但较1620Hz处的能量要小得多。

端盖I外侧表面辐射声功率谱图 

图5  端盖Ⅰ外侧表面辐射声功率谱图

端盖Ⅰ外侧表面三维声强谱图 

图6  端盖Ⅰ外侧表面三维声强谱图

泵体外表面三维声强谱图 

图7  泵体外表面三维声强谱图

泵体外表面等声强线图 

图8  泵体外表面等声强线图

           图7和图8是距泵体柱状外表面10cm的测量面(外表面展开后得到) 的三维声强谱图和等声强线图。由图中可见:

        ①、泵体上、下面的辐射效率远大于两侧的圆弧面,上、下面声辐射的高低依次为进气口法兰表面,端盖Ⅰ和端盖Ⅱ上、下面,轴承座Ⅰ及轴承座Ⅱ上、下表面。

        ②、由网格上测点的声强谱知,泵体外侧表面声辐射的主要频率成分是530和1000Hz;除在端盖Ⅰ附近外,其它测点在1620Hz未见峰值。

        ③、在靠近联轴器开口处测点的声强值陡然增大,说明联轴器开口处存在较强的声辐射。

由以上的实验可得出如下结论:

       (1) 罗茨真空泵的噪声是由多构件振动声辐射共同产生的,各声源对总噪声贡献大小依次为支架、泵体、电机和联轴器。

       (2) 支架因泵体的振动传递而产生强烈的振动并辐射出很大的噪声,通过隔振可有效减小支架的振动声辐射。

       (3) 排除支架噪声辐射后,泵体是最主要的噪声源,且其噪声是由泵体表面声辐射所产生。辐射噪声的优势频率为530 ,1000 及1620 Hz。其中1620 Hz处的噪声由端盖Ⅰ侧表面辐射产生;530和1000Hz处的噪声主要由泵体上、下表面辐射产生,尤以端盖Ⅰ上、下表面最为突出。

       (4) 电机噪声相对泵体而言并无非常突出的峰值,但在较宽的频率范围都有能量分布。其声功率级仅比泵体小2 dB ,是罗茨真空泵整体降噪不容忽视的声源,最终将影响到整机降噪效果。

       (5) 联轴器由于两侧开口产生漏声现象。

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