Hidrolik Sistem Gürültüsü Nasıl Azaltılır

Verimli çalışmanın gerekliliği olarak, iş sağlığı açısından gerekli yeter şartların sağlanmasına ek olarak gürültü seviyelerininde bir eşik değerde seyretmesi gerekmektedir ve birçok sanayileşmiş ve gelişmiş ülkede iş yerlerindeki gürültü seviyelerini kısıtlayan düzenlemeler bulunmaktadır. Hidrolik sistemlerde elde edilen yüksek güç yoğunluğu ve buna karşılık oluşan yüksek gürültü, endüstriyel çevrelerde hidrolik sistemlerin gürültü seviye düşürme çalışmalarının başlıcalarını temsil etmektedir.

Hidrolik sistemlerde başlıca gürültü kaynakları arasında pompalar yer almaktadır. Genel olarak yapı ve sıvı kaynaklı gürültüyü sisteme iletir ve hava kaynaklı gürültü oluşumunu sağlar.

Tüm pozitif deplasmanlı hidrolik pompalarda, sürekli olarak doldurulacak açılma (giriş), geri akışı önlemek için kapanma, içeriği dışarı atmak için açılma (çıkış) ve geri akışı önlemek için kapanma döngüsünde çalışan belirli sayıda pompa odası bulunur.

Bu ayrı fakat üst üste binen akışlar, titreşimli bir dağıtım ile sonuçlanır ve buna karşılık gelen bir basınç titreşimleri dizisi ile sonuçlanır. Bu titreşimler, akış aşağı bileşenlerinin titreşmesine neden olan sıvı kaynaklı gürültü oluşturur.

Pompa ayrıca, örneğin depo kapağı gibi mekanik olarak bağlı olduğu herhangi bir bileşende titreşim üreterek yapıdan kaynaklanan gürültü yaratır. Akışkan ve yapı kaynaklı titreşimin bitişik hava kütlesine aktarımı, hava kaynaklı gürültüye neden olur.

Sıvı Kaynaklı Gürültünün Azaltılması

Basınç darbesinden kaynaklanan sıvı kaynaklı gürültü, hidrolik pompa tasarımı ile en aza indirilebilirken, tamamen ortadan kaldırılamaz. Büyük hidrolik sistemlerde veya gürültüye duyarlı uygulamalarda, sıvı kaynaklı gürültünün yayılması bir susturucu takılarak azaltılabilir.

En basit susturucu türü, aynı genlik ve frekansta ikinci bir ses dalgasını birincisine 180 derecelik bir faz açısında bindirerek ses dalgalarını ortadan kaldıran yansıma susturucudur.

Yapıdan Kaynaklanan Gürültünün Azaltılması

Güç ünitesinin (hidrolik pompa ve ana hareket ettirici) titreşen kütlesi tarafından oluşturulan yapıdan kaynaklanan gürültü, güç ünitesi ve tank ile güç ünitesi ve valfler arasındaki ses köprülerinin ortadan kaldırılmasıyla en aza indirilebilir.

Bu normalde kauçuk montaj blokları ve hortumlar gibi esnek bağlantıların kullanılmasıyla sağlanır. Ancak, eylemsizliğin köprüleme noktalarında titreşim iletimini azalttığı belirli durumlarda ilave kütlenin eklenmesi gerekir.

Havadan Gelen Gürültünün Azaltılması

Bir nesneden yayılan gürültünün büyüklüğü, alanı ile orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır. Bir nesnenin yüzey alanını azaltmak veya kütlesini artırmak bu nedenle gürültü radyasyonunu azaltabilir. Örneğin, kütlesini artıran daha kalın plakalardan hidrolik rezervuar yapmak, gürültü yayılımını azaltacaktır.

Hidrolik pompa tankın içine monte edilerek hava kaynaklı gürültü azaltılabilir. Tam etkinlik için, pompa ile tankın yanları arasında yarım metre boşluk olması gerekir. Montaj düzenlemesi, yapıdan kaynaklanan gürültüye karşı yalıtmak için güç ünitesi ve tank arasındaki ayırmayı da içermelidir. Bunun bariz dezavantajı, bakım ve ayar erişiminin kısıtlı olmasıdır.

Hidrolik Akışkanda Enerji Depolama

Hidrolik sistemlerdeki diğer bir gürültü kaynağı, hidrolik sıvıdaki enerjinin depolanması ve ardından serbest bırakılmasından kaynaklanmaktadır. Hidrolik sıvı tam olarak rijit değildir ve sıvının sıkıştırılması, sıkıştırılmış bir yayda depolanan potansiyel enerjiye benzer şekilde enerji depolamasıyla sonuçlanır.

Sıkıştırılmış bir yay gibi, sıkıştırılmış sıvı da faydalı işler yapma yeteneğine sahiptir. Dekompresyon kontrol edilmezse depolanan enerji anında dağılır. Bu ani enerji salınımı, yoluna çıkan her şeyi etkileyen sıvıyı hızlandırır.

Kontrolsüz dekompresyon gürültü yaratır ve iletkenleri zorlar ve sistem bileşenlerine zarar veren geçici basınçlara neden olabilir.

Toplu Modül ve Dekompresyon

Basınç artışının bir sonucu olarak bir akışkanın hacmindeki azalmanın oranı, kütle elastisite modülü ile verilir. Hidrokarbon bazlı hidrolik sıvılar için kütle modülü yaklaşık 250.000 PSI’dir (17.240 bar), bu da 1.000 PSI (70 bar) başına yaklaşık yüzde 0,4’lük bir hacim değişikliği ile sonuçlanır.

Genel bir kural olarak, hacimdeki değişiklik 10 inç küpü (160 santimetre küp) aştığında, dekompresyon kontrol edilmelidir. Dekompresyon kontrolü, yüksek basınçlarda çalışan büyük hacimli silindirlere sahip preslerde veya diğer uygulamalarda önemlidir.

Hidrokarbon bazlı hidrolik sıvılar 1.000 PSI başına hacimce yüzde 0,4 ila 0,5 arasında sıkıştırsa da, gerçek bir uygulamada sıkıştırma, 1.000 PSI başına yüzde 1 olarak hesaplanmalıdır. Bu, silindirin ve iletkenlerin esnekliğini ve sıvının içine giren havanın hacmindeki değişiklikleri dengeler.

Örneğin, bir pres üzerindeki silindir ve iletkenlerin birleşik sabit hacmi 10 galon ve çalışma basıncı 5.000 PSI olsaydı, sıkıştırılmış sıvının hacmi yarım galon (10 x 0.01 x 5 = 0.5) olurdu. Bu, yaklaşık 33.000 watt-saniyelik bir potansiyel enerjiye eşittir.

Bu miktardaki enerjinin salınımı kontrol edilmezse, tesis genelinde büyük bir patlama duyulacaktır! Dekompresyon, sıkıştırılmış akışkanın potansiyel enerjisinin ısıya dönüştürülmesiyle kontrol edilir. Bu, bir delik boyunca sıkıştırılmış sıvı hacminin ölçülmesiyle elde edilir.

Su çekici

Sıvıda enerjinin depolanması ve salınması da “su darbesi” olarak bilinen bir fenomen sırasında meydana gelir. Su darbesi, bir borudan geçen sıvının hızı aniden değiştiğinde meydana gelen etkiyi tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Bu değişiklik, boru içinde bir basınç dalgasının yayılmasına neden olur.

Belirli koşullar altında, bir boruyu çekiçle döverken çıkan sese benzer bir çarpma sesi oluşturabilir, bu nedenle su çekici terimi. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu sorunun ortak belirtileri yüksek gürültü seviyeleri, titreşim ve kırık borulardır.

Hareket eden bir sıvı sütunu katı bir sınıra çarptığında, örneğin bir yön kontrol valfi aniden kapandığında, hızı sıfıra düşer ve sıvı sütunu, (kinetik) emmek için borunun katı kesit alanının sınırları içinde deforme olur. hareketiyle ilişkili enerjidir.

Bu, beton bir duvara çarpan bir arabaya benzer. Ancak, bir arabanın aksine, sıvı neredeyse sıkıştırılamaz; bu nedenle deformasyon küçüktür ve bir yayın sıkışmasına benzer şekilde sıvıda enerji birikir. Bu depolanan enerjinin daha sonra serbest bırakılmasından kaynaklanan basınç artışının büyüklüğü aşağıdaki gibi matematiksel olarak ifade edilebilir:

Pf = P + u p c

burada P başlangıç ​​basıncıdır, u ve p sırasıyla başlangıç ​​sıvı hızı ve yoğunluğudur ve c sesin sıvı içindeki hızıdır.

Bu durum kontrol altına alınmaya çalışılırken bazen akümülatörler takılır. Ne yazık ki, akümülatörler yalnızca semptomlara yöneliktir. Yukarıda gösterilen basınç artış denkleminin önemi, bu sorunun temel nedeni ele alınırken değiştirilebilecek tek değişkenin sıvı hızı olduğunu gösterir.

Başka bir deyişle, katı sınırına çarpan sıvı sütununun hızının azaltılması, depolanan enerjinin büyüklüğünü ve ardından serbest bırakılmasından kaynaklanan gürültü ve basınç artışını azaltır.

Trafik kazası benzetmesine dönersek – araba duvara çarptığında ne kadar yavaş hareket ederse, o kadar az hasar meydana gelir. Hidrolikte bunu yapmanın en etkili yolu, en azından kağıt üzerinde, belirli bir akış hızı için sıvı hızını azaltan borunun çapını artırmaktır.

Alternatif, valf değiştirme süresini, pompanın basınç dengeleyicisinin ve/veya sistem tahliye valfinin boru boyunca akış hızını ve dolayısıyla sıvı sütununun hızını azaltmak için yeterince hızlı tepki verdiği noktaya kadar boğarak sıvı sütununun yavaşlamasını kontrol etmektir.

Yorum yapın