基于振动和噪声的闸阀电传动装置选择.pdf

文章编号 10025855 2010 04002200 作者简介 邓斌 1962- , 女, 四川南充人, 高级工程师, 从事阀门设计与技术管理工作。 基于振动和噪声的闸阀电传动装置选择 邓 斌 1, 孙红春2, 刘艳琴3, 路海晋4, 刘绍锋1, 石桂荣1, 王 祺5 1沈阳阀门研究所, 辽宁 沈阳 110142 ; 2东北大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110004; 3新松机器人自动化有限公司, 辽宁 沈阳 110168 ; 4中国人民解放军海军驻沈阳地区舰船配套军事代表室, 辽宁 沈阳 110142 ; 5米其林沈阳轮胎有限公司, 辽宁 沈阳 110141 摘要 为了降低电动闸阀的振动和噪声, 提高阀门的可靠性和安全性, 合理地选择电传动装置 尤为重要。针对某闸阀的两种不同的电传动装置进行了空载和加压试验, 测试两种不同电传动装 置作用下产生的振动和噪声。通过结果比较和分析, 得出了不同电传动装置对电动闸阀的性能影 响, 为阀门电传动装置的选择提供了依据。 关键词 闸阀; 振动; 噪声; 电气传动装置 中图分类号 TH134 文献标识码 A The electric actuator of the gate valve choosing based on vibration and noise analysis DENG Bin1, SUN Hongchun2, LIU Yanqin3, LU HaiJin4, LIU Shaofeng1, SHIGuirong1, WANG Qi 5 1Shenyang Valve Research Institute , Shenyang 110142 , China ; 2School ofM echanicalEngineering 3SI ASUN Robo t 4Reprsentative Depart m ent for for m ing complete sets ofN aval Ships in the A rea of shenyang, shenyang 110142, China ; 5M I CHEL I N Shenyang T ire Co . , Ltd, Shenyang 110141, China Abstract In order to reduce vibration and noise for electric gate valve and i m prove its the reliability and safety, it is i m portance for choosing reasonably the electric actuator . Tw o kind of different electric actuatorw ere applied at the gate valve, then tested vibration and noise w ith idle load and adding load . The result showed the two cases affect perfor m ance of the gate valve, so it is foundation to choose the electric actuator anufacturer . Key words gate valve ; vibration; no ise; actuator 1 概述 电动闸阀主要由阀门和电传动装置两部分组 成。阀门部分主要由阀体、 阀盖、 闸板、 阀杆传动副 和轴承等组成, 在阀盖上设有位置指示器, 控制阀门 的开启或关闭。电传动装置主要由鼠笼三相异步电 机和行星减速器两部分组成, 通过电传动装置的正 转或反转驱动阀杆实现阀门的开启或关闭。电传动 装置是电动闸阀的主要部件之一, 也是影响电动闸 阀性能和安全可靠运行的主要部件。振动和噪声是 电动闸阀的主要性能指标, 为了提高电动闸阀的安 全性和可靠性, 使阀门在设计中实现最优的减振降 噪效果, 针对两种不同电传动装置安装到同一阀门 组成电动闸阀进行振动和噪声分析, 从而得出两种 电动装置的差异, 为闸阀选择安全可靠电传动装置 提供了依据。 2 测试系统 21 试验布局 电动闸阀的试验布局如图 1所示。图中设置了 坐标系, 水平为 X方向、 垂直为 Z方向, 按右手坐标 Y方向是离开纸面朝向纸外。三个方向分别放置了 振动加速度传感器, 用以测量三维方向产生的振动 加速度。在距离电传动装置端盖的 100mm处, 放置 22 阀 门 2010年第 4期 声级计, 用以测量开阀和关阀过程中产生的噪声。 22 试验过程与测试系统 针对电动闸阀在空载和加压情况下, 各进行 3 4次试验, 试验过程产生的振动信号和噪声信号 通过加速度传感器和声级计送入电荷放大器和电压 放大器, 放大后的信号输入 A /D板进行模数转换, 其输出的数字信号通过 DSPS信号分析软件进行分 析, 对几次试验数据结果取平均值, 得到最后结果。 测试系统见图 2 。 1声级计 2X向振动加速度传感器 3Y向振动加速度传感器 4Z向振动加速度传感器 图 1 电动闸阀的试验布局 图 2 测试仪器系统 3 试验数据分析 为了区别两种不同电传动装置的闸阀, 分别定 为 A型电动闸阀和 B型电动闸阀。对 A型和 B型 闸阀分别进行了空载和加压试验。加压试验的压力 保持在 1373MPa 。信号采样频率为 5 120H z 。 31 A型电动闸阀 A型电动闸阀的空载有效数据为 4次试验数 据, 分析数据量阀门关闭过程为 17帧 每帧 4 096 数据点, 下同 , 阀门打开过程为 12帧。加压有效 数据为 3次实验数据, 分析数据量为阀门关闭过程 7帧, 阀门打开过程 7帧。对空载和加压过程的振 动有效值和噪声有效值进行比较 表 1, 可以得出 1空载比加压时振动和噪声大; 2振动最大值出现在空载阀门关闭过程 Z 向, 最大值为 13m /s 2。 32 B型电动闸阀 B型电动闸阀的空载有效数据为 4次试验数 据, 分析数据量阀门关闭过程为 17帧, 阀门打开过 表 1 A型电动闸阀空载和加压过程的振动和噪声比较 试验方式 阀门关闭 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 阀门开启 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 加压051960532305463607300065030 644306226626126 空载0949708891130046624453071850 714209200643345 程 12帧。加压有效数据为 4次实验数据, 分析数 据量为关闭过程 17帧, 阀门打开过程 12帧。对空 载和加压过程的振动有效值和噪声有效值进行比较 表 2。可以得到 1 空载比加压时振动和噪声大; 2 振动最大值出现在空载阀门打开过程 Y 向,最大值为 2461m / s 2。 表 2B型电动闸阀空载和加压过程的振动和噪声 试验方式 阀门关闭过程 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 阀门打开过程 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 加压06760070450914064114098251 025713297663452 空载159621807512162701595229782 461018685724272 33 分析对比 对两种型号电动闸阀测试数据的有效值进行比 较 见表 3。加压过程和空载过程的振动有效值 的比较图见图 3和图 4 。噪声有效值的比较见图 5 。 232010年第 4期 阀 门 表 3A型电动闸阀与 B型电动闸阀的有效值比较 型号 阀门关闭过程 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 阀门打开过程 X /m s- 2Y /m s- 2Z /m s- 2 噪声 /dB 加压A051960532305463644423065030 644306226626126 B06760070450914641142098251 0257132975663452 空载A094970889113004703625071850 714209200643345 B159621807512162701595229772 461018685724272 图 3 加压过程的振动有效值 图 4 空载过程的振动有效值 通过比较可以得到 1 B型电动闸阀的振动值远远大于 A型电 动闸阀,B型电动闸阀的振动最大值出现在阀门打 开过程 Y 向,为 2461m /s 2; 图 5 噪声有效值 2 在阀门打开过程,B型电动闸阀的噪声 值均大于 A 型电动闸阀。在阀门关闭过程,B 型 电动闸阀的噪声值与 A型电动闸阀接近。 4 结语 通过对 A型和 B型两种不同电动装置的闸阀 进行振动和噪声分析,当 A型和 B 型两种电动装 置价格相同的情况下,从安全性和可靠性方面考虑 宜选择 A 型电动装置。如果价格不同,需根据客 户要求权衡选择两种电动装置。此方法不仅用于部 件的选择也可用于部件维修结果的检测。 参考文献 1∀ 杨 源泉. 阀 门设计手册M ∀. 北 京 机 械工业版社, 1992 . 2∀ 徐 灏. 机械 设计手册M ∀ .北京机械 工业出版社, 1991 . 收稿日期201001 20 书讯 实用阀门设计手册 第 2版 ∃ 本书是 2002版 实用阀门设计手册 ∃ 的修订版。在技术内容上 更加充实和实用。本书共 10章, 主要介绍了阀门的分类、名词术语、型号编制、压力损失及主要参数、 结构要素、配合精度和表面粗糙度标准、材料及选用、设计计算和设计数据、零部件及选用原则、驱动装 置、检验和试验方法等。书中图、表、公式、数据资料齐全, 包括我国现行标准规范、国际通用标准规范 以及相关数据和设计方法, 查找方便。本书可供从事阀门设计、安装调试、使用与维修工作的技术人员参 考, 也可供相关专业院校师生参考。本书由陆培文主编, 机械工业出版社出版。书号ISBN 978- 7- 111 - 21599- 8 ,定价 18800元 /册。 每册加收书价 10 的邮寄包装费,需要者,请与沈阳经济技术开发区开发大路 15号沈阳阀门研究所 科技开发信息中心的尹玉杰联系, 邮编110142 , 电话024- 25653780 。 E- m ai lsfskkxz chinavalveinfonethttp / /wwwchinavalveinfonet 24 阀 门 2010年第 4期