羅茨真空泵的泵體聲源定位分析
由羅茨真空泵的噪聲源排隊測試分析可知,泵體的聲輻射對羅茨泵總噪聲貢獻最大。泵體的噪聲主要是由泵體封閉外殼的聲輻射所引起,530,1000,和1620Hz 是其聲輻射的優勢頻率,見圖3,因此這三個頻率產生輻射的原因和部位是研究的關鍵問題。
為查清泵體外殼噪聲輻射的分布情況,在距離端蓋Ⅰ外側面6cm處取一長36cm,高24cm 的測量面,將測量面劃分成12×8網格,測取各網格中點的法向聲強值,可計算出端蓋工側表面輻射的聲功率譜,見圖5。同時通過插值擬合計算并繪出該表面聲輻射的三維聲強譜圖,見圖6。
由圖5和圖6可見: ①端蓋I側面最大聲輻射部位在其中部,并沿著徑向逐漸減弱,其聲強等值線圖近似為以端蓋中點為圓心的同心圓。②端蓋I 側面輻射聲功率為7013dB,輻射噪聲的主要能量集中在1620Hz附近,與羅茨泵整體聲功率譜中1620Hz處有很好的對應關系;在530 和1000 Hz 處雖也有峰值存在,但較1620Hz處的能量要小得多。
圖5 端蓋Ⅰ外側表面輻射聲功率譜圖
圖6 端蓋Ⅰ外側表面三維聲強譜圖
圖7 泵體外表面三維聲強譜圖
圖8 泵體外表面等聲強線圖
圖7和圖8是距泵體柱狀外表面10cm的測量面(外表面展開后得到) 的三維聲強譜圖和等聲強線圖。由圖中可見:
①、泵體上、下面的輻射效率遠大于兩側的圓弧面,上、下面聲輻射的高低依次為進氣口法蘭表面,端蓋Ⅰ和端蓋Ⅱ上、下面,軸承座Ⅰ及軸承座Ⅱ上、下表面。
②、由網格上測點的聲強譜知,泵體外側表面聲輻射的主要頻率成分是530和1000Hz;除在端蓋Ⅰ附近外,其它測點在1620Hz未見峰值。
③、在靠近聯軸器開口處測點的聲強值陡然增大,說明聯軸器開口處存在較強的聲輻射。
由以上的實驗可得出如下結論:
(1) 羅茨真空泵的噪聲是由多構件振動聲輻射共同產生的,各聲源對總噪聲貢獻大小依次為支架、泵體、電機和聯軸器。
(2) 支架因泵體的振動傳遞而產生強烈的振動并輻射出很大的噪聲,通過隔振可有效減小支架的振動聲輻射。
(3) 排除支架噪聲輻射后,泵體是最主要的噪聲源,且其噪聲是由泵體表面聲輻射所產生。輻射噪聲的優勢頻率為530 ,1000 及1620 Hz。其中1620 Hz處的噪聲由端蓋Ⅰ側表面輻射產生;530和1000Hz處的噪聲主要由泵體上、下表面輻射產生,尤以端蓋Ⅰ上、下表面最為突出。
(4) 電機噪聲相對泵體而言并無非常突出的峰值,但在較寬的頻率范圍都有能量分布。其聲功率級僅比泵體小2 dB ,是羅茨真空泵整體降噪不容忽視的聲源,最終將影響到整機降噪效果。
(5) 聯軸器由于兩側開口產生漏聲現象。
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