ISO 8579-1:2002 — Acceptance Code for Gear Units — Part 1: Test Code for Airborne Sound
ISO 8579-1:2002 (Elfogadási kód hajtóművekhez — 1. rész: Vizsgálati kód a levegőben terjedő hangra) egy speciális szabvány, amely részletes, ismételhető eljárást ír elő a burkolt hajtóműegység által kisugárzott levegőben terjedő zaj mérésére és jelentésére. Ez egy elfogadási kód: célja, hogy a gyártó és a vevő ellenőrizhesse, hogy egy új vagy javított hajtómű megfelel-e a szerződésben rögzített akusztikai teljesítménykövetelményeknek. Ez különbözteti meg a rezgéselemzés, amely a szerkezeti rezgéseket vizsgálja a hibák felismerése és diagnosztizálása érdekében. Az ISO 8579-1 szabvány ezzel szemben a teljes hangteljesítmény-szint az egység esetében a környezeti zajcsökkentés és a munkaegészségügyi célokra – egyetlen, megalapozott „megfelelt vagy nem felelt meg” érték a diagnosztikai spektrum helyett.
1. Alkalmazási terület és mérési elv
A szabvány hatálya a levegőben terjedő hang emissziójának meghatározása — meghatározott helyeken mért hangnyomásszintek és a hangteljesítményszint — zárt hajtóművek és hajtómotorok esetén. Mivel elfogadási kódként működik, eljárásait úgy írták meg, hogy igazolják a szállító és a vevő között előre egyeztetett akusztikai előírásnak való megfelelést. Az irányadó alapelv az, hogy a hangteljesítmény-szint — a forrás belső tulajdonsága, amely független attól, hogy hol állunk — egy sor hangnyomásszint a hajtóművet körülvevő képzeletbeli felület több, pontosan meghatározott pontján végzett mérések. A berendezés teljes felületén végzett nyomásméréssel a módszer nem egy tetszőleges ponton mért nyomást, hanem a teljes sugárzott hangenergiát méri.
2. Tesztkörnyezet és feltételek
A szabvány ezen része szigorú követelményeket támaszt a vizsgálat helyszínére és lebonyolítására vonatkozóan, hogy kizárólag a hajtómű saját hangja legyen mérhető. A vizsgálatot olyan akusztikai környezetben kell elvégezni, amely megközelítőleg free field — a mérést nem zavarhatják a közelben lévő visszaverő felületek. Ideális esetben visszhangmentes kamrát kell használni, de egy nagy, nyílt szabadtéri terület is megfelel. Rendkívül fontos, hogy minden egyéb forrásból származó háttérzajt – beleértve a vizsgált hajtóművet meghajtó motort is – külön kell mérni, és azoknak legalább 6 dB lower mint a hajtómű zajszintje, lehetőleg legalább 10 dB-lel alacsonyabb legyen. Ha a háttérzaj túl hangos, az torzítja az eredményt és érvénytelenné teszi a vizsgálatot. A hajtóműnek emellett meghatározott terhelés és fordulatszám mellett kell működnie, mivel mindkettő jelentősen befolyásolja a keletkező zajt és a fogaskerék-kapcsolódási frekvencia azt meghatározó hangok.
3. Instrumentáció
A szabvány meghatározza a mérési láncban szereplő berendezések teljesítményosztályát. Előírja, hogy 1. típusú (1. osztályú) precíziós hangszintmérő, a vonatkozó IEC-szabványoknak megfelelő mikrofon- és szűrőkészlet, amely biztosítja a magas pontosságot és az állandóságot. Ezenkívül szükség van egy Hangkalibrátor ugyanazon pontossági osztályba tartozó, és előírja, hogy a teljes rendszert – mikrofont, mérőműszert és kábeleket – közvetlenül a hangmérések elvégzése előtt és után is ezzel kell kalibrálni. Ez a keret kalibráció megerősíti, hogy a műszer érzékenysége a vizsgálat során nem változott, ami elengedhetetlen az érvényes átvételi eredményhez.
4. Mérési eljárás
Ez a szabvány legfontosabb előírása. Megköveteli egy hipotetikus felület meghatározását mérési felület amely teljesen körülveszi a sebességváltót – jellemzően egy téglatest (doboz alakú test), amelyet rögzített távolságra, általában 1 méterre helyeznek el a berendezés referenciafelületétől. A szabvány ezután meghatározza a mikrofonok minimális számát és pontos elhelyezkedését ezen a felületen; egy téglatest esetében ez általában egy nine points a négy oldalt, a tetejét és a köztük lévő legfontosabb pontokat lefedve. A hangnyomásszintet minden ponton rögzítik, miközben a sebességváltó a megállapodás szerinti állandósult terhelés és fordulatszám mellett működik. A számos ponton történő mintavétel teszi lehetővé a hangtér helyes átlagolását, és figyelembe veszi a kibocsátott zaj irányultságát.
5. A hangteljesítmény-szint kiszámítása
Ez a szakasz bemutatja azokat a matematikai eljárásokat, amelyek segítségével a nyers mérési adatokból eredményt kapunk. Először is, a különböző mikrofonpozíciókban mért hangnyomásszintek – amelyek logaritmikus dB-értékek – logaritmikus átlag hogy megadja az átlagos hangnyomásszintet a teljes mérési felületen. Ezt az átlagot használják fel azután a hangteljesítmény-szint (Lw), amely számításban figyelembe veszi a feltételezett mérési felület területét (S). A végső hangteljesítmény-szint egy dB-ben kifejezett érték, amely a hajtómű által kisugárzott teljes akusztikus energiát jelenti. Mivel ez független a mérési távolságtól és a környezeti feltételektől, ezért ez a végleges mérőszám az átvételi vizsgálat során.
6. Nyilvántartásba veendő és bejelentendő adatok
Annak érdekében, hogy az eredmények egyértelműek, összehasonlíthatóak és teljes mértékben nyomon követhetőek legyenek, az utolsó szakasz felsorolja mindazt, aminek szerepelnie kell a hivatalos vizsgálati jegyzőkönyvben. Maga a kiszámított hangteljesítmény-szint mellett ez a következőket tartalmazza:
- A hajtómű leírása: modell, sorozatszám és egyéb azonosító adatok.
- Üzemeltetési feltételek: a bemeneti fordulatszám, a kimeneti nyomaték, valamint a kenőanyag típusa és hőmérséklete.
- Tesztkörnyezet: a helyiség leírása és vázlatrajza, valamint a mikrofonok elhelyezkedése.
- Hangszerelés: minden használt műszer, sorozatszámmal és hitelesítési dátummal együtt.
- Háttérzaj: az egyes háttérzaj-mérések eredményei.
Ez a szigorú dokumentáció alátámasztja a teszt érvényességét, és lehetővé teszi annak megbízható visszaadhatóságát, amennyiben vita merülne fel.
7. A szabvány alapvető fogalmai
- Hangteljesítmény és hangnyomás: a szabvány határozza meg a hangot teljesítmény, azaz a forrás által kisugárzott teljes akusztikus energia. Ez eltér a hangtól pressure, amelyet a mikrofon valójában érzékel, és amely a készüléktől való távolság növekedésével csökken. A hangteljesítmény az átvételi teszt szempontjából a megbízhatóbb, összehasonlíthatóbb mérőszám.
- Ez egy átvételi tesztkód, nem pedig diagnosztikai eszköz: A szabvány egy szabványosított megfelelés/nem megfelelés eljárást ír elő. Az ügyfél a vásárlási szerződésbe beírhatja a maximálisan elfogadható hangteljesítmény-szintet, az ISO 8579-1 pedig a megfelelés ellenőrzésére szolgáló, egyeztetett módszert határozza meg.
- A rezgés-akusztikai kapcsolat: bár a szabvány a levegőben terjedő hangot méri, a zaj alapvető oka a sebességváltó-ház szerkezeti rezgése, amelyet maga a fogaskerekek egymásba harapása vált ki. A magas zajszintek ezért általában összefüggésben állnak a fogaskerekek egymásba harapásának frekvenciáján és annak oldalsávjain jelentkező erős rezgéssel, valamint olyan körülményekkel, mint fogaskerék-hibák... a rezgést okozó kopás vagy eltolódás általában a sugárzott zajt is növeli.
8. Az ISO 8579-1 szabvány a gyakorlatban: zaj, rezgés és diagnosztika
Az ISO 8579-1 szabványban szereplő akusztikai elfogadhatósági érték jelzi a vásárló számára, hogy egy hajtómű elég csendes-e a beépítéshez, de önmagában nem árulja el Miért hogy egy egység mennyire zajos, vagy hogyan változik az állapota üzem közben. Ez a rezgésmérés területe. Mivel a léghang és a szerkezeti rezgés egyaránt a fogak egymásba harapásából ered, egy olyan egység, amely idővel egyre hangosabbá válik, általában ugyanazt jelzi, amit a rezgésspektruma is mutat: növekvő energiát a fogkerék-kapcsolási frekvencián, erősödő oldalsávokat, vagy egy letört fogból származó új ütéshangokat.
A helyszínen a mérnökök a gyártó ISO 8579-1 szerinti zajtanúsítványát a gépen végzett rezgésvizsgálatokkal egészítik ki. Egy hordozható, kétcsatornás analizátor, mint például a Balanset-1A közvetlenül a hajtómű csapágyházain méri a rezgést, rögzítve azt a spektrumot, amelyben a fogazási frekvenciájú hangok és az oldalsávok megjelennek, így a zajos hajtóművet nem csupán osztályozni, hanem diagnosztizálni is lehet. Amennyiben numerikus hajtómű-rezgési határértékre van szükség, a ISO 20816-9 szabvány szerinti hajtóműves rezgéshatárértékek ez az eszköz biztosít egyet, a Fogaskerék-kapcsolási frekvencia kalkulátor meghatározza a keresendő frekvenciákat, és a Zajcsillapítás távolság szerint kalkulátor segít a mért zajszint és a távolság közötti összefüggés meghatározásában a munkahelyi zajtervezés során.
9. A hivatalos szabvány
Az ISO 8579-1 szabványt a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) adja ki és tartja karban; a teljes szabványos szöveg – beleértve a mikrofonok pontos koordinátáit, az átlagolási képleteket és a jelentéssablont – az ISO Store-on keresztül érhető el. Az itt található összefoglaló bemutatja a szabvány célját, alapelveit és eljárásait, azonban a teljes megfelelés biztosítása érdekében minden hivatalos átvételi tesztet a közzétett teljes dokumentum alapján kell elvégezni.
