Дыбыс қысымының деңгейін түсіну
Дыбыс қысымының деңгейі (SPL) — акустикалық қысымның анықтамалық мәнге қатысты логарифмдік өлшемі, децибелмен (дБ) өрнектеледі. Машиналар үшін ол көрсетілген қашықтықта микрофон немесе шуылдатқыш арқылы өлшенген шу шығару қарқындылығын — машина сәулелендіретін дыбыс деңгейін — сандық бағалайды. SPL тікелей vibration, өйткені тербелетін беттер дыбыс сәулелендіреді, бұл акустикалық өлшеуді машина жағдайын бағалауда табиғи толықтыруға айналдырады — vibration analysis машинаның техникалық жағдайын бағалау үшін — әсіресе сипаттамалық тональды немесе кең жолақты сигнатуралар шығаратын аэродинамикалық, редуктор және подшипник ақаулары үшін.
SPL негізінен еңбек гигиенасы мен қоршаған орта көрсеткіші болып табылса да — есту қорғанысы, шу нормалары, тұрғындар шегі — оның нақты диагностикалық мәні бар. Шу өзгерістері механикалық тозудан жиі бұрын орын алады немесе онымен бірге жүреді, ал акустикалық спектр вибрациялық spectrum.
1. Математика: Неліктен децибелдер?
SPL келесідей анықталады:
SPL (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀), where P is the measured sound pressure in pascals and P₀ = 20 µPa, the reference pressure corresponding to the threshold of human hearing.
Логарифм практикалық себеппен қолданылады: есту мүшесі қысымның алып ауқымын — ең нәзік естілетін дыбыстан ауырсыну шегіне дейін қысым шамамен миллион есе өзгереді. Логарифмдік шкала осы ауқымды 0–120+ дБ аралығына сыйдырады. Бұл жаңадан бастаушыларды таңқалдыратын арифметиканы да түсіндіреді: шкала логарифмдік болғандықтан, дыбыс power тек 3 дБ қосады, ал бірдей дыбыс деңгейіндегі екі машина бірге бір машинадан 3 дБ қатты — екі есе емес. Сондықтан дереккөздерді біріктіру логарифмдік қосынды болып табылады, оны біздің Шуының деңгейінің қосындысының калькуляторы немесе қысым мен децибел арасында Дыбыс деңгейі түрлендіргіші.
Шкаланы шамамен бағдарлау үшін: 0 дБ — есту шегі; 30–40 дБ — тыныш бөлме; 60–70 дБ — қалыпты сөйлесу; 80–90 дБ — есту қорғанысы ұсынылатын шуылды машиналар; 100–110 дБ — ол міндетті болатын өте шуылды машиналар; 120 дБ және одан жоғары — ауырсыну шегі, бірден есту зақымданатын қатер.
2. SPL қалай өлшенеді
Дыбыс деңгейі өлшегіштер
- Жиілік салмақтауын және уақыт салмақтауын қолданып, нәтижені дБ ДҚД (дыбыс қысымының деңгейі) форматында көрсететін өлшегішке қосылған дәлдікті микрофон.
- Аспаптар стандарт бойынша 1-сынып (дәлдік) немесе 2-сынып (жалпы мақсатты) болып жіктеледі IEC 61672.
Өлшеу қашықтығы
- Near field: шу шығаратын компонентті нақтылап анықтауға пайдалы; 1 м-ден кем қашықтықта.
- Far field: еркін өріс шарттары орындалатын 1 м-ден тыс; 1 м — механизмдер үшін жиі қолданылатын стандартты қашықтық.
- Еркін өрісте дыбыс қысымының деңгейі шамамен қашықтық екі есе артқан сайын 6 дБ төмендейді — бұл Шуының қашықтықтағы төлсетуінің калькуляторы.
Жиілік салмақтауы
- А-салмақтауы (дБА): жауап сипатын құлақтың сезімталдығына ұқсас етіп қалыптастырады; шуды бағалауда ең кеңінен қолданылады.
- С-салмақтауы (дБС): салыстырмалы тегіс, импульстік және шың шу үшін төмен жиілікті мазмұнды сақтайды.
- Z / сызықтық (дБZ): салмақтаусыз; барлық жиіліктер тең есепке алынады, инженерлік талдауда қолайлы.
3. Тербелімен байланысы
Тербелетін беттен дыбыс сәулеленуі
- Тербелетін бет қоршаған ауаға қысым жасайды және дыбыс толқындарын сәулелендіреді.
- Сәулеленетін дыбыс қуаты шамамен мынамен бірге артады velocity² × area, сондықтан беттің үлкен ауданы velocity әдетте дыбыс қысымының деңгейі жоғары болады.
- Дегенмен бұл байланыс нақты емес — сәулелену тиімділігі жиілік пен панельдің геометриясына байланысты айтарлықтай өзгереді, сондықтан бірдей тербелетін екі бет мүлдем әртүрлі дыбыс шығаруы мүмкін.
Диагностикалық корреляция
- Подшипник ақаулары: жоғары жиіліктегі ысқырық немесе үйкеліс шуы.
- Gear problems: тістер торласу жиілігіндегі тән ызыңдау.
- Unbalance: 1× жиіліктегі төменгі жиілікті гүрілдеу running speed.
- Cavitation: буы көпіршіктерінің жарылуынан туындайтын кездейсоқ шартылдау немесе үзілмелі шу.
4. Акустикалық спектрді талдау
Тербелістегідей, дыбыс сигналын жиіліктік спектрге түрлендіру күрделі шуды диагностикалауға болатын бөліктерге ажыратады.
Тондық құраушылар
- Gear mesh: тіс торласу жиілігіндегі таза тон, жиі sidebands.
- Blade passing: желдеткіш немесе компрессор қалақшасының өту жиілігіндегі тон.
- Electrical: желілік жиіліктің екі еселенген мәнінен туындайтын қозғалтқыштардың 120/100 Гц гудінуі.
- Bearing tones: a family of мойынтіректің ақау жиілігін harmonics.
Кең жолақты шу
- Aerodynamic: турбуленттілік пен ағын шуы.
- Cavitation: кең жолақта буы көпіршіктерінің кездейсоқ жарылуы.
- Тіреу нөлінің зияны: беттер тозған сайын кең жолақты деңгейдің өсуі.
- Friction: үздіксіз кездейсоқ шығару.
5. Қолданылуы
Дыбыс қысымының деңгейін өлшеу төрт практикалық салада өзінің орнын алады:
- Жағдайды бақылау: тербеліс деректерін толықтыра отырып, подшипник ақауының алғашқы белгісін анықтауға мүмкіндік береді — шаң шығысы корпус тербелісінен бұрын артуы мүмкін — және шу сапасының өзгерістері арқылы беріліс тозуын бақылайды.
- Сапаны бақылау: жаңа жабдықты шу шектеріне сәйкес қабылдау сынақтары, жөндеуден кейінгі тексеру және өндірістегі өнім сапасын бақылау.
- Нормативтік сәйкестік: еңбек жағдайларына қойылатын шу нормалары (OSHA, ЕО директивалары), тұрғын аймақтар үшін шу шектері және жабдық сипаттамалары, оның ішінде Шуының әсіреу калькуляторы.
- Troubleshooting: шу көздерін анықтау, кәсіпорынның жалпы шуына үлес қосушыларды саралау және шуды азайту шараларының тиімділігін тексеру.
Болжамды бағдар ретінде: 1 м қашықтықтағы типтік A-өлшенген деңгейлер электр қозғалтқыштары үшін шамамен 70–85 дБА, центрден тепкіш сорғылар үшін 75–90 дБА, желдеткіштер мен үрлегіштер үшін 80–100 дБА, редукторлар үшін 75–95 дБА, компрессорлар үшін 85–105 дБА және дизель қозғалтқыштары үшін 95–110 дБА деңгейінде болады.
6. Диагностикалық көрсеткіш ретіндегі шу
Машинаны уақыт өте отырып тыңдағанда екі түрлі өзгеріс маңызды. Егер rising level подшипниктің тозуын (ырылдау немесе ысқырық), беріліс тозуын (күшейіп баратын ызыңдау), майлау ақауларын (үйкеліс шуының артуы) немесе looseness (rattling). A сипаттың өзгерісі — жаңа тондардың пайда болуы, жиіліктердің ығысуы, үзік-үзік немесе модуляцияланған шулар — жалпы дБА мәні іс жүзінде өзгермесе де, дамып келе жатқан ақауды білдіреді.
Акустикалық әдістердің шектеулері бар: дыбыс қысымы деңгейінің өлшегіші everything аймақтағы барлық дыбысты ести алады, сондықтан жақын орналасқан шулы машина, қабырғалардан шағылысу және фондық шу оқуды бұрмалайды — тіпті жанасу датчигі мұны болдырмас еді. Сондықтан механикалық ақауды растау үшін, әсіресе оны жою кезінде, инженерлер тікелей тербеліс өлшеуіне жүгінеді. Шу тексерісі теңгерімсіздікті болжаса, Балансет-1А подшипниктегі 1× амплитуда мен фазаны өлшеу арқылы растай алады, содан кейін роторды орнында теңгереді — микрофон тек болжай алған шынайы механикалық көзді нақты анықтайды.
7. Өлшем стандарттары
- IEC 61672: дыбыс деңгейі өлшегіштеріне арналған сипаттама.
- ISO 3744: дыбыс қысымынан акустикалық қуатты анықтау.
- ISO 1680: айналмалы электр машиналарына арналған шу сынақ коды.
- ANSI S12.19: машина шуын өлшеу.
Тербелімен бірге қолданылғанда дыбыс қысымы деңгейі машина техникалық жай-күйінің толық картасын береді: микрофон кейде алдымен ескертеді, ал accelerometer растайды және нақтылайды, және бірге олар жеке-жеке берілетіннен гөрі толығырақ бағалау жасайды.
