ISO 8579-1: Godkjenningskrav for tannhjul — Del 1: Bestemmelse av lydeffektnivåer i luften fra tannhjulsaggregater
ISO 8579-1 er en spesialstandard som beskriver en detaljert, repeterbar prosedyre for måling og rapportering av luftbåren støy fra en innkapslet girkasse. Det er en akseptanskode: Formålet er å gi produsenten og kunden mulighet til å kontrollere at en ny eller reparert girkasse oppfyller det akustiske ytelsesnivået som er avtalt i kontrakten. Dette skiller den fra vibrasjonsanalyse, som undersøker strukturvibrasjoner for å oppdage og diagnostisere feil. ISO 8579-1 handler derimot om å kvantifisere den totale lydtrykknivå av enheten for kontroll av omgivelsesstøy og arbeidsmiljøformål – et enkelt, begrunnet «bestått eller ikke bestått»-tall i stedet for et diagnostisk spektrum.
1. Anvendelsesområde og måleprinsipp
Standardens anvendelsesområde er bestemmelse av luftbåren lydeffektnivå for innkapslede girkasser. Siden standarden fungerer som en godkjenningsnorm, er prosedyrene utformet for å verifisere at en på forhånd avtalt akustisk spesifikasjon mellom leverandør og kjøper er oppfylt. Det grunnleggende prinsippet er at lydtrykknivå — en iboende egenskap ved kilden, uavhengig av hvor du befinner deg — beregnes ut fra et sett av lydtrykknivå målinger utført på flere, nøyaktig definerte punkter på en tenkt overflate som omslutter girkassen. Ved å måle trykket rundt hele enheten fanger metoden opp den totale utstrålte lydenergien, i stedet for trykket på et enkelt, vilkårlig sted.
2. Testmiljø og testbetingelser
Denne delen av standarden stiller strenge krav til hvor og hvordan testen skal gjennomføres, slik at det eneste som måles er lyden fra selve girkassen. Testen må gjennomføres i et akustisk miljø som tilsvarer et free field — ingen reflekterende flater i nærheten som kan forstyrre målingen. Et lyddødt rom er ideelt, men et stort, åpent uteområde kan også brukes. Det er avgjørende at bakgrunnsstøy fra alle andre kilder — inkludert motoren som driver testgirkassen — måles separat og må være minst 6 dB lower enn girkassestøyen, og helst mer enn 10 dB lavere. Hvis bakgrunnsstøyen er for høy, forurenser den resultatet og gjør testen ugyldig. Girkassen må også gå under en spesifisert belastning og hastighet, siden begge deler har stor innvirkning på støynivået og tannhjulsfrekvens tonene som preger den.
3. Instrumentering
Standarden fastsetter ytelsesklassen for utstyret i målekjeden. Den krever at Type 1 (klasse 1) presisjonslydmåler, et mikrofon- og filtersett som oppfyller de relevante IEC-standardene, noe som sikrer høy nøyaktighet og konsistens. Det krever også en Lydkalibrator i samme nøyaktighetsklasse, og angir at hele systemet – mikrofon, måler og kabler – skal kalibreres med denne både umiddelbart før og umiddelbart etter gjennomføringen av lydmålingene. Denne bracketing-metoden kalibrering bekrefter at instrumentets følsomhet ikke endret seg i løpet av testen, noe som er avgjørende for et gyldig godkjenningsresultat.
4. Måleprosedyre
Dette er standardens sentrale krav. Det krever definisjon av en hypotetisk måleflate som fullstendig omslutter girkassen — vanligvis et rektangulært parallellepiped (en kasseform) plassert i en fast avstand, vanligvis 1 meter, fra enhetens referanseflate. Standarden angir deretter minste antall og nøyaktig plassering av mikrofonposisjonene på denne flaten; for et parallellepiped er dette vanligvis et sett med nine points som dekker de fire sidene, toppen og viktige posisjoner mellom dem. Lydtrykknivået måles på hvert punkt mens girkassen går under den avtalte konstante belastningen og hastigheten. Det er ved å ta målinger på mange punkter at lydfeltet kan beregnes riktig, og at retningsvirkningen av den utstrålte støyen tas med i beregningen.
5. Beregning av lydeffektnivå
Dette avsnittet beskriver matematikken som omregner råmålingene til et resultat. Først måles lydtrykknivåene – som er logaritmiske dB-verdier – ved de ulike mikrofonposisjonene logaritmisk gjennomsnitt for å gi det gjennomsnittlige lydtrykknivået over hele måleflaten. Dette gjennomsnittet brukes deretter til å beregne lydtrykknivå (Lw), en beregning som tar hensyn til arealet (S) på den hypotetiske måleflaten. Det endelige lydeffektnivået er et enkelt tall i dB som angir den totale akustiske energien som utstråles fra girkassen. Siden det er uavhengig av måleavstand og omgivelser, er det den avgjørende måleenheten for godkjenningsprøven.
6. Opplysninger som skal registreres og rapporteres
For å sikre at resultatene er entydige, sammenlignbare og fullt sporbare, inneholder den siste delen en oversikt over alt som må fremgå av den offisielle testrapporten. I tillegg til selve det beregnede lydeffektnivået omfatter dette:
- Beskrivelse av girkasse: modell, serienummer og andre identifiserende opplysninger.
- Driftsforhold: inngangshastighet, utgangsmoment samt smøremiddeltype og -temperatur.
- Testmiljø: en beskrivelse og skisse av rommet og mikrofonplasseringene.
- Instrumentering: alle instrumenter som er brukt, med serienummer og kalibreringsdatoer.
- Bakgrunnsstøy: resultatene fra de separate målingene av bakgrunnsstøy.
Denne grundige dokumentasjonen underbygger testens gyldighet og gjør det mulig å gjenskape den på en pålitelig måte dersom det skulle oppstå en tvist.
7. Sentrale begreper i standarden
- Lydkraft vs. lydtrykk: standarden avgjør lyden makt, den totale akustiske energien som kilden avgir. Dette skiller seg fra lyd pressure, som er det mikrofonen faktisk registrerer, og som avtar med avstanden fra enheten. Lydeffekten er det mest konsistente og sammenlignbare målet for en godkjenningsprøve.
- Kode for akseptanstest, ikke et diagnostisk verktøy: Standarden er en standardisert godkjennings-/avvisningsprosedyre. En kunde kan fastsette et maksimalt tillatt lydeffektnivå i en kjøpekontrakt, og ISO 8579-1 angir den avtalte metoden for å kontrollere at kravene oppfylles.
- Den vibroakustiske koblingen: Selv om standarden måler luftbåren støy, er den egentlige årsaken til denne støyen strukturelle vibrasjoner i girkassehuset, som igjen skyldes tannhjulenes inngrep. Høye støynivåer henger derfor ofte sammen med sterke vibrasjoner ved tannhjulenes inngangsfrekvens og dens sidebånd – samt forhold som defekter i girkassen... slitasje eller feiljustering som fører til vibrasjoner, fører vanligvis også til økt støyutstråling.
8. ISO 8579-1 i praksis: Støy, vibrasjon og diagnostikk
Det akustiske godkjenningsverdien fra ISO 8579-1 gir kjøperen en indikasjon på om en girkasse er stille nok til å installeres, men den avslører ikke i seg selv hvorfor om en enhet er støyende eller hvordan tilstanden endrer seg under drift. Dette er vibrasjonsmålingens område. Siden luftbåren støy og strukturvibrasjoner har samme opprinnelse i tannhjulet, forteller en enhet som blir stadig mer støyende over tid vanligvis det samme som vibrasjonsspekteret avslører – økende energi ved tannhjulets frekvens, voksende sidebånd eller nye støysignaler fra en avskåret tann.
I felten supplerer ingeniørene leverandørens støyattest i henhold til ISO 8579-1 med vibrasjonsmålinger direkte på maskinen. En bærbar tokanalsanalysator som for eksempel Balanset-1A måler vibrasjon direkte på girkassens lagerhus og registrerer frekvensspekteret der tannfrekvenser og sidebånd opptrer, slik at en støyende girkasse kan diagnostiseres i stedet for bare å klassifiseres. Der det er behov for en numerisk grenseverdi for girkassevibrasjon, er Vibrasjonsgrenser for tannhjulsdrev i henhold til ISO 20816-9 verktøyet har en, den Kalkulator for girnettfrekvens angir hvilke frekvenser man skal se etter, og Kalkulator for støyavstandsdemping bidrar til å sette et målt lydnivå i forhold til avstanden ved planlegging av støy i arbeidsmiljøet.
9. Den offisielle standarden
ISO 8579-1 er utgitt og vedlikeholdt av Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO), og den fullstendige normative teksten – inkludert de nøyaktige koordinatsettene for mikrofonene, formlene for beregning av gjennomsnitt og rapportmalen – er tilgjengelig via ISO Store. Sammendraget her redegjør for standardens formål, prinsipper og fremgangsmåte, men enhver formell godkjenningsprøve bør gjennomføres i henhold til det fullstendige, publiserte dokumentet for å sikre full overholdelse.
