Transcript Ljudalstring vid

arbetsgruppennnot
Ljudtrycksnivå evstånd dB rel. 2 -10 6 Pa
bestämdes av vald standardlängd hos
kuggremmen till 400 mm.
o5 m
..,~ ,- ==
,-'-.
,"
Provbänk
med effektcirkulation
.
......... .
c:.:.:. -" '
r '--
..
. .-.: cc:: r.
ao
I70
20
Hz
50
100
200
Hl
500
1000
Konti nuerl iga terlband
2000
Hl
5000
10000
20000 H z
Frekvens
Bild 8. Typiskt ljudspektra för kuggrem. Remhjul 28 kuggar, kuggfrekvens
1 540 Hz, axelvarvtal 3 300 ri min, 55 Hz. Ljudnivå 115 dB(A).
Bild 9.
Rekommenderat läge för
spänn rulle vid planremmar.
cp, effektiv omslutningsvinkel utan
spä nnrulle, cp , effektiv omslutningsvinkel med spännrulle.
Bild 10. Kontroll av remspänningen
för kilremmar med fjädervåg. Följ fabrikantens värden på aktuell kraft F
och nedböjning h vid uppmätt avstånd L.
Remproven och ljudmätningarna har
genomförts i laboratorium för att undvika störningar från ovidkommande
bullerkällor. Proven har utförts vid institutionen för Maskinelement på
Chalmers Tekniska Högskola. Axlar
och lager, kopplingar m. m. har tillhandahållits av SKF. För ändamålet
anordnades en provbänk med s. k. effektcirkulation en ligt bild 11. Metoden
innebär att två remdrifter med samma
nominella utväx ling får arbeta mot
varandra. Detta åstadkoms genom att
man minskar diametern på en remskiva med några procent.
Genom att en av remskivorna får en
mindre diameter ändras utväxlingen
så, att ett konstant vridmoment uppkommer, så snart axlarna får en vinkelvridning. Med effektcirkulationen
sparar man energi och behöver endast
använda en svag motor, som i realiteten tillför systemet lagrens och remtransm issionernas fri ktion sförl uster.
Under provet uppmäts det cirkulerande momentet med givaren på den
ena axeln, och varvtalet registreras
elektroniskt med en magnetisk givare,
som fär impulser frän fyra stift pä den
roterand e axeln . Den cirku lerande effekten beräknas därefter ur följande
samband:
P = M . n . 2", . 9,81
kW
60 . 1000
Bild 11 . Provbänk för remdriftsproven anordnad för effektcirkulation .
l. Universalfundament, 2. elmotor, varvtilsreglerad, 3 . axlar, 4. lagerhus
med sfäriska kullager, 5. moment- och varvtalsgivare, 6. planrem med remskivor A och B, remskiva A med nominell diameter 200 mm, remskiva B med
200 - 3 mm, 7. provad remtransmission, remskivor med nominell diameter
200 mm, 8. spänn rulle, 9. mätmikrofon.
där P är cirkulerande effekt i kW, M är
uppmätt moment i givaren i kpm och
n är uppmätt axelvarvtal i ri min.
Den vänstra remtransmissionen utgjorde provobjekt. Här monterades i
tur och ordning, planrem, kilremmar,
Poly-V-rem och kuggrem. Den högra
remtran smissionen kördes alltid med
planrem och den ena remskivan hade
bomberad löpbana, medan den remskiva som justerades pä diametern hade plan yta.
För varj e provkörning aven rem typ
justerades axlarna parallellt och remskivorna i rät linje. Därefter sträcktes
remm arna till aktuell förspänning.
Den använda drivmotorn var steglöst varvta lsreg lerad 0--3 300 ri m in.
För ljudmätn ingen riggades en vägg
upp för att avskärma det störande bullret frän den högra remmen och elmotorn.
När de tystare remmarna provades,
avskärmades den högra remdriften
och elmotorn för att bakgrundsnivän
skulle kunna hällas 1D dB lägre än
provremmens Ijudalstring.
•
MEDDELANDE
BULLER
inonn verkstadsindustrin
Nr 9
1977
D3
Verkstadsföreningens och Metalls gemensamma organ för bullerbekämpning
I artikeln redovisas resultat av prov
med remtransmissioner vid olika
varvtal och överförd effekt,
Kilremmar och vissa speciella
plan remmar med mjuka löpskikt
ger de tystaste remdrifterna, Ljudalstringen från kilremmar orsakar
bullernivåer på 75--85 dB(A) i närheten av transmissionen. Plan rem
med kromläder används i extremt
tyst miljö, när ljudnivån i lokalen ej
får överstiga 65 dB (A).
Moderna syntetiska planremmar
ger en bullernivå på 70--85 dB(A),
men för at! åstadkomma lägst Ijudalstring måste de förses med spännrulle. Användning av kuggremmar
medför 20 dB högre Ijudalstring än
planremmen och orsakar hörselskadligt buller, om de ej byggs in.
Ljudalstring vid
remtransmissioner
Olika remtyper jämförs
Tekn.lic. Per-Åke Berg, Ingemanssons Ingenjörsbyrå AB, Göteborg
331.043
D Ljudalstringen i remtransmission er
kan förefalla vara utan större betydelse
genom att remmarna sällan uppfattas
som dominerande för bullret i industrisammanhang. Efterhand som verkstäder och maskiner utförs tysta re
kommer man emellertid i ett läge, dä
hänsyn även mäste tas till remväxlarnas Ijudalstring.
De vanligaste remväx larna är kraftbetingade och försedda med plan remmar, kilremmar samt en nyare typ av
kombinationsrem, dvs. planrem med
kilprofiler.
Formbetingade remväxlar har blivit
vanliga genom användningen av kuggremmar. Dessa ger i motsats till planremmarna en hög Ijudalstring. Remväxlar överför dock ej något betydande stomljud till transmissionsaxlar och
lager, varför de ger en betydligt lägre
Ijudalstring än växeltransmissioner
med rakkugg eller stå l kedjedrift.
Ljudalstringen
hos olika remtyper
Särskilda prov har utförts med följand e
remtyper vid en dimensioneringseffekt
av 30 kW vid 1 500 ri min:
• Planrem, syntetisk och löpskikt av
gummi
• Normalkilrem
• Smalkilrem
• Planrem med kilprofil
• Kuggrem
Proven har genomförts i samarbete
med SKF, Göteborg och Institutionen
för Maskinelement, Chalmers Tekniska
Högskola. Ole Hatteböl och Jon Jörgensen, Ingemanssons Ingenjörsbyrä
har utfört en stor del av monteringsoch provningsarbetet.
Planremmar
Planremmens Ijudalstring beror förutom av remhastigheten även av remskivans ytfinish samt eventuell smutsavlagring på rem och skiva. Löpskiktets egenskaper, t. ex. mjukhet och
vidhäftning till remskivan, spelar ocksä en stor roll för Ijudalstringen.
I bild 1 redovisas Ijudalstringen för
tv ä planremmar, A och B, med syntetiskt dragskikt av nylon men med olika
löpskikt. Rem A har löpskikt av gummi
och rem B löpskikt av kromläder.
Kurva 3 och 4 visar Ijudalstringen
för rem A och B i obelastat tillständ,
förspänd a remmar, och utan spännrulle. I obelastat tillstånd har planrem
A med gummi skiktet 5-10 dB högre
Ijudalstring än rem B med löpskikt av
kromläder.
Kurva 1 visar hur Ijudalstringen har
ökat med ca 6 dB, när rem A belastats.
Appliceras spännrulle på slaksidan av
en korrekt uppspänd rem sjunker Ijudalstringen ytterligare enligt kurva 2.
621.852
628.517.2
699.844
När syntetremmar utsätts för dragkraft ökar sä ledes Ijudalstringen avsevärt, om löpskiktet är av gummi , bild
1. Detta förk laras av den pä dragsidan
uppbyggda töjningen, som avlastats pä
slaksidan av remskivan, varvid gummiskiktet glider mot gjutjärnsytan hos
remskivan, remmen »river». Genom
den höga friktionskoefficienten (0,750,9) orsakar remmen genom rivningen
en betydande Ijudalstring.
Är löpskiktet på syntetremmen av
kromläder erhålls betydligt lägre Ijudalstring än med gummiskiktet, eftersom ingen »riveffekt» erhålls.
Vid hög effekt och stor miljöpäkänni ng pä remmen rekommenderas de
moderna helt syntetiska pIanremmarna med löpskikt av gummi. Skall
extremt tyst remd rift åstadkommas vid
re lativt läga effekter kan med fördel
syntetremmar med löpskikt av läder
väljas.
Planremma rna s Ijudalstring förändras med remhastigheten. Varje fördubbling av hastigheten ökar ljudaIstringen med 10 dB. Ljudspektrat för
planremmar visar inga skarpa toppar,
se diagrammet, bild 2.
Kilremmar
Kilremm ens Ijudalstring kan sägas nära
överensstäm ma med planremmens. I
bild 3 jämförs belastad planrem utan
Särtryck ur Verkstäderna nr 13/77
Rotogravyr 1977
Ljudnivå
Avstånd -0,5 m
dBIAI
120
100
90
;/ ~
70
.... - '
f..--' ---
-
60
_o
------
------'
V
..
......
.. ...;;?V
80
50
tad och monteras på slaksidan nära
remskivan med den minsta diametern .
Erfordras extremt tysta planremsdrifter
bör man välja specialremmar med
mjuk löpyta, t. ex. av kromgarvat
läder.
Ljudnivå
Avstånd-O,5m
dBIAI
110
- --
..-
-
90
1500
1000
"-+-.
I
70
3000
2500
r / min
Varvtal vid o nom.200mm
I
I
I
20
15
10
5
2000
.~
....
I
I
25
I
30
35 m/ s
•
500
I
.'
1000
I
10
5
1500
+- -
15
Remhastighet
~ I {-'
:: I
I
10
'~ '
i I'
i
IV
Al
Ii
K,
20
Hl
50
i
l
Yi 'Il !
j cL~b i j
: A;X L
.
100
Hl
:!:
I
Kontinuerliga tersband
!-
I
"'rK i, i
f
e
~h
i
-f
500
c'
i IlI
. ,, ..
f
200
1000
2000
H7
5000
10000
20000 H z
Frekvens
Bild 2 . Typiskt I;udspektrum för planrem vid remhastigheten 31,4 m /s, axelvarvtalet 3000 r/ min, 50 Hz . Belastning 5 8,2 kW. L;udnivå 88 dB (A).
spännrulle med normalkilrem och
smalkilrem.
Ljudalstringen är emellertid inte lika
starkt varvtalsberoende. Den ökar vid
kilrem bara med 3-4 dB vid fördubbling av remhastigheten .
Ljudspektrat för kilremmen är lika
jämnt som för planremmen . Kilrem mens mindre varvtalsberoende Ijudalstring och låga ljudnivå jämfört med
planremmens, förklaras av att kilrem men har en betydligt lägre riveffekt.
Orsaken är bl. a. att kilremmen inte
fordrar en lika hög friktionskoefficient
som plan remmen och därvid lätt
glider in successivt i V-spåret. Vidare
2000
3000
2500
Varvtal vid
I
20
I
25
Poly-V-rem skall sträckas 0,5 %
•
r / min
nom.200mm
i'
30
I
35 m/s
•
rem .
- - - - Normalkilrem ISO-DIN SPB, RMA 5V,
smalkilrem ISO-DIN SPZ, RMA 3V,
planrem en I. bild l.
'. lT 'I --.;.-
-'-1
. ! u..
j"
-----
Bild 3. Kilremmars I;udalstring vid belastning (16--70 kW).
Normalkilrem och smalkilrem ;ämförs med belastad plan-
.a 1--+1 -;-+++++1+--L'-+_+'-+'-++1. .1-+1++_+-+--+--;-+. .:_-1+1'11+-_'..::1__
~:
I, iJ'
..
.....
Remhastighet
Bild l . Planremmars I;udalstring i tomgång och vid belastning med och utan spännrulle (20- 60 kW) vid rekommenderad förspänning. Rem A är en syntetrem med löpskikt av
gummi och rem B en syntetrem med löpskikt av kromläder.
Belastad rem A utan spännrulle,
belastad rem A med spännrulle,
obelastad rem A utan spännrulle,
obelastad rem B utan spännrulle.
Ljudtryck.nivå avstånd - OSm
dB roI. "10 5 Pa
• ,T l
:'1' : • il
.. ,I l
.... .' .......
..... ..' .'
80
1-:-::::-
500
Kilremmars Ijudalstring är låg och
okänslig för remspänning så länge de
ej slirar. Normalt sträckt rem enl. bild
10 rekommenderas.
Skriker kilremmar vid starten är det
dags att justera remspänningen .
100
0 01- -
o
Skrikande kilrem skall ;usteras
är kilremmen mindre känslig för förspänning genom att den kilar fast sig.
Den glatta ytan på en sliten kil rem kan
vid start aven kilremsdrift i kallt till stånd orsaka en begynnande slirning,
som alstrar skrikljud.
Denna Ijudalstring har många bilägare erfarit vintertid efter kallstart, då
generatorn belastas för fullt. Sedan
remmen uppnått sin arbetstemperatur,
blir den dock så mjuk att den på nytt
går tyst.
Plan rem mar med kilprofil
Planremmar med kilprofil, t. ex. av fabrikat Poly-V, se bild 4, har - jämfört
med planremmar och kilremmar samma relativa Ijudalstring. Vid proven med Poly-V-remmen i belastat tillstånd konstaterades dock obetydligt
högre Ijudalstring än för planremmen,
bild 5 .
Ljudspektrat var fullkomligt jämnt
utan toppar.
Kuggremmar
De formbetingade kuggremmarna,
bild 6, är till skillnad från planremmar
och kilremmar starkt Ijudalstrande.
Ljudnivån ligger minst 20 dB över
planremmens. Kuggremmen ger en typisk kuggfrekvens, vars intensitet är
starkt beroende av förspänningen. I
bild 7 visas hur ljudspektrum förändras med förspänningen.
Ljudspektrat
innehåller
kuggfrekvenstoner, som i det aktuella fallet
med 28 kuggar på hjulet gånger varvtalet 3 300 r/ min gav kuggfrekvensen
1 540 Hz. Toppen vid 55 Hz orsakas
av axelsystemets obalanskrafter och
motsvarar varvtalet 3 300 r/ min, bild
8.
För att man skall erhålla korrekt ingrepp under drift och därmed också
lägsta Ijudalstring är det viktigt att
axelavståndet injusteras noggrant.
Med vår aktuella kuggrem skulle
axelavståndet vara 400,1 mm och injusteras på remmens positiva tolerans,
som var 0,3 mm.
Diagrammet, bild 7, visar ljudaIstringen i tomgång vid några olika finjusteringar av axelavståndet, samt vid
Bild 4. Planrem med kilprofil, Poly-V
(Turner Brother Asbestos Co Ud, England).
l. H;ul med kilspårsprofiler, 2.
Poly-V rem, 3. dragskikt med nyloncord, 4. kilspårskammar av gummi
(armerade).
Bild 6. Kuggremstransmission.
l. H;ul med kuggbana och sidostyrning, 2. kuggrem, Gearbelt (Aurora
Gearing Co, England), 3. dragskikt av
nylonband, 4 . ryggsida av gummi, 5 .
kuggar överklädda med nylonskikt, 6.
vävskiktsupplag för kuggarna .
belastning vid axelavståndet 400,10,4 mm .
Av mätresu Itaten framgår att Ijudalstringen ändras för olika förspänning
hos remmen och ökar vid belastning.
växlar. En inbyggd kuggrem har med
väl utförda skydd en ljudutstrålning till
omgivningen som ej överstiger den
från kil- och planremmar.
Kuggremmens töjning måste vara
korrekt injusterad genom axelavståndet, och remskivornas axlar måste
vara parallella för att kuggingreppet
skall ge lägsta Ijudalstring och högsta
livslängd. Följ noga fabrikantens anvisningar.
Rekommendationer
för lägsta Ijudalstring
O skyddad kuggiem bör I;udavskärmas
Kuggremmars Ijudalstring är så kraftig
att transmissionerna absolut bör byggas in i täta skydd, som förses med
ljudabsorberande material på insidan.
Kuggremmen
alstrar
obetydligt
stomljud och bör användas i stället för
kedjor eller enklare cylindriska kugg-
Planremmen skall ha spännrulle
För lägsta Ijudalstring och undvikande
av »)rivning )} med planremmar rekommenderas spännrulle enligt bild 9.
Den skall vara fjäder- eller viktbelas-
Bild 5. L;uda/string vid plan remmar med kilprofil (Poly-V)
vid belastning (10-45 kW). jämförelse med belastad planrem.
Plan rem med kilprofil,
.. ...... plan rem enl. bild l.
Provdata
Endast moderna remtyper valdes och
nya men inkörda remmar provades.
Remmarna beräknades av AB VEETEX
Strömman & Co Industriförnödenheter, Göteborg, som också gett anvisningar för korrekt injustering etc.
Samtliga remmar dimensionerades
för kontinuerlig användning vid effekter på 30 kW och remhastigheter under 35 m/ s, vid varvtalet 1 500 r/ min .
Remskivornas nominella axelavstånd
Bild 7. Förspänningens inverkan på I;udalstringen hos en
kuggrem vid olika axelavstånd. Observera att rätt axelavstånd ger lägsta Jiudalstring vid tomgång men högre vid
belastning.
Ljud nlva
Avs tånd - O,5 m
ljudnivå
Avstånd -0,5 m
dBIAI
110
100
90
/
.1:::'... .
..
t...--
..
'
.
....... ' ......
5
10
1500
I
15
r / min
Varvtal vid o nom.200mm
2000
I
20
2500
I
25
3000
,
30
Remhastighet
I
35 m/s
•
""
Obelastad rem
Axelavstånd i mm:
400, 1 - 0,4 /';
400, l + O, l x
400,1 + 0,5 D
400, l + 0,9
Belastad rem
Axelavstånd i mm :
OO ' l I 0,4
i
500
5
1000
10
2
.. _Ir-'-'~
1..-,-,
er
70
1000
:/'::
v/
80
60
500
/;V
90
70
..
~ r;..~
100
80
~ /
dBI Al
110
60
Planremmar med kilprofiler skall för
tyst gång noggrant justeras in med parallella axlar och remskivor i rät linje
för att kilprofilspåren i skivan skall
sammanfalla med motsvarande kam mar i remmen.
Liten snedjustering innebär riveffekt
och extra Ijudalstring, förutom att
onormalt slitage uppstår.
Kilprofil-planremmar
skall
töjas
0,5 % och sträckas, samtidigt som
driften dras runt för att spänningen
skall utjämnas.
f
1500
2000
15
20
I
2500
?
i
3000
r / min
Varvtal vid o nom.200mm
I
I
25
,
I
30
35
Remhastighet
mjs
•