KÖZleményeí,
Miskolc,
III.
Sorozat,
Gépészet,
27.
(I 981) kötet,
133-140.
TÉRFOGATKISZORÍTÁSÜHIDRAULIKUS
A
GÉPEK
REZGÉSFORRÁSAI TOMASZEWSKI
KAROL
l. Bevezetés
alrendszerben gépek legelterjedtebb, csaknem minden hidraulikus fő Az ún. az három ilyen forgógépek alkotják. gépeknek egysége csoportját
A hidraulikus
kalmazott van:
állórész
az
-
-
-
a
forgórész
a
zárórész
Az áIIórész
a
mozdulatlan
egység, amely fogadó
és átadó
kamrát
foglal magába.
A záróforgórész a mozgó egység, amely a hidraulikus gép tengelyét is tartalmazza. rész olyan működő egység, amely hermetikusan kapcsolódik az álló- és forgórészhez, elválasztva egymástól a fogadó és az átadó kamrát. A
'
Elvileg a legtöbb Vattyú működhet A l
18, de
F3,
Patos
hidraulikus
hidromotorként
forgógépekáltalános
forgógép működésileg megfordítható, vagyis
szerkezeti
és számítási
forgószivattyúkrezgésének
és
zajának
minden
kérdését.
okai
gépekben keletkező rezgések zajok kiváltói hidraulikus d:tfofgó mechanizmusainak mechanikai gerjesztései. reszelnek
folyadék ill. a szivattyúk tulajes mechanizmusként foghatók fel, mert a zárórész a lapáttal az á]lórészltulisszas SZOHYIÍOÍÍforgáson kívül sugárigányú alternáló mozgást is végez. A fogaskerékszivaty-
gép donké z
szi-
problémái érvényesek a szivattyúktárgyaljuk a fogaskerék- ill. la-
megjegyezzük, hogy ebben a dolgozatban nem szivattyúkban fellépő zaj- és rezgéskeletkezések
2- A
a
is, és megfordítva.
és
a
Ezek
a
a
viPPen
Doc. dz,
h
.
.
TÖMASZEWSKI tálaltál." Akademü Ínkl Wibroakustyki
Instytut
Kraków
G
.
omlczo
1
Hutniczej
133
pl. a forgórész szivattyúház.
tyúban rész
a
A
hogy nik
munkafolyadék
fogadó kamrából munkafolyadék
a
a
hajtó fogaskerék,
térfogatba
egy a
nyomott
zárórész
a
úgy
zárva
kamra
felé
áramlik
haladva
fogaskerék, míg
hajtott
a
a a
az
áuó_
hidraulikus
zárt
tér
gépen keresztül kinyílik és megtörté '
kiszorítása. a záróEbben egyaránt részt vesz és a forgórész is. A forgórészhez viszonyított mozgása szigorúan ciklikus, amelynek perió. dusa arányos a forgórész fordulatszámával. a A rezgések és a zaj elsődleges forrása rájuk jellemző gyors nyomásváltozás. A hm raulikus áramlása zaj, a folyadéknak a szívó oldalról a nyomó oldalra történő periódusa: ban, intenzív pulzálás formájában jelentkezik, amely az időegységre jutó szívási ütemnek hoz létre. Ugyanakkor az egyes nyomási megfelelő frekvenciájú lengő hullámokat fázisok ,,1efutása" nem lineáris, és ezért bonyolult alakú zajhullámok képződnek. a szívó a folyadéknak A fogaskerekes és lapátos szivattyúk esetén oldalról a nyomó történő oldalra áramlása meglehetősen rövid idő alatt megy végbe, a forgórész vagy a fo_ néhány fokos szögelfordulása alatt. Ez rövid periódus-idejű zajok kegaskerék mindössze letkezéséhez vezet, ami együtt jár lökéshullámok képződésével. Ezek a vezetékben tova2 a munkanyomást haladva 2,5-szörösen meghaladó frontnyomásokat is kelthetnek, a folyadéknak kis réseken történő átAz általános amely a szivattyú működésekor zaj és a vezetékben miatt keletkezik mindenekelőtt a hidrauáramlása fellépő turbulencia üzemi jellemzőitől függ. A szivattyúzaj és -rezgés keletkezésének likus rendszer legáltaláa
álló-
zárórész
és
.
-
-
nosabb
oka
tatlan
a
kavítácíó,
mechanikai 3. A
forgó
amelynek nagy intenzitása,
károsodásokat
hidraulikus
idéz
a
szivattyúban
rövid
idő alatt javítha-
elő.
gépek jellemzői
közötti
ösmefüggések
energiájának hidraulikai, ill. hidraulikai enerszolgálfA forgórész minden fordulata alatt a giájának a által határolt térfogatnak megfelelő a térfogatfogaskerék fogárkainak, vagy lapátok a kineáram. Az ilyen gépek alapvető üzemi paramétereit veszteségmentes esetben és terhelési matikai jellemzők segítségével kaphatjuk meg: A
forgó
hidraulikus
mechanikai
gép energiává
mechanikai alakítására
-
9=
glgqw;
=
zLwqAp-
-
(l)
térfogatáram, w a forgórész szögsebessége, M a forgórész tengelyé"fej" 3 fa A p az a nyomásesés, amely a veszteségek figyelembevétele nélkül, levő nyomások különbsége, q a hidraulikus vezeték átadó és fogadó keresztmetszeteinél gép fajlagos szállitóképessége a forgórész egyetlen fordulata alatt az elfolyások flsYelmr
g
az
elméleti
lépő nyomaték
bevétele
nélkül.
rotor
ségi fokát:
134
és
9 gép konstrukciójától függően, w és A p állandósága esetén, szöghelyzetének és a zárórész hozzá viszonyított helyzetének függVénYében "'10 a szállítás GSY széles körben alkalmazzák A hidraulikus gépek értékelésekor
A hidraulikus
a
Muki
váííery
gmax-gmin
ahol E
ama:
Emin
_1_
(2)
Emax,
szállításegyenlőtlenségi tényező, amely
ún.
az
amin
=1_
""""'?ZX_ __
rotor
a
a
szöghelyzetének függ-
3531,], vényemíéj a
s
.
.
gép. Hidraulikus gépek küjobb minőségű a hidraulikus értékének ela szögsebesség meghatározott vizsgálatakor, fordulatokon radián alatt erőteljesen csökken a kavitációs jelenség föllépése a szállítás egy az szükséges, hogy a sebesség-tényező ilyen üzemi szint elkerülése érdekében
lonfae
annál
a,
a
u
történő
éréftlco;
következő meg Emhaíadja
határértéket:
a
3
1
(s)
gq-(clom.
cw=
_
hidraulikus gépek sebességtényezője geometriailag hasonló géptípusok esetében a viszkozitás elsősorban hatása miatt. gonylag kis mértékben változik, annál értéke, gyorsabban forgatható a gép változatlan Minél nagyobb Cm a gép bármely egységében a kavitáció értéknél ha cum, mellett. Ugyanakkor
vi-
A
-
letkezése miatt mérhetetlenül csökkenteni kell.
nagy
kerületi
sebesség adódna,
akkor
(Cw)krü
q ke-
értékét
munkatérfogatoknak a szívott oldalról a nyomó oldalra történő folytonos forgógépek legjellemzőbb sajátossága. Szükséges megvizsgálni a zárt munkafolyamatban fellépő nyomásváltozás törvényszerűségeit: Az elemi
áthaladása
a
ap ahol
dp
a
53'
-Eo
=
nyomásváltozás,
katérfogatdeformációja, szivattyúk esetében
o
a
a
csőben
má
Az? ah l
Vo
na
0
,,
keletkező
lökés
által
kiváltott
Ap
meg:
(s) a
a nyomásimpulzus terjedési sebessége,a folyadékban, sebessége. a
az
hidraulikus
határozható
,
,
terjedési idejét veséig: áonláshullám ma: alábbi kifejezés adja n
térfogatkiszorí-
föl.
lezárásakor
folyadék surúsége, s apfí'Yadék kezdeti áramlási .
mun-
az rendszerekben aperiódikus nyomásingafolyadék sebességének hirtelen megváltozásával együtt-
Zsukovszkíjösszefüggésével =
értéke
zárt
hidraulikus
lépnek
csővezeték hirtelen
movekedés
a
áramló
Jáfó lökések következtében
viszonyított
a
35%.
Sokkal kellemetlenebbek
amelyek fiolások,
munkanyomáshoz
a
kb.
dV
a térfogati rugalmassági modulus, munkatérfogat etedeti nagysága.
E V
A nyomásnövekedésnek
tású
(4)
,
csővezeték
lezárt
keresztmetszetébőlellenkező az
meg: 135
nyo-
2I
7=-
9
a
I
ahol
szabad
szakaszainak
a
vezeték
lezárásának
ideje
rzá,
))
Ha viszont
(s)
csővezeték
a
1', akkor
A hidraulikus
kell
csökkenteni
ill. egyenes ütést hidraulikus
torok
ütés
a
a
hosszúsága.
125, ( hidraulikus ütés
akkor
r,
teljesen
a
hidraulikus
el is maradhat.
ütés
te
lies len Ha
miatti
elkerülése nyomásnövekedés vagy csökkenése érd folyadékáram megszakításának sebességét. Gázhidraulilcus működésű is biztonsági szelepek alkalmazásával kompenzálni [l].
altklíkében lehmula. "
a
biztonsági szelep kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy a szelep sajátfrek a nem eshet által létrehozott egybe szivattyú venciája nyomásingadozás frekvenciájával. a következőképpen az utóbbi Mint ismeretes, határozható meg: A
'
HZ
=í' ahol
n
(7)
szivattyú fordulatszáma,
a
z
pedig
forgórész
a
elemi
térfogatának
száma
fogszám, lapátszám stb.).
(PL
térfogalkiszorítású szivattyúk rezgés-aktivitásának vizsgálata (1)-(7) összefüggésekből következik, hogy a periodikus és aperiódikus nyomás.
4. A Az
változások nek
következménye deformációit
rugalmas vibrációjában
meinek kat
hoznak
létre.
öltenek
A kavitáció
hidrodinamikai
keletkezése,
amelyek a szivattyú elemeieleegység és a vezetékrendszer testet, és végeredményben közép- ill. nagyfrekvenciájúzajoáltal keltett rezgés és zaj széles frekvencia-tartományt foglal
idézik
elő.
erők
Ezek
a
hidraulikus
el. és gyártástechnolóforrásai a konstrukció szivattyúrezgések és -zajok mechanikai a és elemei által gia, meghatározottak. hajtómű tengelykapcsoló A térfogatkiszorítású szivattyúk rezgés- és zaj-karakterisztikájának részletes elemzéséhez azok vibroakusztikai folyamatait mágneses szalagra rögzítették, amelyet Bmel & A következőkben analizáltak. fogaskerékés GSY Kjaer [2] műszeren egy PZ-lDP-típusú Pl-ZO-típusú mozgólapátos szivattyú vibroakusztikaí vizsgálatának eredményeit mlmm A
valamint
l'uk
be.
l) l)
1. ábra
136
MM
Sz:
m.
S
mm
ma.
2% N
8
m.
F.
o.
ma. 137
mi. aki: nm
m5 ma
m:
m9 138
mérőpados vizsgálatakor (I. ábra)
,
szivatÍY
A
a
fölött
szivattyú
a a
3,
ban
,
mikrofont
tették. a helyezték el, gyorsulás-érzékelőt pedig szivattyúházra n forés állandó különböző nyomások p zaj- és rezgésspektrumát és állandó n fordulatszámok nyop különböző 2. ábra mutatja;
maéassftíúk
í"
0,5
a
a
szwíeténábra.
A
e
dulatszám d-
esetélrzeflealfpektrogramokml számazó rezgéseket zajokat.
más
forrásokbonagy míg források: kn-um ,
5 A '
a
rezgés-
vibroakusztikai Aterfosat kiszorítású szivattyúk aktiv 111. paSSZIV utra. oszthatok: két csoportra módszerének alapja a szivattyú kinematikai (fogszám, lapátszám) paraméterei közti ,
Éíenaktív
konstrukciós
vibroakusztikaiaktivitás és alkatrészekgyártásának
A
VIBRATION
,,
,.
A
meghatározóak.
a
vezető
csökkentése
aktivitásának
szivattyúk
csökkentésének
aktivitása
-
.
források
hidrodinamikai
mechanikai
a
frekvenciák mellett elemzésével meghatározhatók a szivattyú rezonanciához útjai. vibroakusztikai aktivitás csökkentésének a
frckrxgzíigzi vibroakusztikai és
ill. hidrodinamikai
mechanikai
a
A kis frekvenciákon
és
,l
"u
különíteni
el lehet
E"
.
.
A vibroakusztikai
lehető-
aktivitas
..
csokken..
(vagyis forgórészének sebessége) és optimális összhang megteremtése. csökkentésére nagy befolyást gyakorol a szivattyúkülönösen szerelésének technologiaga.
SOURCES
OF GREAT
EOUIPMENTS
HYDRAULIC
by K. TOMASZEWSKI
Summary of energetic and mustarising in hydraulic machine are functions general, vibrations derives from the and the dynamic feature of the manufacturing; parameters as well as function In this study the author hydraulic element of the machines. analyses the gear pumps and the membraln
ruction
ne pumps, than he informs us about the results of the examinations, ties for the decrease of vibration acoustics of the hydraulic machines.
SCHWINGUNGSOUELLENVON
GROISEN
then
fmally' surveys
HYDRAULISCHEN
the
possibili-
MASCHINEN
von
K. TOMASZEWSKI
Zusammenfassung hydraulischen Fallenhángen Nlaschinen Energiinuílgimeinen Dynamische bzw: Technologie auf der
von
de!
entstehenden
Elemetftnstriuktionsparametem, bestimmen. analysiert _hydrauhschen InderAufsatz der
zahmadpum ene"
31'
ab.
Die
Maschme
danach Ergebmsse mint Endü C fmd dl?Membranpumpen, grbt er emen Überblick über die Verminderungsmöglichkeiten
ph
macht
er
die
der
Schwingungen Eigenschaften
der
der Verfasser
die
Untersuchungen
werden
be-
der Schwingungen.
139
KOIIEBAHHH
PICIOW-IHKM
BOIILIIIHX
FPIIIPABIIPHFEKHX
MAmuH
K. TOMAIIIEBCKH
Pe B oömem
cnyuae
cmo
ncxomrr
Memöpanmü MOXHOCTH
140
xoneöannx
noxaaarenen,
xonc-rpyxunonmx or
SJICMCHTOB
Hacoc, CHPDKBHIDI
IIOTOM
n
M e
nlnpasnmecxnx
a Tanonc
or
mnpanmmecxon anaxowmr
310
c
Manmuax
rexl-xonomu Mumum.
peaymraramu
HHTGHCHBHOCTH aKYCTYNGCKOÜ
B
aanncxr
or
Maunmocrpoenux,
paöoTe anmp
ncnsmnnn,
auep a
NTl-Necmxu
auanuaupye,
HaKOI-Iell
3
ecxoe elüt
YÖHaI-sm
paccMa-rpHnae; mi. KOIIBŐaI-IHÉ FWIPZBIHNGCRIDC Manna
A
NEHÉZIPARI
MÜSZAKI
EGYETEM
KÖZLEMÉNYEI
III.
sorozat
GÉPÉSZET 27.
A
KÖTET,
-
4. FÜZET
,,6. MECHANIZMUSOK
(MISKOLC,
A
l
1978.
SZEPT.
Es HAJTÓMÜVEK" SZIMPÓZIUM 5-7.) ELŐADÁSAI
szimpózium idegennyelvű előadásait a Publications C. Machinery Vol. 35. Fasc. 2-v4. tartalmazza.
Series
MISKOLC,
1981.
of the
Techn.
Univ.
for Heavy Ind.
TARTALOMJEGYZÉK
Rössner
Wolfgang:
Terplán
Zénó:
bolygóművek rendszerezéséhez
A kétkarú
fogaskerék bolygóművek
A
.
.
alkalmazásai
hazai
.
.
.
.
.
.
köű
széles
.
.
.
.
.
.
.
.
elterjedésének 13
akadályai
kényszermozgású, teljesítményelágazásos ÁÍ-fogaskerékhajtóművek kiegyenlítő mozgásához A belső fogazatú fogaskerékpár csúszási Szente Gádor István: Dmbni József József sebességének kiegyenlítése K.-H..'
Vatterott
A
.
.
Davitasvilí
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
A csuszkás
Steiskal Vlddímír:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Bosznay Ádám: .
.
.
.
.
.
valószínűségelméleti
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
dinamikai
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
jellemzőinek
.
.
.
.
Brunos
Picasso
-
csa
.
.
.
Príolo
-
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
számítása
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
K. Zablonszkz)",
Makhult Kovács
1.: F
ogaskerékkapcsolatok
Mihály: Tapasztalatok
terheléskoncentrációjának
fogaskerékszámító
egy
.
.
vizsgálata
programmal
László:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
letpároknál Richter
wolfgang:
Jakubowicz
Antoni
.
.
.
.
.
.
.
.
A hidrosztatikus -
tengelykapcsolók
Koprowski dinamikai
.
.
.
.
.
.
.
.
csapágyak Tadeusz:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.,
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
gépekbe beépített rugalmas .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
133 141
153
173 179
.
.
99 109
165
.
A nehézkivitelű
sajátosságai
.
89
119
.
.
Hajtómíífogaskerekek tervezése élettartamra Hegyháti József: Nem ortogonális hengeres-kúpos hajtások interferencia-problémái Szota György: A kenés hatásosságának értékelése folyadéksúrlódási állapotú siklófelü.
79
tár-
Píerlugí:
.
55
frekvencia-egyenlet
a .
.
Polárisan ortotrópikus Mrűs rezgéstani analízise A térfogatkiszorítású hidraulikus Tomaszewskí/Karol: gépek rezgésforrásai transzverzális Faragó Károly: Szerszágép-főorsók szíjhatásának nemlineáris rezgései Francesco
41
71
modellje
szintézise
szintézise
mechanizmusok
Czeglédi Gyula: Rugalmas szerkezetek Ginesu
27
65
rezgési sajátfrekvenciáinak számítása
Szerkezetek .
mechanizmusok
semmid-mechanizmus
terhelésű
Adott
és szintézise
analízise
mechanizmus
Dimitrov:
nélkül
.
A műszermechanizmusok
Zoltán:
Milko
.
Szakaszos
Józsefné:
Kaposvári Moskov
.
négycsuklós gömbi mozytó bütykös
A
N. Sz.:
FíIemon
.
-
-
189 203 213
.
237
