В соответствии с ГОСТ 11929-87 (СТ СЭВ 828-77) шумовые характеристики ЭМ определяются одним из следующих методов: в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью, или в реверберационном помещении (технические методы), или ориентировочным методом [7.3, 7.10,7.11,7.23].
При испытаниях можно определить следующие характеристики: спектр уровней звуковой мощности в октавных частотных полосах Lpi корректированный уровень звуковой мощности LPA; средний уровень звука на расстоянии 1 м от наружного контура машины LdiA\ средний уровень звукового давления в октавных полосах на расстоянии 1 м от наружного контура машины Ldx\ показатель направленности G.
Рис. 7.5. Виды спектров шума:
а — сплошной; б — смешанный; в - тональный
Указанные выше характеристики определяются в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 63 до 8000 Гц (т. е. в диапазоне частот 45—112000 Гц), если в стандартах или технических условиях на машины конкретного типа нет других указаний. Допускается проводить определение характеристик в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 125 до 8000 Гц, если невозможно обеспечить условия измерений, указанные ниже, в октавной полосе со среднегеометрической частотой 63 Гц. Выбор характеристик определяется видом испытаний (п. 1.3—1.5 стандарта).
При техническом методе определения шумовых характеристик в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью измерения проводятся в заглушенных камерах со звукоотражающим полом; на открытых площадках; в помещениях объемом не менее 1000 м3 для измерений в полосах со среднегеометрическими частотами начиная с 63 Гц, и не менее 200 м3 — для измерений в полосах со среднегеометрическими частотами, начиная со 125 Гц.
Контроль определения шумовых характеристик в реверберационном помещении проводится по ГОСТ 12.1.027-80.
При ориентировочном методе измерения проводятся на открытой площадке над звукоотражающей плоскостью или в помещениях объемом более 70 м3.
Пригодность помещения или измерительного пространства определяется по п. 5.1.2,5.1.3, 5.4.1 и приложению 3 ГОСТ 11929-87.
При измерении уровня шума ЭМ должна быть установлена так, чтобы исключить влияние на результаты измерений посторонних вибраций и исключить передачу вибрации от испытуемой машины к другим устройствам, могущим стать источниками звуковых помех. Для этого, независимо от способа установки при эксплуатации, ЭМ устанавливают на виброизолированном фундаменте (или поворотном столе) на амортизаторах или применяют упругую подвеску. Жесткую установку (подвеску) допускается применять в следующих трех случаях: когда проверкой установлено, что такой способ не изменяет шумовых характеристик ЭМ; когда технически невозможна упругая установка ЭМ; когда данный способ указан в стандарте или технических условиях на ЭМ конкретного типа.
При измерениях шумовых и вибрационных характеристик ЭМ способы установки примерно одинаковы и те различия, которые все-таки имеются, мы рассмотрим ниже (ГОСТ 11929-87, ГОСТ 12379-75). При упругой установке ЭМ могут использоваться различные приспособления, связанные с ЭМ, которые совершают колебания вместе с ней как единое целое. Совокупность всех этих приспособлений называется дополнительной массой, и она не должна превышать 0,1 массы ЭМ. Масса фундамента, на который устанавливается ЭМ, должна превышать массу этой машины не менее чем в 10 раз.
Для электрических машин с частотой вращения до 25 Гц при измерениях вибрации допускается производить измерения при /0 < 0,75fmin (по вибрационной скорости) и /о <0,5fmin (по вибрационному ускорению).
При измерениях ЭМ должна иметь такое же положение, как и при нормальной эксплуатации. Если машина предназначена для работы в различных положениях, то ее испытывают в горизонтальном положении (при отсутствии других указаний в стандарте или технических условиях). Метод упругой установки обеспечивает получение объективных шумовых и вибрационных характеристик ЭМ, так как конструкция стенда практически не влияет на результат измерений.
При измерениях шума к установке предъявляются дополнительные требования:
если при упругой установке образуется расстояние между звукоотражающей плоскостью и опорной поверхностью машины, то оно должно быть не более 0,1 lmax (lma* — максимальный размер машины);
при измерениях в свободном звуковом поле машину устанавливают примерно посредине звукоотражающего пола в закрытом помещении или над звукоотражающей плоскостью в свободном пространстве.
Указанные выше требования к собственным частотам упругой установки обеспечиваются правильным выбором упругих элементов (амортизаторов) . Амортизаторы выбираются с учетом допустимых механических нагрузок и жесткости. Статическое перемещение центра тяжести ЭМ, с учетом дополнительной массы, не должно превышать половины максимального допустимого прогиба (перемещения) упругого элемента.
Рассмотрим порядок выбора амортизаторов [7.17,7.14]:
- По наименьшему рабочему числу оборотов п машины рассчитывается собственная частота колебаний f0 на частоте вращения.
- По числу крепежных отверстий выбирается схема размещения амортизаторов.
- По массе машины определяется типоразмер амортизатора и рассчитывается собственная частота колебаний ЭМ по формуле
где с — динамическая жесткость амортизатора по оси, перпендикулярной плоскости установки, Н/м; М — масса машины, приходящаяся на один амортизатор, кг.
Снижение собственной частоты колебаний машины достигается для некоторых типов амортизаторов (например, АКСС и АКСС-И) увеличением весовой нагрузки (применением меньшего типоразмера амортизаторов) . Допускается 2,5-кратная перегрузка.
В тех случаях, когда динамическая жесткость применяемых амортизаторов не известна, для приближенной оценки собственной частоты колебаний машины можно воспользоваться формулой
где 6 — линейная деформация амортизатора (или упругой подвески) под действием веса машины, м.
- После проведения расчета сравниваются собственные частоты: заданная и расчетная. Если расчетная частота выше заданной, то выбираются амортизаторы меньшей жесткости или же делается каскадное (последовательное) соединение амортизаторов. При каскадном соединении амортизаторов собственная частота колебаний ЭМ в vт раз меньше (т — число каскадов), чем собственная частота на амортизаторах того же типа при отсутствии каскада.
Экспериментальное определение собственной частоты колебаний ЭМ рекомендуется проводить при возбуждении колебаний с плавно изменяемой частотой. Возбуждение осуществляют при помощи вибратора, или изменением частоты вращения электрических машин с преднамеренно неуравновешенным ротором, или по свободным колебаниям.
К амортизаторам предъявляются следующие требования:
амортизаторы должны иметь одинаковую жесткость и высоту;
чистота поверхности амортизатора Ra должна быть не меньше 2,5 мкм; максимально допустимое отклонение по жесткости составляет 10%, по высоте 1%.
Рис. 7.6. Расположение точек измерения
Из-за несоблюдения этих требований при измерении вибрации показания приборов будут нестабильны и с большими погрешностями измерения, так как нагрузка будет распределена на амортизаторах неравномерно, что скажется на собственной частоте колебаний ЭМ.
Выбор режимов работы ЭМ при определении шумовых характеристик производится в соответствии с п. 5.10, 5.11 ГОСТ 11929-87.
При определении шумовых характеристик ЭМ техническим методом в свободном звуковом поле над звукоотражающей поверхностью (метод 1) точки измерения располагаются на измерительной поверхности, охватывающей ЭМ и опирающейся на звукоотражающую плоскость (см. п. 6.1.1 ГОСТ 11929-87). ИП должна находиться на измерительном расстоянии d от корпуса машины, форму которого условно считают параллелепипедом с размерами 11я Z2, /3 (при определении этих размеров не учитываются концы валов, коробки выводов, рым-болты и т. п.). Измерительное расстояние d выбирается по п. 6.1.2 ГОСТ 11929-87 в зависимости от размера ЭМ, помещения и уровня шума помех, а число точек измерения и их положение — по п. 6.1.3, 6.1.4. Стандартное измерительное расстояние принимается равным 1 м.
При обработке результатов измерений необходимо знать площадь измерительной поверхности и значение поправочного коэффициента К. Площадь измерительной поверхности S, м2, вычисляют по формуле
Размеры, а, Ь, с измерительной поверхности (рис. 7.6) вычисляют по формулам:
где /ь /2 — размеры основания параллелепипеда, ограничивающего ЭМ, м; /з — высота параллелепипеда, м, d — измерительное расстояние, м.
Коэффициент К определяется методикой, изложенной в приложении 3 ГОСТ 11929-87. Коэффициент К дает возможность оценить качество звукового поля и учитывает коррекцию отраженного звука в испытательном пространстве.
Определение шумовых характеристик ориентировочным методом (метод 3) предусматривает расположение точек измерения такое же, как и при определении методом 1, но количество точек измерения и их расположение выбираются по п. 6.3, 6.4 этого стандарта.
