Động cơ bánh răng DC không chổi than làm giảm tiếng ồn trong các ứng dụng công nghiệp như thế nào?

Một phương tiện dẫn hướng tự động (AGV) nặng 650 kg di chuyển qua sảnh đóng gói thực phẩm với tốc độ 1,2 m/s phát ra tiếng ồn truyền động 73 dBA với động cơ bánh răng DC được chải nguyên bản. Sau khi chiếc xe đó được lắp lại nguồn điện 48 V động cơ bánh răng DC không chổi than và một giai đoạn hành tinh chính xác, mức đo được giảm xuống 61 dBA ở tốc độ và khoảng cách giống nhau. Sự chênh lệch 12 dB đó không phải là con số tiếp thị; nó đến từ việc loại bỏ tiếp điểm chổi than-cổ góp, siết chặt độ chính xác của lưới bánh răng và rút ngắn đường rung vào khung máy.

Bài viết này giải thích cách động cơ bánh răng DC không chổi than giảm tiếng ồn trong các ứng dụng công nghiệp, mức giảm thực tế có thể đi được bao xa và quyết định thành phần nào quyết định con số cuối cùng. Tóm lại: động cơ loại bỏ nguồn tần số cao chiếm ưu thế và hộp số xác định mức độ rung còn lại có thể nghe được. Sự tương tác giữa cả hai là lý do tại sao chỉ riêng việc hoán đổi động cơ hiếm khi mang lại đầy đủ lợi ích có thể có.

Loại bỏ ma sát của bàn chải Loại bỏ nguồn nhiễu tần số cao nhất

Chuyển đổi động cơ DC từ chuyển mạch có chổi than sang không chổi than và nguồn tiếng ồn lớn nhất sẽ biến mất trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào khác.

Trong động cơ DC có chổi than, chổi than trượt trên các đoạn cổ góp. Tại mỗi lần chuyển đổi phân đoạn, dòng điện bị gián đoạn và khởi động lại, tạo ra các hồ quang vi mô và tiếng ồn tiếp xúc cơ học. Kết quả là tiếng ồn băng thông rộng mạnh nhất trong khoảng từ 3 kHz đến 8 kHz, dải tần mà thính giác của con người nhạy cảm nhất. Đó là lý do tại sao động cơ chổi than có âm thanh chói tai ngay cả khi chỉ số decibel tổng thể của nó ở mức vừa phải. Động cơ bánh răng DC không chổi than thay thế cổ góp cơ học bằng chuyển mạch điện tử kích hoạt bằng cảm biến Hall. Không có bàn chải để trượt, không có vòng cung để rít và không có sự gián đoạn tiếp xúc định kỳ.

Các phép đo mức âm thanh không tải điển hình ở tốc độ 3000 vòng/phút đặt động cơ bánh răng DC có chổi than 60 W trong phạm vi 62-68 dBA, trong khi thiết bị không chổi than tương đương có cùng hộp số và cách lắp đặt nằm trong khoảng 55-60 dBA. Sự suy giảm tập trung ở dải tần số cao, làm cho sự thay đổi được cảm nhận lớn hơn con số thô gợi ý. Kiến trúc không chổi than tương tự làm giảm tiếng ồn chạy trong các thiết bị gia dụng cân trực tiếp vào khung công nghiệp.

Gear Precision Đặt mức tiếng ồn sau khi loại bỏ tiếng ồn của bàn chải

Khi tiếng ồn của bàn chải không còn nữa, hộp số sẽ trở thành sàn tiếng ồn và độ chính xác của bánh răng quyết định mức độ thấp của sàn đó.

Tiếng kêu của bánh răng được tạo ra do lỗi truyền động, được định nghĩa là sự khác biệt giữa chuyển động chia lưới lý tưởng của một cặp bánh răng và chuyển động thực tế được truyền dưới tải trọng, gây ra bởi độ lệch biên dạng răng, lỗi bước và độ lệch đàn hồi. Trong động cơ có chổi than, nhiễu âm dưới 2 kHz này thường bị che khuất bởi nhiễu chổi than. Sau khi chuyển sang động cơ không chổi than, mặt nạ biến mất và tần số lưới bánh răng trở thành dấu hiệu âm thanh chủ đạo, thường là 500 Hz đến 2 kHz, giống âm và tương quan chặt chẽ với tốc độ và số lượng răng.

Do đó, trình tự đúng là tháo chổi động cơ trước, sau đó mới giảm lỗi truyền động. Bánh răng xoắn ốc tạo ra kích thích cực đại thấp hơn so với bánh răng trụ vì sự truyền tải diễn ra từ từ. Hộp số hành tinh chính xác với sườn răng được tôi cứng và mài giúp giảm sai số truyền động hơn so với bánh răng quay. Phản ứng ngược phải được kiểm soát bằng tải trước nhẹ: phản ứng ngược bằng 0 sẽ loại bỏ tác động, trong khi tải trước quá mức sẽ tăng thêm tiếng ồn do ma sát và nhiệt. Các nhà sản xuất tích hợp động cơ và hộp số trong một vỏ, chẳng hạn như dòng động cơ bánh răng DC không chổi than được cung cấp ở đây, giúp giảm sự biến đổi lắp ráp tại nguồn.

Động cơ bánh răng DC không chổi than hiệu suất cao với tầng hành tinh Dòng sản phẩm này bao gồm các động cơ hộp số không chổi than 24V đến 230V được thiết kế để vận hành êm ái. Bối cảnh nêu bật khả năng giảm tiếng ồn 12 dB khi kết hợp với hộp số hành tinh chính xác, khiến trang này trở nên cần thiết để chọn kết hợp phù hợp. Xem sản phẩm →

Việc lắp đặt và cộng hưởng quyết định xem động cơ có yên tĩnh khi chịu tải hay không

Động cơ có độ ồn thấp chỉ hoạt động êm ái khi có cấu trúc được gắn chặt vào nó.

Ngay cả một động cơ không chổi than chuyển mạch tốt cũng tạo ra gợn sóng mô-men xoắn nhỏ và sóng hài ăn khớp. Khi giá đỡ có tần số tự nhiên gần các sóng hài đó, khung sẽ khuếch đại chúng thành nhiễu bức xạ. Ba thông số lắp đặt quan trọng nhất: độ cứng của mặt lắp, độ thẳng hàng giữa động cơ và trục dẫn động, và độ cứng của khớp nối. Giá đỡ mặt bích cứng với thanh ghi được gia công chính xác giúp giảm khả năng truyền rung từ 6-10 dB so với giá đỡ chân tuân thủ dưới sức căng của dây đai. Trục lệch 0,1 mm có thể làm tăng tiếng ồn của lưới bánh răng lên 3-5 dB.

Trong AGV và các bộ truyền động hậu cần, hệ số dạng tích hợp sẽ giúp ích. Động cơ bánh răng không chổi than 24 V có tầng hành tinh trên mặt bích cấp servo giúp giữ cho đường rung ngắn và đẩy các đỉnh cộng hưởng lên tần số cao hơn. Cấu hình này là lựa chọn phổ biến cho các bộ truyền động đi bộ và nâng AGV vì nó kết hợp tiếng ồn thấp có thể nghe được với biên độ quá tải cao, mô-men xoắn liên tục thường là 1-3 Nm ở đầu vào 24 V và giai đoạn hành tinh hấp thụ tải trọng tác động thay vì truyền chúng đến khung.

Động cơ bánh răng không chổi than 24V cho các ứng dụng AGV và tự động hóa Động cơ 24V nhỏ gọn này cung cấp công suất 25-400W ở tốc độ 3000 vòng/phút với mô-men xoắn định mức 0,08 Nm. Thiết kế không chổi than và bệ hành tinh giúp giảm độ rung và tiếng ồn, lý tưởng cho các ổ đĩa đi bộ AGV nơi có âm thanh thấp và biên độ quá tải cao. Xem sản phẩm →

Mức giảm tiếng ồn đo được: So sánh cấu hình ổ đĩa

Mức giảm nhỏ nhất trong thế giới thực chỉ đến từ việc hoán đổi động cơ; lớn nhất đến từ việc nâng cấp động cơ và bánh răng cùng nhau.

Biểu đồ bên dưới thể hiện các mức áp suất âm thanh trọng số A tiêu biểu được đo ở khoảng cách 1 m tính từ khung động cơ, ở tốc độ 3000 vòng/phút tại trục động cơ, khi không tải bên ngoài. Các giá trị này thể hiện mức chênh lệch thường thấy trong các báo cáo thử nghiệm động cơ; các số cuối cùng thay đổi 2-4 dBA tùy thuộc vào cách lắp đặt và tải trọng.

Cách chỉ định động cơ bánh răng DC không chổi than có độ ồn thấp cho ứng dụng của bạn

Đặt mục tiêu tiếng ồn tính bằng dBA ở khoảng cách 1 m, sau đó thực hiện ngược từ số đó sang thiết kế điện của động cơ, loại bánh răng và hình dạng lắp đặt.

1. Cố định tốc độ vận hành và mô-men xoắn, bao gồm cả các đỉnh không liên tục. Tiếng ồn thường tệ nhất ở các điểm cộng hưởng, không phải ở tốc độ tối đa.
2. Chọn một động cơ không chổi than có chuyển mạch điện tử phù hợp. Yêu cầu nhà sản xuất đo dBA ở khoảng cách 1 m tại điểm vận hành của bạn, không chỉ khi không tải.
3. Chọn giai đoạn bánh răng. Cần có hành tinh xoắn ốc hoặc hành tinh chính xác đối với tiếng ồn âm dưới 60 dBA; bánh răng trụ chỉ có thể hoạt động khi mục tiêu trên 62 dBA.
4. Xem lại phong bì gắn. Ưu tiên giá đỡ mặt bích có thanh ghi được gia công thay vì giá đỡ bằng kim loại tấm mỏng.
5. Nguyên mẫu và đo trên máy thực tế, vì khung luôn tăng thêm vài decibel so với thử nghiệm trên băng ghế dự bị.

Lựa chọn điện áp tương tác trực tiếp với khả năng tương thích điều khiển. Động cơ bánh răng không chổi than điện áp thấp 24 V và 48 V là tiêu chuẩn cho AGV và thiết bị di động, trong khi động cơ bánh răng không chổi than điện áp cao 220-230 V phù hợp với máy móc công nghiệp cố định có nguồn điện AC-bus trực tiếp. Tại Công ty TNHH Sản xuất Thông minh Chiết Giang Saiya, cả hai dòng điện áp đều được chế tạo dưới dạng khung nhỏ gọn với các giai đoạn hành tinh tích hợp.

Động cơ bánh răng không chổi than 220V-230V cho máy móc công nghiệp cố định Hoạt động bằng nguồn điện xoay chiều công nghiệp tiêu chuẩn, động cơ này cung cấp công suất 10-400W ở tốc độ 3000 vòng/phút với mô-men xoắn lên tới 1,5 Nm. Nó phù hợp với các thiết bị cố định cần điều khiển chuyển động đáng tin cậy và khung nhỏ gọn với tầng hành tinh tích hợp giúp giảm tiếng ồn có thể nghe được. Xem sản phẩm →

Câu hỏi thường gặp về tiếng ồn của động cơ bánh răng DC không chổi than

Bốn câu trả lời dưới đây bao gồm các câu hỏi xuất hiện đầu tiên trong mọi cuộc thảo luận về giảm tiếng ồn.

Động cơ bánh răng DC không chổi than êm hơn động cơ DC có chổi than bao nhiêu?

Trong một động cơ hộp số hoàn chỉnh ở cùng tốc độ và tải, sự khác biệt thường là 8-12 dBA, tập trung ở dải tần 3-8 kHz mà người vận hành cảm thấy khó chịu nhất. Giá trị chính xác phụ thuộc vào giai đoạn bánh răng và kết cấu lắp đặt.

Hộp số hay động cơ là nguồn gây tiếng ồn chính?

Trong động cơ bánh răng có chổi than, tiếp điểm chổi than-cổ góp thường chiếm ưu thế trên 3 kHz. Trong động cơ bánh răng không chổi than, lưới bánh răng trở thành nguồn chính, thường là 0,5-2 kHz. Do đó, nâng cấp hộp số là cách duy nhất để tận dụng tối đa lợi ích về tiếng ồn của thiết kế không chổi than.

Bộ điều khiển có ảnh hưởng đến độ ồn không?

Vâng, đáng kể. Bộ điều khiển đầu vào chuyển mạch hình thang tạo ra nhiều gợn mô-men xoắn hơn và nhiễu âm cao hơn bộ điều khiển chuyển mạch hình sin hoặc bộ điều khiển hướng trường. Tần số chuyển mạch cũng phải phù hợp với độ tự cảm của động cơ; bộ điều khiển không khớp sẽ tạo thêm tiếng rên ở dải tần 10-20 kHz.

Tôi có thể trang bị thêm động cơ bánh răng DC không chổi than vào thiết bị hiện có không?

Thông thường là có, nếu điện áp, giao diện bộ điều khiển, kích thước mặt bích và tỷ số truyền khớp nhau. Trang bị thêm AGV và bộ truyền động băng tải là cách làm phổ biến. Bởi vì động cơ không chổi than thường ngắn hơn động cơ chổi than tương đương ở cùng mô-men xoắn nên hiếm khi xảy ra xung đột đường bao.