Echovrije ruimte voor geluidmetingen aan hydraulische systemen : richtlijnen voor akoestisch en mechanisch ontwerp en konstruktie

Echovrije ruimte voor geluidmetingen aan hydraulische

systemen : richtlijnen voor akoestisch en mechanisch ontwerp

en konstruktie

Citation for published version (APA):

Berhault, J. P. A., Daniels, J. C. J., & Martin, H. J. (1977). Echovrije ruimte voor geluidmetingen aan hydraulische systemen : richtlijnen voor akoestisch en mechanisch ontwerp en konstruktie. Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1977

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

door: Dr.ir.J.P.A.Berhault Ing.J.c.J.Daniels Ir.H.J.Martin

INTERAFDELINGSWERKGROEP "GELUIDBESTRIJDING" Rapport nr. 77-t,- A.

TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN

-1-SAMENVATTING

Bij de meeste problemen die zich voordoen bij lawaaibestrijding zou men altijd volgens twee benaderingswijzen te werk moeten gaan, welke bestaan uit actieve en passieve maatregelen om het geluid te verminderen.

Bij het uitvoeren van actieve maatregelen probeert men de geluidbronnen zelf onder controle te krijgen en zo mogelijk te verwijderen. Als dat laatste niet mogelijk is, dan ligt een andere actieve methode voor de hand, namelijk het wijzigen van de eigenschappen van de geluidafstraling. Beide methoden zijn

typisch van werktuigbouwkundige aard.

Onder passieve methoden wordt verstaan het afschermen, omhullen of optimaal situeren van machines die lawaai veroorzaken. Rier betreft het voornamelijk maatregelen op bouwkundig en bedrijfskundig gebied.

Omdat gecombineerde toepassing van actieve en passieve methoden samen tot de beste resultaten leidt, zal een effectieve samenwerking tussen de betrokken disciplines noodzakelijk zijn.

Daarom is het wellicht verheugend dat aan de Technische Rogeschool Eindhoven (THE) een interafdelingsproject gestart is vanuit de bestaande afdelingen der Werktuigbouwkunde (Vakgroep WN) en Bouwkunde (Vakgroep FAGO) met als onderwerp:

"Geluidbestrijding aan hydrostatische aandrijfsystemen".

Ret ligt voor de hand, dat, in het kader van dit onderzoekproject de geluidpro-ductie van de voor deze systemen zo belangrijke componenten, bestaande uit hydrostatische pompen, motoren en leidingen, zal moeten worden onderzocht.

I. Een zo laag mogelijk achtergrondniveau t.g.v. externe geluidbronnen. 2. In de kamer dienen geluidmetingen onder genormaliseerde omstandigheden

(vrije veld) mogelijk te zijn.

3. Voor de pompen en motoren moet een aandrijfsysteem met bepaalde mechanische eigenschappen als vermogen, draaimoment, toerental, etc. worden aangebracht in de kamer.

Ook hieruit blijkt weer dat interdisciplinaire samenwerking noodzakelijk was.

De bedoeling van dit rapport is zoveel mogelijk praktische informatie te geven over de technische kanten van dit werk ten behoeve van al degenen in de

indus-trie die met deze problemen geconfronteerd worden. Zowel voor het akoestische als werktuigbouwkundige ontwerp zijn uiteraard meerdere oplossingen denkbaar. In de respectieve hoofdstukken worden verschillende oplossingen tegen elkaar afgewogen. De bestaande situatie heeft de uiteindelijke keuze voor een groot deel bepaald. Ret rapport bestaat uit twee delen:

1. de bouw en de bekleding van de meetkamer zelf (door ir.R.J.Martin);

2. het ontwerp en de constructie van het aandrijfsysteem (door ing.J.Daniels). Een en ander is uitgevoerd in de periode juni 1976 - augustus 1977.

INROUDSOPGAVE

blz.

Samenvatting

Inhoudsopgave 2

Woord vooraf 3

I. Ret akoestisch ontwerp 4

I. I. Inleiding 5

I.2. Bestaande situatie 5

I.3. Vereiste verbeteringen 11

1.4. Principe-opzet van verbetering 12 I.5. Definitieve bouwkundige constructie 13

I.6. Bereikte verbeteringen 17

I.7. De echovrije ruimte met harde bodem 17 I.8. Uiteindelijk stoorniveau 20

I.9. Conclusies 22

II. Ret mechanisch antwerp 23

II.l. Inleiding 24

II.2. Globale opzet 24

II.3. Gestelde voorwaarden, mogelijkheden en begrenzingen 26 II.4. De hoofdbestanddelen van de aandrijving 27 II.5. Schematische opzet van de aandrijving met als energiebron 33

een hydromotor

II.6. Kritische toerentallen en eigen frequenties van de 34

roterende delen II.7. Montage en onderhoud II.8. Slotbeschouwing II.9. Symbolen III. Instrumentatie 35 36 37 38

-3-EEN WOORD VOORAF

De auteurs betuigen op deze plaats hun erkentelijkheid voor de financiele ondersteuning van het totaleproject door de Technische Hogeschool Eindhoven. Veel dank is verder verschuldigd aan de heren ing,G.Toet (Vakgroep Aandrijf-techniek, Afdeling Werktuigbouwkunde) en R.C.van Eeden (Vakgroep FAGO, Af-deling der Bouwkunde) voor hun voortdurende hulp en steun, zowel op admini-stratief als technisch gebied.

De schrijvers brengen tot slot hun dank over aan de technische staf van beide vakgroepen, in het bijzonder aan de beer P.Kelderman.

I.l. INLEIDING

In de lawaaibestrijding worden de eigenschappen van een geluidbron doorgaans vastgelegd door zijn geluidvermogen(niveau) als funk tie van de frequentie (en richting). Uit dit geluidvermogenniveau kan dan in alle praktijksituaties het geluid(druk)niveau worden berekend.

Het geluidvermogenniveau van hydraulische pompen en motoren wordt bepaald val-gens !SO-Standard 3532.

De metingen vinden hierbij plaats in een echo-vrije ruimte met een reflecte-rende vloer (vrije-veld-metingen). In deze echovrije ruimte dient het van buiten binnendringend lawaai van andere apparaten (machines) minstens 10 dB beneden het geluidniveau van het testobjekt te liggen.

Deze twee voorwaarden hebben beide betrekking op het frequentiegebied 100 -5000 Hz.

Het inrichten van een dergelijke meetkamer in een bestaande situatie vereist in het algemeen eerst maatregelen om het stoorlawaai van de omgeving voldoen-de laag te houvoldoen-den. Deze maatregelen hebben direkt betrekking op voldoen-de lucht- en contactgeluidoverdracht van de aangrenzende ruimten naar de meetkamer.

Verlaging van deze overdracht betekent een aanpassing van de bouwkonstruktie en de bevestiging der hydraulische leidingen. De aard van de aanpassingen wordt bepaald door de waarde van de vereiste geluidreduktie.

Vervolgens client de kamer echovrij gemaakt te worden, hetgeen een zaal-akoes-tische opgave is, welke met geluidabsorberende materialen aangepakt dient te worden. Hierbij is een zo groot mogelijk volume gewenst om goede vrije-veld-metingen te kunnen verrichten.

1.2. BESTAANDE SITUATIE

2. 1. De bouwkonstruktie

---In het laboratorium Aandrijftechniek (45 x 20 x 8 m3;zie fig. I. 1.) bevinden zich 2 aangrenzende kamers, waarvan de een ingericht dient te worden als meet-kamer en de ander als aandrijf- en controlemeet-kamer.

De afmetingen van de meetkamer en de aandrijfruimte zijn respektievelijk 7,52 x 4,48 x 3,67 m3 en 3,65 x 4,48 x 3,67 m3 •

Onder de meetkamer en de aandrijfruimte en een gedeelte van het laboratorium bevindt zich de pompruimte, van waaruit het hele laboratorium van hydraulische energie wordt voorzien.

3650

?fJ.

3650 355

I

~

7S20 ~3650

?l2

I t I .n

I

I~ U') N

me-etruimte aand~ijf- 'i-'N

I _ru1mte ~

I

_• _l l N I I I

I

I

I

L

..

I I I

-I

,....

I

LAB. HAL

!

.I

I

§

II(

~

~'

..

~

tJ I I

I

I

I

I

_,....

I

t-_t-

-I-

·--;

I

I

I

I

~

I

I

I·~ -1

~-I

LAB(RAT()RIJM WN s:haal 1: 200 • maten in rrm. Figuur I. 1.

-7-De gebruikte materialen voor vloeren en wanden zijn:

- vloer tussen pompruimte-meetkamer: 25 em beton + 4 em afwerklaag met een totale massa van ca, 700 kg/m2;

- wand tussen meetkamer-aandrijfruimte: 22 em baksteen, ca. 400 kg/m2;

- wand tussen meetkamer-laboratorium: 22 em baksteen, ca. 400 kg/m2; in deze wand twee dubbelwandige stalen deuren, elk uit 2 gedeelten met een speciale kierdicbting;

- wand tussen meetkamer-buiten: spouwwand, bestaande uit 2-steens muren

a

ca. 400 kg/m2 met een spouw van ca. 5 em;

- dak tussen meetkamer en laboratorium: 25 em beton, 600 kg/m2•

In de pompruimte staan zowel bydraulisebe boge- als lage-druk-pompen en elek-tromotoren direct op de betonvloer gemonteerd. Hoge- en lage-druk-leidingen zijn star bevestigd onder tegen de vloer van de meetkamer.

In de aangetroffen toestand zijn de geluidniveaus in de pompruimte, meet-kamer en aandrijfruimte bepaald bij bet in-bedrijf-zijn van een boge-druk-pomp (200 bar) in de boge-druk-pompruimte:

- pompruimte 92-94 dB(A); - meetkamer 72 dB(A); - aandrijfruimte 72 dB(A).

Bij bet in-bedrijf-zijn van alle lage-druk-pompen en 2 boge-druk-pompen op 300 bar lopen deze geluidniveaus op tot respectievelijk 104, 75-80, 91-97 dB(A). Om na te gaan langs welke wegen bet geluid naar de meetkamer wordt overgedragen zijn de volgende metingen gedaan:

- lucbtgeluidisolatie meetkamer-aandrijfruimte (zie Fig.I.2, bladz.8); - lucbtgeluidisolatie meetkamer-kelder (zie Fig.I.3, bladz.9);

- lucbtgeluidisolatie meetkamer-laboratorium (deuren) (zie Fig.I.4, bladz. 10) Uit de luchtgeluidniveaus in de pompruimte en meetkamer ten gevolge van de installaties, en de luchtgeluidisolatie tussen deze ruimten kan geeonclu-deerd worden dat contactgeluidoverdracht de grootste bijdrage levert aan het geluidniveau in de meetkamer,

Trillingsmetingen wezen uit, dat zowel via de boge-druk-leidingen tegen bet plafond als via de pompfundaties, de vloer,en de betonkolommen.de vloer tussen de pompruimte en de meetkamer wordt aangestoten en geluid afstraalt (zie Fig.I.S, bladz.tl),

Tevens worden bierdoor de wanden en bet plafond van de meetkamer in tril-ling gebracbt,

f'...

80

/

~I/

;rv

""

_~

70 60 ~

..

...

, ... ,,--....

,

_,,' ~, \ "' , ,

..

'

, , ,,'

",

..

~ ,

..

so

_, .,.

..

,, , I I I i I

.

,

,

"'

,

,

,

'

i/

,

'

,

' t.O I I I

,"'

I 1/ "\

_i/

,

,

__

7

30 20 63 12S 250 500 1000 2000 !,000 8000

LUCHTGELUIDREOUCTIE me!tkamer- aandrijtruimte frequentie (H zl

---· voor verbetering - - na verbflering

-9-70

/

~

/

/

v

/

/

_I

I

I

60 50 40

~

30 20 • 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 frequentie (Hz) ~

LUCHTGELUIDREDUCTIE meetkamer- kelder

AL<dB) 70 60

,'::::

;,::;::::.·::::;.-

-r\

4

-

_I

) ,

/

.

v

50 I -

)/

I

v

.

I

1

~

,/

I ''1 40 30 20 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 frequentie <Hzl ~ LUCHTGELUIDREDUCTIE meetkamer - lab. WN <deurenl

- - - linker deur

--- rechtt'r deur

-

11-met!tkamer

:' . .

..

. . . . ·~ .. · ... • .... '

..

·..

.

. . ~ ~

kelder

Doorsnede hal WN. en meetkamer Cschematisch)

aangeg~en is lk gehidvoortplanting vanuit de machinekelder

- kontaktgeluid

---- luchtgeluid

•• • ••••• via (bevtstigingen van) leidingen

Figuur I. 5.

1.3. VEREISTE VERBETERINGEN

Het geluidniveau van de gangbare typen motoren en pompen, welke getest zullen gaan worden, is in het algemeen hoger dan 65 dB(A) (op J m afstand onder vrije-veld-omstandigheden). Geluidniveaus van 80-90 dB(A) zijn in de hydrau-liek geen uitzondering, Wanneer door maatregelen aan de pomp of motor het geluidniveau met zo'n 10 dB(A) verlaagd kan worden, heeft dit tot gevolg dat het stoorlawaai maximaal 55 dB(A) mag bedragen.

De geluidoverdracht naar de meetkamer dient dan ook sterk verminderd te wor-den: de strengste eis, d.w.z. bepalend voor de verandering van de bouwkun-dige constructie, is 18 dB verlaging bij 250 Hz.

1.4. PRINCIPE-OPZET VAN VERBETERING

Het geluidniveau in de meetkamer ontstaat voornamelijk door contactgeluid-transmissie. In mindere mate is luchtgeluid de oorzaak van het hoge stoorla-waai in de meetkamer.

Een eerste verbetering kan dan ook worden bereikt door:

- het loskoppelen van de hoge-druk-leidingen van de vloer van de meetkamer; - waar dit nog kan de pompen op trillingmatten of -dernpers plaatsen.

Aangezien het laatste achteraf een zeer ingrijpende zaak is en de eis van 18 dB reductie bij 250Hz erg streng is, dient de contactgeluidtransrnissie verder te worden verrninderd. Dit houdt in, dat alle zes trillende, begren-zende vlakken van de meetkarner afgeschermd dienen te worden. Bouwkundig be-tekent dit een doos-in-doos-constructie: op de bestaande vloer een zwevende vloer, hierop nieuwe wanden en op deze wanden een plafond dat geen contact rnaakt met het bestaande plafond.

Het is zaak bij de keuze van de materialen voor de binnendoos de niet te ver-mijden volurneverkleining van de meetkamer minimaal te houden in verband met de vrije-veld-omstandigheden in de meetkamer.

De trillingoverdracht van de buitendoos naar de binnendoos vindt voorname-lijk langs de volgende wegen plaats:

- bestaande vloer + zwevende vloer (contactgeluid) en verder naar de wanden

van de binnendoos;

- wanden buitendoos + wanden binnendoos (luchtgeluid);

- plafond buitendoos + plafond binnendoos (luchtgeluid).

De resonantiefrequenties van deze drie massa-veer-systemen dienen zo laag mogelijk te zijn. Tevens dienen de begrenzingsvlakken zo te worden gekozen, dat de afstraaleigenschappen, zeals grensfrequentie en inwendige demping, gunstig liggen in het van belang zijnde frequentiegebied.

Niet-akoestische zaken spelen bij de keuze nog een rol: - stabiliteit I draagkracht;

- kans op uitvoeringsfouten; - minimale volumeverkleining.

De constructie van de zwevende vloer volgt uit de belasting ten gevolge van de testopstelling (betonblok, pomp of motor en aandrijfsystemen) en ligt hier-mee vrijwel vast. Principieel gezien hebben we voor de wanden en het plafond van de binnendoos de keuze uit twee oplossingen:

a. lichte buigslappe materialen van bijvoorbeeld enkele of dubbele gipskar-tonplaten of afgepleisterde houtwolcement met een massa van 10

a

30 kg/m2 , zowel voor de wanden als het plafond.

b. half-steens-wanden met een massa van ca. 200 kg/m2 in combinatie met een buigslap plafond opgelegd op stalen T-profielen.

-13-Ad. a.

Voordelen: - gunstige afstraaleigenschappen (straalt moeilijk geluid af); - snel aan te brengen.

Nadel en

Ad. b.

- gewenste verbetering ~s te bereiken met te grote volumeverklei-ning (grote spouw noodzakelijk);

- aparte draagconstructie nodig voor wanden, plafond en deuren; - niet geheel vrij van uitvoeringsfouten, mechanisch zwak.

Voordelen: - zelfdragend, kan tevens plafond in stalen profielen dragen; - volumeverkleining is gering (kleinere spouw toelaatbaar);

Nadel en

- hestand tegen mechanische invloeden; - deuren kunnen hierin bevestigd worden;

- grotere verbetering haalbaar, lagere resonantiefrequentie. - afstraaleigenschappen, met name grensfrequentie, wat ongunstig

is, ca. 200 Hz;

- kans op valspecie in spouw tussen binnen- en buitendoos (brug-gen voor het contactgeluid).

De vergelijking tussen de beide mogelijkheden valt uit in het voordeel van oplossing b. Deze is dan ook gekozen en verder berekend en gedetailleerd. Deuren

---In de bestaande buitendoos zaten twee dubbelwandige stalen deuren, elk be-staande uit twee vleugels. Deze deuren hebben een hoge geluidisolatie. Be-sloten is om een der deuren in de binnendoos te plaatsen achter de andere deur.

1.5. DEF!NITIEVE BOUWKUNDIGE CONSTRUCTIE (zie Figuur I.6. 1 (bl. 14) en !.6.2 (bl. 15).

Stapsgewijs zijn de volgende veranderingen uitgevoerd. Tussentijds zijn con-trole-metingen verricht om de effecten van de veranderingen na te gaan.

De hoge-druk-leidingen zijn losgekoppeld van de vloer tussen kelder en meet-ruimte en verend bevestigd op stalen bokken. Deze bokken staan op trilling-dempende rubbermatten op de betonvloer in de kelder en zijn met zand gevuld om de inwendige demping te vergroten.

B. De zwevende vloer

PLATTEGROND

meetkd.mer

0

"

(£) ('I')

-15-DOORSNEDE

meetkamer

ni~uw~ situatie

0

0

sch;.;.l 1 : SO Figuur I. 6. 2.

motor, aandrijfas en steunen, dat een normale zwevende dekvloer van 4 em dit niet kan dragen. De verbetering van de geluidisolatie met een normale dek-vloer is ook niet voldoende, zeker niet bij 250 Hz.

Uit constructieve en uitvoeringstechnische overwegingen volgde een 12 em dikke gewapende betonvloer als dekvloer. Deze dekvloer moet verend beves-tigd worden op de bestaande betonvloer. Bij normale zwevende vloeren wordt als verende tussenlaag meestal minerale wol of vilt gebruikt. Bij de hier optredende belastingen zijn de eigenschappen van minerale wol niet te voor-spellen. De fabrikant durfde geen garanties te geven op de elastische eigen-schappen na verloop van enkele jaren. Daarom is besloten de dekvloer op sta-len veren (omega-profiesta-len), zogenaamde Langsdammbugel, te plaatsen (zie Fig. I.7, bladz.l6).

.. _._ .. _4i

~*---++--bes t:;gnd ~----,.41+--S teen wot /--J+--1/2 steens veer ~bouwvilt

~1100

-=fi

detail 1

Figuur I.7.

De vloer bestaat aldus uit: - bestaande vloer, 350 mm beton; - Langsdammbugel, hoogte 40 mm;

1 : 1 0

detail

2

- bouwvilt (om de overdracht van hoge frequenties door het staal van de veren tegen te gaan), ter dikte van 10 mm;

- dekvloer, dik 120 mm.

De dekvloer is in het werk gestort.

De bekisting bestaat uit een raamwerk van stalen U- en I-profielen met onder-in een ondervlak van geprofileerde staalplaat. In de onderste helft van de dekvloer is een stalen wapeningsnet aangebracht. Tussen dekvloer en bestaan-de vloer is minerale wol aangebracht om contact tussen bestaan-de beibestaan-de vloeren te vermijden en om als spouwabsorptie dienst te doen.

Tijdens het construeren van de dekvloer is het stalen frame aan de zijkanten middels kantstroken van minerale wol van de omringende constructie vrijgehouden.

Op de aldus vervaardigde dekvloer is eerst een van de stalen deuren geplaatst en gesteld. Daarna zijn de halfsteens-wanden opgemetseld, waarbij om contact-bruggen ten gevolge van valspecie tussen de binnen- en buitendoos te vermij-den, eerst mineraalwolplaten tegen de buitendoos zijn aangebracht.

-17-Na het opmetselen van de wanden zijn hierop stalen T-profielen als draagcon-structie voor het plafond aangebracht. In dit frame zijn Heraklith-EPV-platen gelegd. Deze platen bestaan uit 5 em Heraklith (houtwolmagnesiet), waarvan een oppervlak verdicht is uitgevoerd, hetgeen afpleisteren onnodig maakt.

I.6. BEREIKTE VERBETERINGEN

Na het gereed komen van de wanden en het plafond 1s opnieuw gemeten: - luchtgeluidisolatie meetkamer + aandrijfruimte (zie Fig.I.2), De geluidisolatie is, zoals uit Fig.I,2 blijkt, sterk verbeterd.

Daarna is opnieuw het stoorlawaai, dat vanuit de pompenkelder in de meetka-mer doordringt, gemeten:

1 hoge-druk-pomp, 200 bar Lp

=

55 - 60 dB(A),

I, 7. DE ECHO-VRIJE RUIMTE MET HARDE BODEM

De meetkamer dient na de constructieve werkzaamheden zodanig "aangekleed" te worden dat vrije-veld-metingen mogelijk zijn onder de voorwaarden: - frequentiegebied 100-5000 Hz;

de te gebruiken materialen dienen zo goed mogelijk oliebestendig en enigs-zins stootvast te zijn,

De wanden en het plafond dienen dus vrijwel volledig absorberend te zijn van 100-5000 Hz. Dit kan alleen bereikt worden met een geleidelijke overgang van de lucht naar het absorptiemateriaal: de wigvorm is een veel gebruikt voorbeeld. Aan een wig zijn een aantal karakteristieke afmetingen te onderscheiden:

- de tophoek,

- de totale lengte, - de basislengte.

!2~!!2!!;~

De grootte van de tophoek wordt bepaald door de hoogste frequentie tot welke de kamer echo-vrij moet zijn; is deze frequentie hager, dan is de vereiste tophoek kleiner,

Bij de eis tot 5000 Hz hoeft de tophoek niet zo klein te zijn.

!2.!:!.!!!;_1:~!!-i.!:!!;

De laagste frequentie, waarbij de wanden 99% van de geluidenergie moeten ab-sorberen, bepaalt de lengte van de, wiggen 1/4A < wiglengte (ruwweg).

:§:..

.._, :~ u :'t 0 '-' <IJ

....

'-' <IJ ..,._ Q.; '-~.2.§.!!.1~!!:8!:~

De lengte van de basis bepaalt de bulk van het materiaal achter de eigenlijke wiggen. Naarmate deze lengte groter is, worden met name de lage frequenties beter·geabsorbeerd. De kans op reflecties vanuit de hoek tussen twee wiggen

is kleiner.

De geeigende materialen voor deze wiggen zijn mineraalwol en polyurethaan-schuim. Deze materialen zijn in verschillende porositeiten (kg/m3, stromings-weerstand) verkrijgbaar; dit is voor beide materialen vrijwel gelijk).

Na vergelijking van prijs, verwerkingsmogelijkheden, bestandheid tegen olie en mechanische invloeden is gekozen voor een polyurethaan wig met de afme-tingen (zie Fig.I.8):

- lengte 457 nun,

- lengte basis 200 mm, - tophoek 48°.

Figuur I. 8.

Aangezien de tophoek niet erg klein hoeft te zijn is bij een bepaalde totale lengte de basislengte grater.

De wig hoeft dan niet zo lang te zijn om bij .lage frequenties nag redelijk te absorberen, hetgeen weer gunstig is voor het resterende volume van de meetkamer. De reflectiecoefficient van deze wig, gemeten bij loodrechte in-val is geschetst in Fig.I.9 •

. 9 .8 .1 .6

.s

..

~

~

\

\

.4 ;3 .2 ~

'

'

~

r--

~-'20 30 40

so

60 70 30 90 100 fre uentie Hz

-19-De volumieke massa van bet polyurethaan schuim is 40 kg/m3•

~~Y~~~!s!~s~~~~~~~~

Aan de wanden is een stalen net met een maaswijdte van 20x20 cm2 bevestigd (zie Fig. I. 10). Daarin zijn de

wiggen geschoven, waarbij ze om en om 90° om hun lengte-as gedraaid zijn om geen voorkeurs-richtingen voor bet geluid op te wekken. Het is als bet ware een

stapelbouw met een stalen net als drager. Evenzo is aan de staalprofielen van bet plafond een dergelijk stalen net hangen, waarin de wiggen ge-plaatst zijn.

Figuur I. 10.

Ook voor de stalen deuren zijn wiggen bevestigd. Het probleem dat bij de scharnierkant van de deur ontstaat wanneer de deur geopend wordt, is opge-lost met een speciale deurconstructie (zie Fig.I.11),

1,2,3,4,5=draaipunten 6=deur 5 7=wig 8=stalen raamwerk 9•draaipunt deur open

~~!1~!21~

Om nate gaan in hoeverre de kamer echo-vrij is, is de afname van het ge-luidniveau met de afstand, veroorzaakt door een geluidbron, gemeten (zie Fig. I. 12). Deze curve voldoent tot 10.000 Hz aan de theoretische kromme.

4 r---~ maximale afwijking AdB t.o.v. vrije veld 3 2 -·-·-·-·-·-·-·----....L---1-·-·-·-·

i

i

•

•

•

ll{ • If 63 125 ₂₅₀

BOVENGRENS VOOR METINGEN

--expertise. (ISO 3743 l --.~ ~-~~,_,; -·-·- taboratorium ( ISO 3745 ) • • • meting 1.8. UITEINDELIJK STOORNIVEAU

i

i

...-·-·-,.-·---~-·-·-·

..

•

...

"

2000 8000 frequentie. (Hz> fig.I.l2.

*

16000

Na het aanbrengen van de wiggen 1s opnieuw het stoorlawaai midden in de meet-kamer gemeten. Bij het in-bedrijf-zijn van een hoge-druk-pomp (200 bar) in de kelder ontstond in de meetkamer het spectrum (zie Fig.I. 13, bladz.19), hetgeen neerkomt op ca. 30 dB(A).

100

i

SPLldBl 90 80 70 60

so

40 30 20

-21-I

I

I ! ~ ~

v

""

.

~

I I ' I ' I 1', I \ I \ ! \ i I \ I \

I

\ I _\

/

I

\ .. I

I /

\

\ _I \

I /

_\

\

I

.,

1/

\ \ \ \ , /

\

\

v

\ \ \ \

I

\

\ \

I

\

_---1

I i _\

I

\

_I

! :

\

!

\

I

I

..

..,r

~

\

i ... •• ... ! i •• •••• ! • ... •

'

~-,~·-k, ~

.I

\\

: I

·-.

\

\\

! \ '. ·\

..

... _{··~ .. ...}

..

~

...

63 125 250 500 1000 2000 8000 frequentie (Hz)

---'11>-geluidspectrum in machinekelder (96 dB<All

- - - - idem in meetruimte voor ~rtouwing ( 72 c:BCAl)

-·-·-· spectrum in meetruimte na verbouwing. zonder absorptie CS4 dBCAJ l ... idem dtooid t30cf3<All

-22-I. 9. CONCLUSIES

In de bestaande situatie is een echo-vrije meetkamer gerealiseerd, welke voldoet aan onze uitgangspunten.

Hierbij dient te worden opgemerkt, dat het bereikte stoorlawaai van 30 dB(A) gemeten is in de meetkamer, v66rdat, zoals de bedoeling van de proefopstel-ling is, de draaiende as met groat vermogen vanuit de aandrijfruimte door de wand in de meetkamer is gebracht. Daardoor kan het stoorlawaai verhoogd en tevens de geluidisolatie tussen aandrijfruimte en meetkamer verlaagd worden. De doorvoering van deze as door de dubbele wand dient dan ook zeer zorgvuldig ontworpen te worden (zie II,4.6).

De ligging van de meetkamer boven de pompenkelder mag vanuit hydraulisch cog-punt gunstig zijn, het is echter zeker niet de eerste keus om een goede

echo-vr~Je meetkamer te plaatsen, Ook zou het stoorlawaai in de meetkamer nog

lager hebben kunnen zijn wanneer bij de opzet van de pompenkelder meer gewerkt was met trillingdempers onder de pompen en flexibele koppelingen in het lei-dingensysteem. Wanneer de pompen en motoren door principiele wijzigingen aan hun opbouw zo stil zijn, dat hun geluidniveau minder dan 10 dB boven dit

stoorlawaai ligt, dienen de metingen gecorrigeerd te worden voor dit stoor-lawaai.

Het volume van de kamer is aan de kleine kant, waardoor de nauwkeurigheid van de vrije-veld-metingen vooral in de lage frequenties wordt beperkt.

I

II. 1. INLEIDING

Indien men onderzoek wil plegen aan geluidafstraling van hydraulische compo-nenten of aan de invloed van de samenbouw van meerdere compocompo-nenten op de

ge-luidproduktie maakt men bij voorkeur gebruik van een echo-vrije ruimte. Als in deze echo-vrije ruimte bet geluidstoorniveau ten opzichte van bet

ge-luidniveau van bet meetobject ten minste 10 dB lager is, kan een akoestische waarneming plaatsvinden, die niet meer gecorrigeerd hoeft te worden.

Zowel bij proefnemingen aan pompen als aan motoren maakt men gebruik van me-chanische of hydraulische energie, die door een afzonderlijke energiebron wordt geleverd, Daar deze energiebron tevens een geluidbron is, is bet

nood-zakelijk haar in een aparte ruimte onder te brengen, Dit impliceert, dat er door de scheidingswand tussen meetkamer en energiebron been, energietransport nodig is. Bij metingen aan hydromotoren kan via slangen of pijpen hydraulische

energie naar bet meetobject toegevoerd worden, Bij metingen aan hydropompen zal mechanische energie door genoemde scheidingswand gevoerd moeten worden, zonder de geluidisolatie van de wand noemenswaardig te verminderen.

Daar zowel meetobject als energiebron een uitgaande as bezitten, ligt bet

voor de hand dat de mechanische energie getransporteerd wordt door beide assen middels een tussenas aan elkaar te verbinden. (zie Fig,II.l,blz.25)

In deze beschouwing wordt nader ingegaan op bet ontwerpen en construeren van een complete aandrijfeenheid voor een echo-vrije ruimte, waarmee de hoeksnelheid

w traploos regelbaar is.

II.2. GLOBALE OPZET

Om voldoende plaats te scheppen voor bet doen van akoestische metingen rondom bet meetobject dient de aandrijfas ruim in de meetkamer te steken. Het asge-wicht mag geen belasting vormen voor de aslageringen van meetobject en aan-drijfmotor, daarom dient de as met een eigen lagering uitgevoerd te worden. Om te vermijden dat er via de aandrijfas contactgeluidoverdracht plaatsvindt tussen omgeving en meetkamer, c.q. meetobject, is de gehele aandrijving met uitsluiting van bet motorische deel in de meetkabine geplaatst.

Dit houdt wel in, dat meer zorg besteed moet worden aan bet afschermen van de aslagers (zie punt II.4.2).

Verder is de gehele aandrijving met uitsluiting van de motor, star op een-zelfde chassis bevestigd.

Voor deze opzet is gekozen om de volgende redenen:

- een nauwkeurig uitlijnen van meetobject ten opzichte van aandrijfas moge-lijk te maken;

-25-Figuur II.l. Globale opzet, I. meetkabine 9. as 2. aandrijfkabine 10. lager 3. kelderruimte 11. meetobject 4. muurdoorvoer 12. opspantafel 5. labyrint-afdichting 13. betonblok 6. toerenopnerner 14. trillingdemper 7. aandrijfmotor 15. chassis 8. as-ondersteuning

- elke verandering van het gewicht van het meetobject zou anders een ver-schuiving van de asmiddellijn hiervan ten opzichte van de aandrijfas-mid-dellijn tot gevolg hebben;

- ten gevolge van variaties in de

w

kan bij een niet-starre opstelling een radiale verplaatsing van meetobjectas ten opzichte van aandrijfas optreden, Deze verplaatsing veroorzaakt extra buigspanningen in meetobject en aan-drij fas.

Om contactgeluidoverdracht tussen aandrijfeenheid en meetobject c.q. meetca-bine zo veel mogelijk te vermijden zijn de volgende maatregelen genomen: - Het chassis is door middel van trillingdempers op de vloer van de

meetca-bine geplaatst.

- Zowel aandrijfmotor als meetobject staan op een zwaar betonblok, waarvan de afmetingen zijn resp. 100 x 100 x 100 cm3 en 100 x 100 x 60 cm3• - De aandrijfmotor en betonblok zijn met trillingdempers op de vloer in de

- De aandrijfmotor is evenals het meetobject door middel van flexibele askop-pelingen verbonden aan de aandrijfas.

- Zowel meetobject als aandrijfmotor zijn met hun hydraulische aansluitingen door middel van slangen verbonden aan het centrale olieconditioneringssys-teem.

De ashoogte is 1250 mm (zie fig. II. 1.). Deze hoogte is gekozen om: - het meten random het meetobject mogelijk te maken;

- het meetobject staat, voor wat betreft de hoogte, bij benadering centraal; - een goede werkhoogte te scheppen;

- betonblokken van voldoende gewicht te kunnen construeren.

Opm.: Een lager geplaatste as kan echter stabieler tussen de lagersteunen in-geklemd worden.

Om te voorkomen dat bij veranderingen in het gewicht van het meetobject een te sterke verandering van de defle~tie van de trillingdempers op zal treden, waardoor het chassis zodanig kan zakken dat de labyrint-afdichting aanloopt, nemen we het totaalgewicht van chassis + betonblok + opspantafel, etc. zoda-nig hoog, dat variaties in het gewicht van het meetobject maar weizoda-nig invloed hebben op het totaalgewicht.

Hiermee voorkomen we de noodzaak tot nastellen van de labyrint-afdichting bij het verwisselen van het meetobject.

Als we de variatie in het gewicht van het meetobject stellen tussen ca. 5 en 500 kg, dan varieert het totaalgewicht hierdoor tussen ca. 5005 en 5500 kg. De deflectieverandering is dan maximaal ca. 0,7 mm.

Opm.: Opnieuw uitlijnen van de aandrijfmotor blijft echter in de meeste geval-len noodzakelijk.

1!.3, GESTELDE VOORWAARDEN, MOGELIJKHEDEN EN BEGRENZINGEN

Indien we de huidige stand van de techniek, voor wat betreft hydraulische pompen en motoren als zijnde de mogelijke testobjecten, bezien kunnen we maxi-ma en minimaxi-ma vinden met betrekking tot toerentallen, slagvolumina, draaimo-ment, vermogen, etc.

Het is zinvol om bij het ontwerpen van een testinstallatie met deze gegevens rekening te houden.

Men dimensioneert liefst zodanig, dat een zo groat mogelijk gebied onderzocht kan worden. We gaan uit van een constructie, waarbij de door een motor gele-verde mechanische energie (T x w) middels een as naar het meetobject gebracht wordt (zie fig. II. 1.). De hier toegepaste as kan belast worden met een draai-moment van 10.000 Nm.

-27-Ret toerentalgebied ligt tussen 0 en 50 omw./sec, (0-3000 omw./min.).

Afhankelijk van het meetobject kan de as aangedreven worden door diverse ty-pen hydromotoren, tot een maximaal vermogen van ca. 300 kW, of door een thy-ristorgeregelde gelijkspanningsmotor, Hiervan echter is het vermogen slechts 30 kW. Het toerentalgebied van deze gelijkspanningsmotor ligt eveneens tussen 0 en 50 omw./sec,

De installatie voorziet in de mogelijkheid om zowel pompen als motoren te be-proeven.

Bij beproevingen aan motoren wordt de aandrijfmotor vervangen door een pomp, die als belasting van de hydromotor dienst kan doen,

De opspantafel is zo gedimensioneerd, dat een moment-meetas tussen motor en aandrijfas gemonteerd kan worden, zodat de hydraulische grootheden bp en

Q,

alsmede de mechanische T en oo tegelijkertijd geristreerd kunnen worden, Hierin is: Ap - het drukverschil over de hydromotor

Q -

de aan de hydromotor toegevoerde volumestroom T - het door de motor geleverde draaimoment

oo - de hoeksnelheid.

II.4. DE HOOFDBESTANDDELEN VAN DE AANDRIJVING

Toegepast is een ongeharde centerloos geslepen as, lang 2000 mm, met een dia-meter van ~ 90 mrn, in de nauwkeurigheidsklasse h6. De maximale afwijking in

rechtheid, onrondheid en diameter is < 0,02 mm.

Het materiaal is Fe 520 met een

TOO

van 200 N/mm2.~oo ~s de toelaatbare

wring-spanning~

De diameter ¢ 90 mm laat toe dat het maximale draaimoment van 10.000 Nm kort-stondig overschreden kan worden tot ca. 12.000 N.

Omdat, indien men verdere bewerkingen aan de as uitvoert, spanningen geintro-daceerd worden, ten gevolge waarvan de as kan deformeren, past men bij voor-keur klemverbindingen toe bij het bevestigen van koppelingen en lagers op de

as, er hoeven dan geen spiebanen gestoken te worden.

Toepasbaar zijn:

Deze lopen trillingsarm en wrijvingsarm. Koeling vindt plaats via de smeer-olie. Ze zijn geschikt voor zeer hoge toerentallen. Deze lagers zijn echter zeer kostbaar. Bovendien vragen ze voortdurend nazorg (pompinstallatie en filter). Een toerental van 100 omw. sec-] is in deze konstruktie gemakkelijk - Pneumostatische lagers. (haalbaar.

Deze lopen eveneens trillingsarm en nagenoeg wrijvingsloos. Ze ontwikkelen geen warmte en zijn toepasbaar voor zeer hoge toerentallen. Hun draaggetal is beperkt (voor onze toepassing echter ruimschoots voldoende). Ze zijn duur in aanschaf en vanwege de geringe lagerspeling nogal vuilgevoelig. Bovendien dient het lager vanwege het ontbreken van een smeerfilm, en ter vermijding van metallisch contact voortdurend onder druk te blijven staan. Het in stand houden van het pneumostatische lager blijft dus evenals het hydrostatische lager energie kosten. Het maakt bovendien veel geluid ten gevolge van de uitstromende lucht.

- Glijlagers.

Deze lopen trillingsarm en zijn toepasbaar voor middelhoge toerentallen. Met een 1n deze konstruktie toepasbaar glijlager is een maximaal toerental

van ca. 70 omw. sec-l haalbaar. Ten gevolge van de grotere wrijving is koeling bij hogere toerentallen meestal noodzakelijk. Ze zijn goedkoper dan de 2 voorgaande typen, maar duurder dan wentellagers. Ze vragen bovendien meer onderhoud dan wentellagers en moeten in bedrijf continu gesmeerd wor-den.

- Wentellagers.

Deze lagers produceren vrij veel trillingen. De wrijving is kleiner dan bij glijlagers, zodat de koelingsproblemen geringer zijn. Indien vetsmering toegepast wordt, vragen ze nagenoeg geen onderhoud. De levensduur is lang en de aanschafprijs is in verhouding tot de andere typen zeer laag. Hun toerentalgebied is beperkt.

Alle voor- en nadelen overwogen hebbende, 1s de keuze gevallen op de goedkope wentellagers van het type tweerijige zich instellende kogellagers met konische boring. De lagers worden door middel van een eveneens konische trekbus op de

as bevestigd (zie fig.II.2.). Hiermee kan de lagerspeling ingesteld en de as vast in de lagers geklemd worden, waardoor de amplitude bij een optredende

resonantie verkleind wordt en de door het lager veroorzaakte trillingen ver-minderd worden. Het slingerplaatje zorgt in combinatie met het vetafvoerka-naal voor een juiste vetvulling van het lager. De labyrintafdichtingen zor-gen voor een geringe luchtgeluidoverdracht (zie verder bij Montage en Onder-houd. II.7).

r-1 '

-29-+-

----~v~as~t l~e~r ____ __ •

I

Figuur 11.2. De gekozen wentellagers.

.

I

. I

I

I

I

De lagersteunen vormen tesamen met het chassis een gesloten krachtendriehoek. Ze zijn opgebouwd uit kokerprofiel 120 x 80 x 5 mm. Om de demping te vergro-ten zijn ze gevuld met droog zand,

Opm.: Een ronde pijp, gevuld met zand, geeft echter beter dempende eigenschap-pen.

Terwille van de aansluiting aan het lagerhuis is hier gekozen voor

Het chassis bestaat uit een door middel van IPE-200-profiel vervaardigd raam-werk met als afmetingen L x B = 2400 x 1000 mm. Midden in het chassis zijn ~n

de lengterichting een viertal mantelpijpen

0

70 mm aangebracht ten behoeve van de hydraulische aan- en afvoerkanalen,

Vervolgens is, als demping-vergrotende maatregel, het chassis binnen de pro-fielen volgestort met beton. De mantelpijpen zijn aldus omgeven door beton, zodat de daarin lopende hydraulische leidingen geisoleerd zijn komen te liggen.

Ter vermijding van contactgeluidoverdracht tussen as en meetobject, zowel als tussen aandrijfmotor en as, enter vermijding van uitlijnonnauwkeurigheden is het toepassen van elastische flexibele koppelingen noodzakelijk.

Het draaimoment wordt door de koppeling overgebracht via een elastisch mate-riaal met goede dempende eigenschappen, De keuze van dit matemate-riaal is afhan-kelijk van de grootte van het over te brengen moment, het frequentiespectrum en het maximum toerental, Hoe groter het moment, hoe hoger de toelaatbare vlaktedruk op het elastische element moet zijn en/of hoe groter de diameter, waarop de krachten overgebracht worden, zal moeten zijn.

Dit impliceert, dat de grotere koppeling zich vrij star zal gedragen bij het overbrengen van kleine draaimomenten,

Een aanvaardbare oplossing is gevonden in een konstruktie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een basiskoppelin,Ahie door middel van een klemverbinding(<:) op de as bevestigd blijft. Met verwisselbare elementen, die afhankelijk van de grootte van het over te brengen draaimoment op deze basiskoppeling

beves-tigd kunnen worden, kunnen meerdere draaimomentgebieden bestreken worden (zie fig.II,3,).

Momenten < 200 Nm + basiskoppeling (A) met 4 elastische elementen (B).

Momenten > 200 < 5000 Nm + basiskoppeling + tussenplaten (D + F met 24 elas-tische elementen (E).

Momenten > 5000 Nm + basiskoppeling + tussenplaat • Hierbij worden de elas-tische elementen verwisseld tegen elementen met een hogere toelaatbare vlak-tedruk.

Deze opzet heeft als voordeel dat de dynamische asbalancering niet verstoord wordt, doordat de basiskoppeling op de as bevestigd blijft. Wel dient grote aandacht besteed te worden aan de nauwkeurigheid van pasranden en aan een volkomen symmetrische opbouw van de uitwisselbare koppelingsdelen.

Omdat de delen A en C via plaat D vast aan de wand bevestigd zijn, moet ter vermijding van aanlopen de speling (s) groot genoeg zijn om de maximaal tredende deflectie van de trillingsdempers onder het chassis te kunnen op-vangen (zie verder bij Montage en Onderhoud, II.7).

De labyrintafdichting is met vet gevuld om de luchtspleten tussen roterend en vast deel te verkleinen. Om demontage en uitlijning mogelijk te maken zonder verwijdering van de koppeling is het roterende deel, zowel als het niet-ro-terende deel van het labyrint gedeeld uitgevoerd. De plaat D, die loodrecht op de as door middel van ankerbouten aan de muur bevestigd is dient als

re-ferentievlak voor de muurdoorvoer + labyrintafdichting •

c

I

I

A

s

.

_.

.

_..

.

. .

_..

.

.

.

. .

-G Figuur II.4.

De openingen tussen de stenen muren (E en F) en de muurdoorvoer (G) zijn opgevuld met polyetherschuim (H).

-33-II.5. SCHEMATISCHE OPZET VAN DE AANDRIJVING MET ALS ENERGIEBRON EEN HYDROMOTOR

r-' I I

t~

'--F ig_tlUr II. 5.

A

=

hydraulische pomp (meetobject)

'

I

'

..

B

=

reservoir met koeling en verwarming C

=

variabele leiding weerstand of smoring D

=

demper

E

=

Filter

F

=

buigzaam leidingdeel (slang) G

=

hydromotor

H

=

drukregelklem (veiligheidsklep). M

=

electromotor

B

l

+----~-,

Het meetobject (A), in dit geval een hydraulische pomp, kan gevoed worden uit een hoven geplaatst vat. Hiermee kan voorkomen worden, dat via de olietoevoer-leiding ongewenste drukpulsaties het meetobject binnentreden.

In het reservoir (B) bevinden zich koelings- en verwarmingselementen, die ervoor zorgen dat de aan het meetobject aangeboden olietemperatuur stabiel blijft.

Een as, op twee plaatsen gelagerd en voorzien van koppelingen, zal meerdere kritische toerentallen hebben,

In het algemeen streeft men naar een ontwerp, waarbij het laagste kritische toerental (~

₀

) buiten het meetgebied ligt.

Elk afzonderlijk constructie-onderdeel heeft een eigen resonantiefrequentie, Zo zullen in de asconstructie de delen la zowel als lb en lc bij een andere frequentie in resonantie komen.

q

--

--...

_....

Fl en F5 zijn krachten 't.g.v. de massa van de

askoppelingen.

F4 ontstaat door het roterende deel van de labyrintafdichting. F2 en F3 zijn reactie-krachten van de lagers.

Figuur II. 6.

Wanneer we de zelfinstellende, dubbelrijige kogellagers als scharnierende op-leggingen beschouwen, zal onder invloed van de aangebrachte belasting en het eigen gewicht de as gebogen worden volgens bovenstaande stippellijn.

Er ontstaan bij rotatie buigingstrillingen.

Verondersteld kan worden dat de kritische hoeksnelheden van de as gelijk zijn aan de eigen frequenties bij buigingstrillingen.

Beschouwen we vervolgens voor de berekening het laagste uitstekende deel van de as (1 ) als een massaveersysteem met een oneindig kleine demping, dan is

c

w = I k

o m

waarin: w = de laagste optredende kritische hoeksnelheid

0

k = een stijfheidsafhankelijke invloedsfactor m = de massa,

Vervangen we vervolgens k door ~ en .m door -dan is F

g w = I L en

0 f nko

= ~1T

I L _fc

c

Uit berekening van fc volgt hied (0- 50 omw/sec,).

meetge-

-35-De laagste kritische toerentallen van la en lb zijn respectievelijk 85 en

175 omw./sec.

We kunnen nko als volgt beinvloeden:

Verkorting van lc zal nko vergroten. De lengte lc is echter in deze con-structie aan een minimumgrens gebonden vanwege de afmetingen van muurdoor-voer + koppeling.

- Verlaging van de massa, hetgeen bij gelijk blijvende lengte neerkomt op ver-kleining van de diameter, of toepassing van een lichter materiaal. Beide

op-lossingen beinvloeden echter het maximum toelaatbaar draaimoment negatief. - Verhoging van de stijfheid van de as geeft eveneens een hogere nko' Een holle

as verhoogt de stijfheid en verlaagt tevens de massa, zodat nko toeneemt. Bij gelijk blijvende weerstand tegen wringing (WW) zal de uitwendige

dia-meter D echter grater moeten worden. Immers:

TI D4-d4 3

WW=~ D ~

De lagers zullen hierdoor grater uitvallen, waardoor het max1mum toelaat-bare toerental naar beneden begrensd wordt. Daar komt nog bij dat een goed uitgebalanceerde holle as vrij kostbaar is, hetgeen deze laatste oplossing nog minder attraktief maakt.

Een nauwkeurige balancering van de roterende delen, tesamen met een goede

in-kle~ng van de as in de lagers, zal de amplitude bij resonantie

verkleinen, waardoor nadelige invloeden hiervan op het meetproces tot een minimum beperkt kunnen worden.

II.7. MONTAGE EN ONDERHOUD

De afstelling van de klembuslagers client met zorg te geschieden.

Bij deze konstruktie, waarbij het lagerhuis en de lagersteunen een geheel zijn, is het echter niet mogelijk bij het aandraaien van de klembussen de buitenring te laten pendelen om zodoende het juiste afstelpunt te vinden. De volgende methode is in dit geval toepasbaar:

draai terwijl de as roteert de klembussen aan, totdat een zeer lichte toe-name van de rotatiewrijving optreedt. Stel daarna de klembussen zover terug, totdat deze wrijvingstoename verdwenen is. Terugstelling moet echter direct resulteren in wrijvingsafname. Komt de klembus echter niet direct terug ten gevolge van een te grate wrijving over de konus, dan loopt men het risico, dat te ver teruggesteld zal worden, hetgeen een te grote lagerspeling tot gevolg zal hebben.

plaat over de gehele as met lagersteunen geplaatst. Een profilering in ruit-vorm zorgt voor de nodige stijfheid van de konstruktie. Door deze afscherming is echter de thermische isolatie van de lagers eveneens toegenomen. Ter be-waking van de lagers is in elk lagerhuis een temperatuurvoeler gemonteerd. De nasmeerperiode kan aangepast worden aarr de lagertemperatuur.

Ret smeerschema zal er als volgt uitzien:

bij lagertemperaturen < 60°C is de nasmeerperiode ca. 1000 uur; bij lagertemperaturen < 75°C is dit ca. 250 uur.

Stijgt de bedrijfstemperatuur.echter tot boven 85°C, dan dient om de 125 uur nagesmeerd te worden.

Als smeervet kan gebruikt worden een metaalzeepvet van goede kwaliteit op li-thiumbasis.Doorsmeren dient te geschieden met roterende as.

Te losse montage van de klembussen heeft tot gevolg, dat de binnenring kan gaan walsen, waardoor deze ten gevolge van te grote warmte-ontwikkeling uit-zet en het lager vastloopt. Een te vaste afstelling heeft eveneens een te hoge lagertemperatuur tot gevolg.

Afstelling van de labyrintafdichting + muurdoorvoer kan als volgt geschieden. Belast het chassis met een gewicht dat overeenkomt met de gemiddelde belas-ting. Stel daarna de labyrintafdichting zodanig af, dat de speling (s} over-al even groat is.

Ret maximum hoogteverschil van de as door deflectie van de trillingsdempers onder het chassis ten gevolge van gewichtsvariaties is < 3 mm.

Daar de speling in de labyrintafdichting 3 mm is, zal deze niet aanlopen.

II.8.SLOTBESCROUWING

Betaalbaarheid heeft bij de toegepaste konstruktie een grote rol gespeeld. Verschillende elementen uit de konstruktie zijn voor verbetering vatbaar. Ret uitgangspunt een echo-vrije ruimte te konstrueren met een geluidstoor-niveau van 55 dB(A} is echter ruimschoots gehaald. Ret stoorgeluidstoor-niveau van de

aandrijving alleen is zeer laag te noemen (over het gehele toerentalgebied <45 dB(A}.Wanneer het maximum toelaatbare toerental in de toekomst de

begren-zende factor van de aandrijving zou worden, kan met gebruikmaking van de-zelfde as met koppelingen het toerental opgevoerd worden tot ca. 100 omw/sec, indien de kogellagers vervangen worden door hydrostatische lagers.

-37-II. 9. SYMBOLEN T w dB(A) lip Q f fa' fb' f c n wo ~0 "CW q F g k m Ww = moment in Nm

hoeksnelheid in rad. sec -1

=

= geluidniveau volgens dB(A)-schaal drukverschil -2 = l.n N.m 3 -1 = volumestroom in m .sec

=

frequentie in Hz

=

doorbuiging in mm = omwentelingen • sec -1

=

laagst optredende kritische hoeksnelheid in rad.sec-l

=

laagst optredende kritische toerental in omw.sec -1

1 b . . . N -2

=

toe aat are wr1.ngspann1.ng 1n .mm

=

gelijkmatig verdeelde belasting in N.m-1

=

kracht in N

op de as t.g.v. zijn eigen gewicht

=

versnelling t.g.v. de zwaartekracht in m.sec-2 = stijfheidsafhankelijke invloedsfactor in N.m-l = massa in kg

-39-III. INSTRUMENTATIE

Om te bepalen welke maatregelen gebruikt kunnen worden om een verlaging van de geluidproduktie van machines te bewerkstelligen zijn metingen van geluid-drukniveaus en trillingniveaus noodzakelijk.

Om na te gaan hoe en waar het geluid in de hydraulische systeemonderdelen ontstaat, ~s verder nog een meting van de vloeistof-toestand-parameters als statische of dynamische druk, temperatuur, etc. onontbeerlijk.

Voor al deze metingen zijn meetkabels in de constructie aangebracht, zowel vanuit de meetkamer naar de controlekamer als van de meetkamer naar het grote

laboratorium.

De metingen, die nodig zijn voor het onderzoekprogramma, kunnen geanalyseerd worden met standaard Bruel

&

Kjaer-apparatuur, zoals:

- microfoons (type 4145); - voorversterkers (type 2619); - smalbandfilters (type 2107);

- octaaf- en 1/3-octaafbandfilters (type 2112); - niveauschrijver (type 2305);

- toongenerator (type 1022); - trillingsexcitator (type 4809);

- versnellingsopnemers en krachtopnemers; - ladingsversterkers;

- kruiscorrelator, fabrikaat PAR, type 101.

Bij veel onderzoeken, oak bij geluidbestrijding, is het bepalen van overdrachts-functies, kruiscorrelatieoverdrachts-functies, etc. zeer gewenst om een inzicht te krijgen in het proces, 1n dit geval het ontstaan en voortplanten van geluid.

Daartoe worden de meetsignalen (geluiddruk- en trillingsniveaus, etc.) op mag-neetband opgenomen met een bandsnelheid van 38 cm/s op een REVOX A 77.

De meetsignalen kunnen daarna alle gewenste bewerkingen ondergaan in een PDP 11/5 computer, gecombineerd met een 1923 Time Data 2-kanaals FFT-analysator.

De bij de meetkamer aanwezige instrumentatie zal spoedig worden uitgebreid met een een-kanaals FFT-rekeneenheid, opgebouwd uit een Bruel

&

Kjaer FFT-analysator en een Hewlett-Packard 9825-A-tafelrekenmachine met uitgebreide

verwerkingsmoge-lijkheden.

Verder dient nag vermeld te worden, dat de meetkamer 1s voorzien van een ge-sloten t.v.-circuit om twee redenen:

1. de veiligheid van het personeel; 2. visuele controle op de experimenten.

CONCLUSIE

Deze echovrije meetkamer is zorgvuldig gebouwd met gebruikmaking van de nieuwste technieken, zowel op akoestisch als op werktuigbouwkundig gebied.

Een dergelijke meetkamer is een essentieel stuk gereedschap om een zinvolle bijdrage aan de lawaaibestrijding in de hydrauliek en andere werktuigbouw-kundige terreinen te kunnen leveren.