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油烟机电机异音分析

  [2017-02-06 16:50:38] 

摘要:对油烟机辐射噪声进行了测量,频谱分析表明200 Hz附近能量集中,该线谱来源于电机以及整机装配不良。听觉试验证明该线谱是/嗡嗡声的主要根源,可以作为油烟机故障的判别特征之一。用生产线实际测量数据进行故障诊断,结果与听音员判断结果一致性在95%以上。

  关键词:油烟机;异音;故障诊断;线谱特征

  目前,油烟机市场上合格产品辐射噪声水平的高低有所不同,但基本能满足国家标准[1]的要求。然而,合格油烟机的声品质有一定差异,有时会出现所谓的异音,异音会严重影响油烟机的产品质量。目前,国内有关生产企业已经注意到这一问题,由经验丰富的听音员来鉴别油烟机产品是否存在异音问题。但是人工听觉判断受主观因素影响大,特别是当异音程度不显著的时候,往往不能给出准确判断。另外,由于异音产生的原因错综复杂,能感知的听觉特征是多种原因共同造成的,因此,听音员往往不能正确指出异音产生的部位和根源。

  作为风机的一类,目前,对油烟机的研究主要集中在提高其工作性能(如风量、风压)、减少噪声辐射以及完善外形设计等方面,对故障诊断问题研究还不多[2——6]。而在设备故障诊断技术研究中,利用振动信号较多,利用声音信号进行故障诊断的研究相对较少[7——10]。本文针对某型油烟机时常出现的/嗡嗡声0异音问题,对实际测量数据进行了频谱分析,完成了线谱特征提取和听觉特征分析,指出了故障成因,用现场测量数据进行了故障诊断,取得了良好的诊断效果。

  1 辐射噪声测量

  实验测量在半消声室中进行,包括电机声辐射和整机声辐射测量,如图1和图2所示。在图1测量时,支架支撑电机托架,在电机高速旋转时测量3个位置声信号,分别为: 0位置距电机底面中心5 cm处; 1位置距电机侧壁5 cm处; 2位置距电机轴上方10 cm处。在图2测量时,油烟机放在一凳子上,在电机高速旋转时测量4路声信号,分别为: 0位置距电机底面中心3 cm处; 1位置在出风口约5 cm附近不受风流影响处; 2位置在蜗壳靠近进风口一侧中央距外壳约2 cm处; 3位置在进风口附近约10 cm处,该处基本不受风流影响。在上述测试中,有两套样本机器,分别是正常机和故障机。正常机没有异音,故障机有/嗡嗡声0。

  测量所用的传声器是声望MP201 /MA211,数据采集系统图1 电机声辐射测量示意图#85#油烟机电机异音分析与故障诊断图2 整机声辐射测量示意图是NI PXI1024 /PXI4472。它具有单板多路同步采集和多板多路同步采集的功能,最多可以支持32路同步采集数据。

  2 噪声信号的频谱分析和声压级计算

  对实验数据进行了频谱分析和声压级计算。图3和图4分别是正常电机和故障电机侧面位置的辐射声谱;图5和图6分别是正常机和故障机在进风口位置的辐射声谱, (a)、(b)、(c)分别为幅度谱、功率密度谱和声压级谱。从图3、图4可以看到:电机声谱主要是线谱成份,在100 Hz, 200 Hz以及1kHz附近幅度较强。故障机电机与正常机电机相比,在100 Hz, 200 Hz处谱线强度更大,两者在测量位置的声压级分别是65 dB和69dB。从图5和图6可以看到:整机声谱是连续谱与线谱的叠加。

  由声辐射理论可知,连续谱主要由叶轮的旋转噪声和结构振动噪声产生。在测量位置, 200 Hz线谱仍旧突出,且故障机比与正常机在200 Hz处谱线强度更大,两者在测量位置的声压级分别是80 dB和81 dB。从这组数据看出:有异音的机器声压级并不比正常机大。

  正常机电机侧面位置1处辐射声谱(该处声压级65 dB)图4 故障机电机侧面位置1处辐射声谱(该处声压级69 dB)图5 正常机进风口位置3处辐射声谱(该处声压级81 dB)图6 故障机进风口位置3处辐射声谱(该处声压级80 dB)中华维修网
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