Zmanjšanje hrupa črpalke 3D tiskalnika: tihe modifikacije, ki trajajo

Zmanjšanje hrupa črpalke 3D-tiskalnika se običajno začne stran od črpalke: nosilec, cevje in nastavitev pogona prenašajo večino zvoka. Najprej popravite montažno pot, nato premaknite pas PWM na 20-25 kHz in tretjič zaščitite obrabljivi del. Objavljena številka 60 dB je testni pogoj in ne obljuba za vaš stroj, zato izmerite 30 cm pred in po vsaki spremembi.

Kjer se začne zmanjševanje hrupa črpalke 3D tiskalnika

Črpalka oddaja hrup na treh ločenih mestih in vsako ima drugačen popravek: pot tekočine, motor in njegov pogon ter struktura, na katero je črpalka privita.

Proizvajalčev seznam napak navaja pet vzrokov, trije pa so težave z vzdrževanjem: prosti tek, vodni kamen in zamašen dovod, ki drhti pod podtlakom. Druga dva sta neusklajenost pogona, ki dodaja šibek visokofrekvenčni ton in toleranco rotorja in gredi, imenovano kot največji vir od vseh – konstrukcijska spremenljivka, ki je ne more pozdraviti noben nosilec.

Krtačni motorji dodajo še en podpis: obraba ogljikovih ščetk povzroča iskre in hrup, tekočina, ki doseže režo med statorjem in rotorjem, pa lahko poškoduje motor.

Kako ločiti piskanje PWM od mehanskega hrupa

Trije testi ločijo vire, preden kar koli kupite. Ohranite konstantno napetost in spremenite samo frekvenco PWM: če se ton premakne, je šum električen. Med delovanjem črpalke pritisnite na nosilec: če se glasnost spremeni, okvir seva. Primerjajte hladen zagon s tridesetminutnim delovanjem: ropot, ki narašča s tedni, kaže na obseg, medtem ko hrup, ki se začne v trenutku, ko se rezervoar izprazni, kaže na prosti tek.

Tabela 1. Viri hrupa črpalke, objavljeni podpis vsakega in test, ki ga identificira.

Viri: opomba proizvajalca o odpravljanju težav s hrupom in povzetek specifikacij; vrstica, ki se nanaša na strukturo, je inženirska praksa in ne objavljena meritev.

Preberi naslednje:Rešitve za hrup vodne črpalke Micro DC.

Izmerite hrup, preden spremenite črpalko

Osnovna črta, vzeta na enak način dvakrat, premaga katero koli oglaševano vrednost. Zabeležite nivo na 30 cm in 1 m pri delu, ki ga izvajate, ko je stroj sestavljen, in vsakič zabeležite razdaljo in namestitev.

Objavljeni številki nista primerljivi. 3 V črpalka je pod 60 dB na 30 cm, merjeno pri 5 V DC na 5 cm gobici; 24 V črpalka je objavljena pri 60 dB na 50 cm brez navedenih pogojev za namestitev. Zvočni tlak pade za približno 6 dB vsakič, ko se razdalja podvoji, tako da je 60 dB na 50 cm približno 64 dB na 30 cm v prostem polju. Na enaki osnovi obe črpalki nista pod 60 dB.

Uporabite eno telefonsko aplikacijo za primerjavo prej in potem, vendar merilnik v skladu z IEC 61672-1, ko bo številka objavljena, ker telefon nima navedene uteži. Raven presodite na razdalji roke, kjer poslušalec sedi.

Preberi naslednje:Peristaltična proti zobniški črpalki za 3D tiskalnike.

Namestitev za blaženje udarcev za zmanjšanje hrupa črpalke 3D tiskalnika

Izolator je vzmet in blažilnik skupaj in se obnaša kot mehanski nizkopasovni filter: nad svojo lastno frekvenco zmanjša prenos, pri resonanci pa ga ojača. Zato lahko ista gumijasta podloga naredi en tiskalnik tišji in drugega glasnejšega.

Namestitev črpalke 3D tiskalnika za blaženje udarcev

Obremenitev in geometrija sta pomembnejša od materiala. Ohranjajte delovno kompresijo znotraj elastičnega območja izolatorja, ker je zmečkana blazinica tog člen, in ohranjajte naravno frekvenco izolatorja precej pod frekvenco, ki jo vzbuja črpalka.

Tabela 2. Lastnosti elastomera za nosilce črpalke z nosilcem, uporabljenim v objavljenem preskusu hrupa.

Viri: tabele lastnosti EPDM in silikona iz navedenih polimernih referenc; montažno vrstico s strani izdelka 3 V črpalke. 'Ni navedeno' pomeni, da navedeni vir ne objavi vrednosti.

Pet načinov, kako naknadna vgradnja blažilnika udarcev ne uspe

Premostitev izolatorja.Vijak skozi blazinico, kabelsko vezico ali togi nosilec ustvari vzporedno pot, elastomer pa nato ne naredi ničesar.

Toge cevi.Dokumentirani testni pogoji uporabljajo silikon 45 Shore A z 2,5 mm izvrtino in 350 mm vstopno in 250 mm izstopno odprtino. Kratka trda cev prenaša vibracije: pretrda morda ne bo tesnila na bodici, premehka se lahko zruši pri sesanju.

Montaža na napačno frekvenco.Mehka podloga pod nosilcem luči lahko postavi naravno frekvenco nosilca znotraj območja vzbujanja črpalke, kjer se ojača namesto izolacije; večja masa nosilca ali blažilnik izravna ta vrh.

Obhod izolatorja z ožičenjem.Vsak kabel ali cev, ki prečka režo, je vibracijski kratek stik; v vsakem pustite servisno zanko.

Prekomerno zatezanje pritrdilnih elementov.Stiskanje preko elastičnega območja spremeni izolator v tog distančnik.

Slika 1. Modelirana prenosljivost nosilca črpalke: vibracije se pri resonanci ojačajo in oslabijo samo nad točko prehoda, večje dušenje pa zniža vrh.

Vir: avtorjev model z uporabo standardne transmisibilne relacije ene prostostne stopnje T=1 / sqrt((1 - r^2)^2 + (2 zeta r)^2) za r=f/fn, v kombinaciji z objavljeno ugotovitvijo, da je pasivni izolator mehanski nizkopasovni filter. Model, ne meritev.

Preberi naslednje:Specifikacija črpalke SC2301CPW 24 V.

Tiha modifikacija s peristaltično črpalko PWM krmiljenje hitrosti

PWM nastavi hitrost glede na funkcijo in zvok glede na frekvenco preklopa. Objavljene izhodiščne točke so 20 kHz, pas 20–25 kHz za tiho delovanje in opozorilo, da nad približno 30–40 kHz majhen voznik porabi pravo moč samo za preklop.

Pri nizkem delovanju črpalka vstopi v mrtvo območje, kjer trenje in navor obremenitve preprečita njen zagon: brni, segreje navitje in se ne premakne. Nastavite najmanjši ukaz nad zanesljivo začetno točko in raje gonilnik, ki že obravnava komutacijo, omejevanje toka in mehki zagon.

Tiha modifikacija: izbira frekvenčnega pasu

Slika 2 postavlja priporočilo proti zvočnemu pasu. Človeški sluh obsega približno 20 Hz do 20 kHz, tako da preklapljanje pri 20–25 kHz odstrani električno piskanje, medtem ko preklapljanje nad 30–40 kHz začne porabljati dejansko moč in toploto.

Slika 2. Objavljeni preklopni pasovi PWM glede na slišno območje človeškega sluha.

Viri: vodnik za uporabo PWM proizvajalca (začetna točka 20 kHz, tihi pas 20–25 kHz, preklopne izgube nad približno 30–40 kHz); razpon sluha od 20 Hz do 20 kHz glede na navedeno akustično referenco.

Ožičenje: preprečite električni šum v tiskalniku

Komutacijski hrup brušenega motorja ne ostane v ožičenju črpalke: v tiskalniku se lahko poveže s signali termistorja ali referenčnimi napetostmi koračnega gonilnika in povzroči nepravilne odčitke. Ožičenje črpalke naj ne bo blizu termistorjev in končnih napeljav, povratna pot naj bo kratka, zaslonite pa dolge napeljave.

Tiskalniške mikrokontrolerje dobavljajo približno 25–40 mA na zatič in 150–200 mA prek svojih napajalnih zatičev, medtem ko majhne črpalke črpajo 100–500 mA, zato morajo vrata ventilatorja najprej potrditi svoj MOSFET, varovalko in višino tirnice. Uporabite MOSFET z nizko stranjo logičnega nivoja, ocenjen za zastojni tok, z razvejno varovalko in povratno diodo ter prilagodite napajanje za vklop: pretvornik spremeni napetost, vendar nikoli ne ustvari toka.

Preberi naslednje:Kako PWM vpliva na mikro črpalke.

Spremembe podaljšanja življenjske dobe

Življenjsko dobo porabijo toplota, suhi tek in ure pod obremenitvijo, zato so spremembe, ki jo podaljšujejo, toplotne, hidravlične in operativne in ne zvočne.

Življenjska doba peristaltične črpalke: zaščitite cev

Cev določa življenjsko dobo peristaltične črpalke, objavljene smernice za ponovno polnjenje tiskalnika pa so od nekaj mesecev do enega leta. Sprostite okluzijo, ko je stroj nedejaven, ker cev, ki jo držite stisnjeno, še naprej sprejema kompresijsko garnituro - mehanizem, ki ga zajema standardno preskušanje kompresione sestave - in ohranite dokumentirano geometrijo: 45 Shore A silikon, 2,5 mm izvrtina in 350 mm dovod z 250 mm izhodnimi odprtinami.

Ocene ciklov si zaslužijo enak skepticizem kot vrednosti hrupa. Stran z izdelkom navaja več kot 300.000 ciklov pri 5-sekundnem vzorcu vklopa in 3-sekundnem izklopu ter ločen preskus, ki je dosegel 600.000 ciklov dostave, medtem ko članek o aplikaciji navaja testirano življenjsko dobo 480.000 ciklov. Vsako obravnavajte kot opis testa in načrtujte zamenjavo cevke ob urah, ne ob naslovu cikla.

Vzdrževanje zobniške črpalke: odmiki in polnjenje

Vzdrževanje zobniške črpalke se začne s tekočino, ki je hkrati mazivo in ležaj. Objavljena specifikacija prepoveduje suhi tek, daljši od 20 sekund, ker se zobniki trajno obrabijo ob ohišje in odprte zračnosti, zamašen izhod pa ne ustavi črpalke: poveča notranje puščanje, toploto in obrabo. Filtrirajte dovod, napolnite pred vsakim zagonom in vzdržujte temperaturo okolja 5-45 C s pretokom zraka okoli končnega pokrova motorja.

Tabela 3. Naknadne spremembe, mehanizem za vsako in moč dokazov.

Viri: proizvajalčev vodnik za uporabo PWM, navodila za vzdrževanje tekočinskega sistema, povzetek specifikacij 24 V in stran izdelka 3 V; mehanizem za stiskanje po ASTM D395.

Preberi naslednje:SC2201RPW črpalka za ponovno polnjenje smole.

Odpravljanje težav z zobniško črpalko in vzdrževanje glede na stanje

Najhitrejša pot odpravljanja težav z zobniško črpalko je aritmetika in ne ugibanje: primerjajte današnji pretok, tok in tlak s številkami, zabeleženimi ob zagonu. Večina okvar tekočinskega sistema izvira iz petih spremenljivk - premika na vrtljaj, delovnega tlaka, viskoznosti, sesalnih pogojev in delovnega cikla - zato je ugotovitev, katera se je premaknila, glavnina diagnoze.

Objavljeni načrt vzdrževanja zobniške črpalke zagotavlja merila. Vsakih 40 ur delovanja črpalke zaženite časovno odmerjeno preverjanje odmerka in odčitek toka: odmerek znotraj 5 % naročene prostornine, tok znotraj 20 %. Tedensko preglejte cev na valjčnem tiru glede ravnih madežev, oteklin in vlažnih obročev ter očistite dovodno cedilo. Vsak mesec znova preverite kalibracijo po vsaki menjavi tekočine. Vsako četrtletje zamenjajte cedilo, preverite ukaz za minimalni zagon in preverite povratno diodo.

Tabela 4. Matrika za odpravljanje težav za črpalke tiskalnika, sestavljena iz objavljenih seznamov napak in vzdrževanja.

Viri: opomba proizvajalca o odpravljanju težav s hrupom; navodila za vzdrževanje tekočinskega sistema (40-urni interval, 5 % odmerek in 20 % trenutna merila).

Preberi naslednje:Odpravljanje zamašitev, mehurčkov in puščanj.

Zaporedje prenove za en vikend

Najprej naredite poceni, reverzibilne korake in po vsakem izmerite, da boste vedeli, katera sprememba je dejansko delovala.

Izhodišče.Zabeležite nivo na 30 cm in 1 m pri delovnem času, plus časovno določen odmerek, tok motorja, dovodni tlak in temperaturo okolja.

Mount.Namestite elastomere, naložene znotraj njihovega elastičnega območja, odstranite vse, kar premošča blazinico, in pustite servisno zanko v vsaki cevi in ​​kablu.

Pot in pogon tekočine.Ohranite dokumentirano trdoto cevi in ​​izvrtino, napolnite s poplavljeno odprtino, nastavite pas PWM na 20–25 kHz nad mrtvo cono in potrdite MOSFET, varovalko in povratno diodo, če je črpalka povezana z vrati ventilatorja.

Ponovno izmerite in zabeležite.Natančno ponovite osnovno linijo, nato jo ponovite po 24 urah tiskanja: sprememba, ki ne preživi niti enega dneva vročine, ni rešitev.

Preberi naslednje:Tiha, a močna: 24 V tiskalniška črpalka.

Česa naknadna vgradnja ne more popraviti

Največji objavljeni vir hrupa v tej družini je toleranca rotorja in gredi, določena pri načrtovanju in izdelavi. Črpalka, ki je glasna pri vsaki hitrosti, preplavljena ali suha, ne bo utihnila zaradi nosilca ali nastavitve PWM: določite toleranco in jo preverite na vzorcu.

Težave z vzdrževanjem tudi niso akustične težave. Zamašen dovod, vodni kamen in obrabljena cev povzročajo hrup in porabljajo življenjsko dobo, zato je najcenejše zmanjšanje hrupa pogosto storitev, ki jo stroj že dolguje.

Pet objavljenih trditev je prav tako v nasprotju in vsaka mora biti poravnana pisno, preden ta navodila dosežejo specifikacijo. Iste številke modela so na nekaterih straneh opisane kot zobniške črpalke in na drugih peristaltične črpalke. En delovni vzorec vsebuje tri številke ciklov: več kot 300.000, testiran 480.000 in do 600.000. Nastavljena napetost je navedena kot 3/5/8 V in kot 3/6/12 V. Na eni strani je navedeno, da ni potrošnega materiala za cevje, stran z izdelkom pa opisuje pot tekočine iz silikonske cevi. Ista črpalka je navedena pri več kot 30 kPa in pri najmanj 6 psi, približno 41 kPa.

Preberi naslednje:3,0 V ali 24 V? Ujemanje matične plošče.

Ključni povzetki

Preden kupite karkoli, ločite tri poti hrupa: pot tekočine, motorni pogon in strukturo, na katero je črpalka privita.

Izolator je nizkopasovni filter, ne goba: pri resonanci se ojača in nad to točko oslabi, zato so obremenitev, masa nosilca in geometrija pomembnejši od materiala.

Izolatorja nikoli ne premostite: sornik skozi blazinico, kabelsko vezico ali togo cevno napeljavo vrne vibracije nazaj v okvir.

20–25 kHz je objavljen tihi pas PWM; pod zanesljivim zagonom črpalka le brni in segreva navitje.

Zatiči MCU dovajajo 25–40 mA, medtem ko majhne črpalke črpajo 100–500 mA: uporabite MOSFET, ocenjen za zastojni tok, z varovalko in povratno diodo, prilagojeno za vklop.

Življenjska doba sledi istim popravkom: sprostite okluzijo cevi v mirovanju, zamenjajte cev po 500 urah ali dveh tretjinah življenjske dobe in nikoli ne zaženite zobniške črpalke na suho več kot 20 sekund.

Pogosta vprašanja

Koliko lahko zmanjša hrup črpalke 3D tiskalnika?

Odvisno je, katera od treh poti prenaša najglasnejši zvok, zato merite pred in po. Objavljene številke v tej družini znašajo 60 dB ali manj, vendar so bile vzete na različnih razdaljah in montažah, največji dobiček pa običajno izhaja iz odstranitve sklopke na strukturi in ne iz notranjosti črpalke.

Zakaj je črpalka mojega 3D tiskalnika glasnejša kot je bila?

Najprej preverite vzroke za vzdrževanje: vodni kamen doda progresivno ropotanje, delno zamašen dovod povzroči tresenje, zrak v sesalnem vodu povzroča hrup pri zagonu, cev z ravnimi pikami ali nabreklostjo spremeni pretok in zvok. Primerjajte dozo in tok z naročenimi vrednostmi, preden krivite črpalko.

Ali lahko nadzor hitrosti PWM peristaltične črpalke sam zmanjša hrup?

Odstrani električno piskanje in nič drugega. Premaknite preklopni pas na 20-25 kHz in ohranite minimalni ukaz nad mrtvim območjem; če pritisk na nosilec spremeni glasnost, je težava strukturna in ne električna.

Kako preprečim, da vibracije črpalke dosežejo okvir tiskalnika?

Črpalko namestite na elastomerni izolator, ki je naložen znotraj njenega elastičnega območja, odstranite vzporedne poti, kot je vijak skozi blazinico ali togo cev, pustite servisno zanko v vsaki cevi in ​​kablu ter dodajte maso, če je nosilec lahek. Nato ponovno izmerite na isti razdalji.

Kako dolgo zdrži cev peristaltične črpalke v 3D tiskalniku?

Objavljene smernice za ponovno polnjenje tiskalnika so od nekaj mesecev do enega leta, načrt vzdrževanja pa zahteva zamenjavo po 500 urah ali dveh tretjinah izračunane življenjske dobe cevi. Tedensko ga preglejte glede ravnih madežev, oteklin in vlažnih obročev.

Kaj naj najprej preverim, ko zobniška črpalka preneha delovati?

Preverite v objavljenem vrstnem redu napak: suho delovanje po 20 sekundah, kar trajno odpre zračne prostore; zamašen izhod, ki poveča puščanje in toploto, namesto da bi zaustavil črpalko; zamašeno vstopno cedilo; in prehladna ali pregosta tekočina. Pretok in tok proti osnovni črti ločita obrabo od blokade.