Smanjenje buke pumpe 3D pisača: tihi modovi koji traju

Smanjenje buke pumpe 3D pisača obično počinje dalje od pumpe: nosač, cijevi i postavka pogona nose većinu zvuka. Prvo popravite montažnu stazu, zatim pomaknite PWM opseg na 20-25 kHz, a treće zaštitite dio koji se troši. Objavljena brojka od 60 dB prije je testni uvjet nego obećanje za vaš stroj, stoga mjerite na 30 cm prije i nakon svake promjene.

Gdje počinje smanjenje buke pumpe 3D pisača

Crpka proizvodi buku na tri odvojena mjesta, a svako ima drugačiji popravak: put tekućine, motor i njegov pogon te struktura na koju je pumpa pričvršćena.

Proizvođačev popis grešaka navodi pet uzroka, a tri su problemi s održavanjem: prazan hod, kamenac i blokirani ulaz koji podrhtava pod negativnim tlakom. Ostala dva su neusklađenost pogona koja dodaje slabašan visokofrekventni ton i toleranciju rotora i osovine, nazvana kao najveći izvor od svih - varijabla dizajna koju nijedan nosač ne može izliječiti.

Motori s četkicama dodaju još jedan potpis: trošenje karbonskih četkica proizvodi iskre i buku, a tekućina koja dospije u razmak između statora i rotora može oštetiti motor.

Kako odvojiti zujanje PWM-a od mehaničke buke

Tri testa razdvajaju izvore prije nego bilo što kupite. Održavajte rad konstantnim i mijenjajte samo PWM frekvenciju: ako se ton pomiče, šum je električni. Pritisnite nosač dok pumpa radi: ako se glasnoća promijeni, okvir zrači. Usporedite hladno pokretanje s tridesetominutnim radom: tutnjava koja raste tjednima ukazuje na razmjere, dok buka koja počinje u trenutku kada se spremnik isprazni ukazuje na prazan hod.

Tablica 1. Izvori buke crpke, objavljeni potpis svakog od njih i test koji ga identificira.

Izvori: bilješka proizvođača o rješavanju problema s bukom i sažetak specifikacija; red koji nosi konstrukcija je inženjerska praksa, a ne objavljeno mjerenje.

Pročitaj sljedeće:Rješenja za buku mikro DC vodene pumpe.

Izmjerite buku prije nego što modificirate pumpu

Osnovna linija uzeta na isti način dvaput je bolja od bilo koje reklamirane brojke. Zabilježite razinu na 30 cm i 1 m na radnom mjestu koje izvodite, sa sklopljenim strojem, i svaki put zabilježite udaljenost i montažu.

Dvije objavljene brojke nisu usporedive. Crpka od 3 V je ispod 60 dB na 30 cm, mjereno pri 5 V DC na spužvi od 5 cm; pumpa od 24 V objavljena je na 60 dB na 50 cm bez navedenih uvjeta ugradnje. Tlak zvuka pada oko 6 dB svaki put kada se udaljenost udvostruči, tako da je 60 dB na 50 cm otprilike 64 dB na 30 cm u slobodnom polju. Na sličnoj osnovi, obje crpke nisu ispod 60 dB.

Upotrijebite jednu telefonsku aplikaciju za usporedbu prije i poslije, ali mjerač prema IEC 61672-1 kada će broj biti objavljen, jer telefon nema navedeno ponderiranje. Ocijenite razinu na udaljenosti ruke, gdje slušatelj sjedi.

Pročitaj sljedeće:Peristaltička vs zupčasta pumpa za 3D printere.

Instalacija za prigušivanje udaraca za smanjenje buke pumpe 3D pisača

Izolator je opruga i prigušnica zajedno, a ponaša se kao mehanički niskopropusni filtar: iznad svoje prirodne frekvencije smanjuje prijenos, pri rezonanciji ga pojačava. Zato ista gumena podloga može jedan printer učiniti tišim, a drugi glasnijim.

Instalacija za amortizaciju pumpe 3D printera

Opterećenje i geometrija važniji su od materijala. Držite radnu kompresiju unutar elastičnog raspona izolatora, jer je zgnječena podloga kruta veza, a prirodnu frekvenciju izolatora održavajte znatno ispod frekvencije koju pobuđuje pumpa.

Tablica 2. Svojstva elastomera za nosače pumpe, s nosačem korištenim u objavljenom ispitivanju buke.

Izvori: EPDM i tablice svojstava silikona iz citiranih polimernih referenci; red za montažu sa stranice proizvoda pumpe od 3 V. 'Nije navedeno' znači da navedeni izvor ne objavljuje vrijednost.

Pet načina na koje naknadna ugradnja amortizera ne uspijeva

Premošćivanje izolatora.Vijak kroz podlogu, vezicu za kabel ili krutu konzolu stvara paralelnu putanju, a elastomer tada ne radi ništa.

Krute cijevi.Dokumentirani uvjeti ispitivanja koriste 45 Shore A silikon s provrtom od 2,5 mm i 350 mm ulazom i 250 mm izlazom. Kratka kruta cijev prenosi vibracije: previše tvrda možda neće zabrtviti na ivici, previše mekana se može srušiti pod usisavanjem.

Montaža na pogrešnoj frekvenciji.Meka podloga ispod nosača svjetla može staviti prirodnu frekvenciju nosača unutar raspona pobude pumpe, gdje ona pojačava umjesto da izolira; veća masa nosača ili amortizer izravnava taj vrh.

Zaobilaženje izolatora ožičenjem.Svaki kabel ili cijev koja prijeđe prazninu predstavlja vibracijski kratki spoj; ostavite servisnu petlju u svakoj.

Pretjerano zatezanje pričvrsnih elemenata.Kompresija izvan elastičnog raspona pretvara izolator u kruti odstojnik.

Slika 1. Modelirana prijenosnost nosača pumpe: vibracije se pojačavaju pri rezonanciji i prigušuju samo iznad točke križanja, a više prigušenja snižava vršnu vrijednost.

Izvor: autorov model koji koristi standardnu ​​transmisivnu relaciju s jednim stupnjem slobode T=1 / sqrt((1 - r^2)^2 + (2 zeta r)^2) za r=f/fn, u kombinaciji s objavljenim otkrićem da je pasivni izolator mehanički niskopropusni filtar. Model, a ne mjera.

Pročitaj sljedeće:Specifikacija pumpe SC2301CPW od 24 V.

Tiha modifikacija s PWM kontrolom brzine peristaltičke pumpe

PWM postavlja brzinu prema radnji, a zvuk prema frekvenciji prebacivanja. Objavljene početne točke su 20 kHz, pojas od 20-25 kHz za tihi rad i upozorenje da iznad otprilike 30-40 kHz mali vozač troši stvarnu snagu samo na prebacivanje.

Pri niskom radu crpka ulazi u mrtvu zonu gdje je trenje i okretni moment opterećenja sprječavaju pokretanje: ona zuji, zagrijava namot i ne pomiče se ništa. Postavite minimalnu naredbu iznad pouzdane početne točke i preferirajte upravljački program koji već upravlja komutacijom, ograničenjem struje i mekim pokretanjem.

Tiha modifikacija: odabir frekvencijskog pojasa

Slika 2 stavlja preporuku nasuprot zvučnog pojasa. Ljudski sluh obuhvaća otprilike 20 Hz do 20 kHz, tako da prebacivanje na 20-25 kHz uklanja električno cviljenje, dok iznad 30-40 kHz gubici pri prebacivanju počinju koštati stvarnu snagu i toplinu.

Slika 2. Objavljeni raspon PWM prebacivanja u odnosu na čujni raspon ljudskog sluha.

Izvori: proizvođački vodič za primjenu PWM (početna točka od 20 kHz, tihi pojas od 20-25 kHz, gubici pri prebacivanju iznad otprilike 30-40 kHz); raspon sluha od 20 Hz do 20 kHz prema citiranoj akustičkoj referenci.

Ožičenje: spriječite dolazak električne buke u pisač

Komutacijski šum brušenog motora ne ostaje u ožičenju crpke: u pisaču se može povezati sa signalima termistora ili referentnim naponima koračnog pokretača i uzrokovati nepravilna očitanja. Ožičenje pumpe držite podalje od termistora i krajnjeg graničnika, povratni put neka bude kratak, a zaslon dugi.

MCU-ovi pisača opskrbljuju otprilike 25-40 mA po pinu i 150-200 mA preko svojih opskrbnih pinova, dok male crpke troše 100-500 mA, tako da priključak ventilatora treba prvo potvrditi svoj MOSFET, osigurač i visinu tračnice. Upotrijebite MOSFET logičke razine niske strane ocijenjen za struju zaustavljanja s razgranatim osiguračem i povratnom diodom i odredite napajanje za udar: pretvarač mijenja napon, ali nikada ne stvara struju.

Pročitaj sljedeće:Kako PWM utječe na mikro pumpe.

Modifikacije produljenja životnog vijeka

Životni vijek troše na toplinu, rad na suho i sate pod opterećenjem, tako da su modifikacije koje ga produžuju toplinske, hidrauličke i radne, a ne akustičke.

Životni vijek peristaltičke pumpe: zaštitite cijev

Cijev određuje životni vijek peristaltičke pumpe, a objavljene smjernice za dopunjavanje pisača su nekoliko mjeseci do godinu dana. Otpustite okluziju kada je stroj u stanju mirovanja, jer cijev koja se drži stisnuta nastavlja sa kompresijom - mehanizam obuhvaćen standardnim testiranjem kompresije - i zadržite dokumentiranu geometriju: 45 Shore A silikon, provrt od 2,5 mm i ulaz od 350 mm s izlazom od 250 mm.

Ocjene ciklusa zaslužuju isti skepticizam kao i brojke buke. Na stranici proizvoda navodi se više od 300.000 ciklusa uz uzorak uključenja od 5 sekundi i isključenja od 3 sekunde, plus poseban test koji je dosegao 600.000 ciklusa isporuke, dok članak o primjeni navodi testirani životni vijek od 480.000 ciklusa. Tretirajte svaki kao opis testa i planirajte zamjenu cijevi na sate, a ne na naslov ciklusa.

Održavanje zupčaste pumpe: zazori i punjenje

Održavanje zupčaste pumpe počinje s tekućinom, koja je i mazivo i ležaj. Objavljena specifikacija zabranjuje rad na suho dulje od 20 sekundi, jer se zupčanici trajno troše uz kućište i otvorene zazore, a blokirani izlaz ne zaustavlja pumpu: povećava unutarnje curenje, toplinu i habanje. Filtrirajte ulaz, napunite prije svakog pokretanja i držite temperaturu okoline od 5-45 C uz protok zraka oko završne kapice motora.

Tablica 3. Naknadne izmjene, mehanizam iza svake i snaga dokaza.

Izvori: proizvođački vodič za primjenu PWM-a, smjernice za održavanje fluidnog sustava, sažetak specifikacija za 24 V i stranica proizvoda za 3 V; mehanizam za podešavanje kompresije prema ASTM D395.

Pročitaj sljedeće:SC2201RPW pumpa za punjenje smolom.

Rješavanje problema zupčaste pumpe i održavanje temeljeno na stanju

Najbrži put za rješavanje problema pumpe zupčanika je aritmetika, a ne nagađanje: usporedite današnji protok, struju i tlak s brojevima zabilježenim pri puštanju u pogon. Većina kvarova u fluidnom sustavu prati pet varijabli - pomak po okretaju, radni tlak, viskoznost, stanje usisavanja i radni ciklus - tako da je pronalaženje koja se pomaknula najveći dio dijagnoze.

Objavljeni plan održavanja zupčaste pumpe sadrži kriterije. Svakih 40 sati rada pumpe, pokrenite vremensku provjeru doze i očitajte struju: doza unutar 5% naručenog volumena, struja unutar 20%. Tjedno pregledajte cijev na stazi s valjcima na ravne točke, otekline i vlažne prstenove te očistite ulazni filter. Mjesečno, ponovno provjerite kalibraciju nakon promjene tekućine. Tromjesečno zamijenite cjedilo, provjerite minimalnu naredbu za pokretanje i provjerite povratnu diodu.

Tablica 4. Matrica za rješavanje problema za pumpe pisača, izrađena iz objavljenih popisa kvarova i održavanja.

Izvori: bilješka proizvođača o rješavanju problema s bukom; smjernice za održavanje tekućinskog sustava (40-satni interval, 5% doza i 20% trenutni kriteriji).

Pročitaj sljedeće:Rješavanje začepljenja, mjehurića i curenja.

Slijed rekonstrukcije za jedan vikend

Prvo napravite jeftine, reverzibilne korake, a nakon svakog mjerite kako biste znali koja je promjena doista uspjela.

Osnovna linija.Zabilježite razinu na 30 cm i 1 m tijekom radnog vremena, plus vremenski odmjerenu dozu, struju motora, tlak isporuke i temperaturu okoline.

montirati.Postavite elastomere napunjene unutar njihovog elastičnog raspona, uklonite sve što premošćuje jastučić i ostavite servisnu petlju u svakoj cijevi i kabelu.

Put i pogon tekućine.Zadržite dokumentiranu tvrdoću cijevi i provrt, napunite s potopljenim ulazom, postavite PWM pojas na 20-25 kHz iznad mrtve zone i potvrdite MOSFET, osigurač i povratnu diodu ako je crpka spojena na priključak ventilatora.

Ponovno izmjerite i zapišite.Točno ponovite osnovnu liniju, a zatim je ponovite nakon 24 sata ispisa: promjena koja ne preživi dan vrućine nije popravak.

Pročitaj sljedeće:Tih, ali snažan: pumpa za pisač od 24 V.

Ono što naknadna ugradnja ne može popraviti

Najveći objavljeni izvor buke u ovoj obitelji je tolerancija rotora i osovine, određena tijekom dizajna i proizvodnje. Pumpa koja je glasna pri svakoj brzini, preplavljena ili suha, neće postati tiha zbog držača ili PWM postavke: odredite toleranciju i provjerite je na uzorku.

Problemi s održavanjem nisu ni akustični problemi. Blokirani ulaz, kamenac i istrošena cijev povećavaju buku i troše život, tako da je najjeftinije smanjenje buke često usluga koju stroj već duguje.

Pet objavljenih tvrdnji također je u sukobu i svaka bi se trebala riješiti u pisanom obliku prije nego što ove smjernice dođu do specifikacije. Isti brojevi modela opisani su kao zupčaste pumpe na nekim stranicama i peristaltičke pumpe na drugima. Jedan uzorak rada nosi tri brojke ciklusa: više od 300.000, testirani 480.000 i do 600.000. Postavljeni napon naveden je kao 3/5/8 V i kao 3/6/12 V. Jedna stranica navodi da nema potrošnog materijala za cijevi, dok stranica proizvoda opisuje put tekućine silikonske cijevi. Ista se pumpa navodi na više od 30 kPa i na ne manje od 6 psi, oko 41 kPa.

Pročitaj sljedeće:3,0 V ili 24 V? Podudaranje matične ploče.

Ključni podaci za van

Odvojite tri puta buke prije kupnje bilo čega: put tekućine, motorni pogon i strukturu na koju je pumpa pričvršćena.

Izolator je niskopropusni filtar, a ne spužva: pojačava pri rezonanciji i slabi iznad te točke, tako da su opterećenje, masa nosača i geometrija važniji od materijala.

Nikada nemojte premostiti izolator: vijak kroz podlogu, vezicu za kabel ili krutu cijev vraća vibracije ravno u okvir.

20-25 kHz je objavljeni tihi PWM pojas; ispod pouzdanog pokretanja pumpa samo zuji i zagrijava namot.

MCU pinovi daju 25-40 mA dok male crpke troše 100-500 mA: upotrijebite MOSFET naznačen za struju zaustavljanja s osiguračem i flyback diodom, dimenzioniran za udar.

Životni vijek slijedi iste popravke: otpustite okluziju cijevi kada je u stanju mirovanja, zamijenite cijev nakon 500 sati ili dvije trećine životnog vijeka i nikada ne puštajte zupčastu pumpu na suho nakon 20 sekundi.

Često postavljana pitanja

Koliko može postići smanjenje buke pumpe 3D pisača?

Ovisi koji od tri puta nosi najglasniji zvuk, stoga mjerite prije i poslije. Objavljene brojke u ovoj obitelji iznose 60 dB ili niže, ali su uzete na različitim udaljenostima i montažama, a najveći dobici obično dolaze od uklanjanja spojnice na strukturi, a ne iz unutrašnjosti pumpe.

Zašto je pumpa mog 3D pisača glasnija nego prije?

Najprije provjerite uzroke održavanja: kamenac dodaje progresivnu tutnjavu, djelomično začepljen ulaz proizvodi drhtanje, zrak u usisnom vodu stvara buku pri pokretanju, a cijev s ravnim točkama ili oteklinama mijenja protok i zvuk. Usporedite dozu i struju s naručenim vrijednostima prije nego okrivite pumpu.

Može li PWM kontrola brzine peristaltičke pumpe sama smanjiti buku?

Uklanja električno cviljenje i ništa drugo. Pomaknite preklopni pojas na 20-25 kHz i zadržite minimalnu naredbu iznad mrtve zone; ako pritisak na zagradu mijenja glasnoću, problem je strukturalni, a ne električni.

Kako spriječiti da vibracije pumpe dopru do okvira pisača?

Montirajte pumpu na elastomerni izolator napunjen unutar njenog elastičnog raspona, uklonite paralelne putove kao što je vijak kroz podlogu ili krutu cijev, ostavite servisnu petlju u svakoj cijevi i kabelu i dodajte masu ako je nosač lagan. Zatim ponovno izmjerite na istoj udaljenosti.

Koliko dugo traje cijev peristaltičke pumpe u 3D printeru?

Objavljene smjernice za dopunjavanje pisača su nekoliko mjeseci do godinu dana, a plan održavanja zahtijeva zamjenu nakon 500 sati ili dvije trećine izračunatog vijeka trajanja cijevi. Svaki tjedan pregledajte ima li ravnih mrlja, oteklina i vlažnih prstenova.

Što prvo trebam provjeriti kada zupčasta pumpa prestane isporučivati?

Provjerite u objavljenom redoslijedu kvarova: rad na suho nakon 20 sekundi, što trajno otvara zazore; blokiran izlaz, koji povećava curenje i toplinu umjesto da zaustavi pumpu; blokirano ulazno sito; i tekućina koja je prehladna ili pregusta. Protok i struja u odnosu na osnovnu crtu odvajaju trošenje od začepljenja.