Антишумовая пластина для клапанов (8 видео)

Видео:Мембрана (клапан пластина, лепесток, лепестковый клапан) для компрессора. Обзор. размеры.Скачать

Противошумные пластины — спасение от скрипа тормозных колодок.

В связи с запросами потребителей о необходимости и целесообразности установки на дисковые тормозные колодки «противошумных» пластин разъясняем следующее.

В соответствии с современными научными представлениями трение в режиме передеформирования представляет собой последовательность «схватываний» и «проскальзываний» (иногда их называют этапами «остановки» и «скачка»). Чем больше в единицу времени схватываний (и, соответственно, меньше проскальзываний), тем выше тормозная эффективность, и наоборот. В результате при трении возникают нелинейные механические колебания, называемые автоколебаниями в системах с трением (фрикционные автоколебания). Колебания пары трения колодка–диск передаются другим элементам подвески автомобиля, и при неблагоприятном сочетании частот автоколебаний этих элементов с частотой фрикционных автоколебаний пары трения колодка-диск возникает явление резонанса, обуславливающее нежелательные звуковые явления при торможении (писк, свист, скрип, шорох и т.д.).

Применяемая на автомобилях ВАЗ конструкция тормозного суппорта с «плавающей» скобой обеспечивает надежное торможение при «не прецизионном» исполнении элементов суппорта и подвески, что позволяет снизить производственные затраты за счет менее точного изготовления этих элементов. Однако менее точное исполнение элементов дает на разных машинах различные значения резонансных частот, то есть при одном определенном значении частоты фрикционных колебаний на одной машине возникнет резонанс (скрип, писк и т.д.), а на другой – нет. Это означает, что для того, чтобы ликвидировать нежелательные звуковые явления на большинстве автомобилей, необходимо обеспечить такую частоту фрикционных колебаний, чтобы не возникло резонанса ни в одном из наиболее часто встречающихся сочетаний допусков «неподрессоренных» элементов подвески. Обычно этого достигают (кроме повышения прецизионности изготовления элементов подвески) за счет сдвига значений частоты колебаний (так как большинство приборов по измерению колебаний работают на принципах преобразования механических колебаний в электромагнитные, то это называют также «частотной магнитудой» колебаний). Сдвиг частотной магнитуды можно обеспечить различными путями, например изменением площади трибосопряжения (на фрикционном элементе колодки выполняют различные по количеству и форме скосы), разделением трибосопряжения (изготовление на фрикционном элементе одного или нескольких пазов, пропилов различной формы и длины), применением пластин, размещаемых на тыльной поверхности колодки и т.д.

Таким образом, применяемые на наших колодках пластины непосредственно не влияют на звуковые явления, а только сдвигают частотную магнитуду пары трения. В настоящее время обеспечиваемый нашими пластинами сдвиг магнитуды позволяет избежать резонанса на более чем 90% автомобилей. Однако разнообразные сочетания указанной непрецизионности элементов подвески приводят к тому, что на некоторых автомобилях возможны случаи нежелательных звуковых явлений именно при использовании колодок с пластинами. В этой ситуации для подавления резонанса часто достаточно просто снять пластины с колодок, что сдвинет частотную магнитуду трибоколебаний и ликвидирует резонанс.

Наиболее радикальным приемом борьбы с резонансными явлениями при торможении является значительное изменение временного соотношения схватываний и проскальзываний, что существенно меняет частоту фрикционных автоколебаний и, как правило, ликвидирует резонанс. Это достигается путем снижения тормозной эффективности колодок, в том числе при нагреве. Однако современные требования альянса Renault — Nissan исключают для АО «ТИИР», в отличие от других производителей, использование этого подхода.

Видео:Пластины с мех креплением для чугуна.Скачать

Современные регулирующие клапана. Основные направления развития.

1. Кавитация, вибрация, шум и эрозионный износ как факторы, препятствующие нормальной работе регулирующего клапана.

Работа регулирующего клапана может сопровождаться такими неблагоприятными явлениями, как кавитация, вибрация и шум. Особенно это имеет место при больших скоростях течения и больших перепадах давления на регулирующем органе. Результатом этих явлений может стать интенсивный износ поверхностей дроссельной пары, корпуса, штока и уплотнительных элементов сальника, а также нарушение герметичности в дроссельной паре и фланцевых соединениях. Таким образом, имеет место нарушение нормальной работы клапана и, как следствие, его отказ, то есть сокращение срока его службы. Сюда же следует добавить шумовое загрязнение окружающей среды. Как известно, уровень шума в рабочих помещениях ограничен нормативными документами. Осознание регулирующего клапана как источника кавитации, вибрации и шума позволило сформулировать новый, более прогрессивный принцип выбора типоразмера (то есть конструкции и размера по пропускной способности) клапана. Традиционный принцип выбора типоразмера клапана сводится к определению необходимого значения условной пропускной способности (Kvy) для клапана заданной конструкции (например, клеточного). Новый принцип выбора добавляет дополнительное требование: процесс дросселирования должен быть проведен без кавитации, вибрации и шума.

Читайте также: Соленоидный клапан в казани

2. Традиционные способы и приемы предотвращения кавитации, вибрации, шума и эрозионного износа — ограничение скорости течения и перепада давления на регулирующем клапане.

Естественная попытка избавиться от перечисленных выше неблагоприятных явлений заключалась в ограничении перепада давления на регулирующем клапане и скорости течения регулируемой среды через него. Существующий уровень расчётного обеспечения позволяет рассчитать бескавитационный перепад давления на регулирующем клапане, а также перепад давления, обеспечивающий заданную скорость течения несжимаемой (объёмноустойчивой) или сжимаемой жидкости. В технической литературе и в каталожных материалах зарубежных фирм можно найти конкретные рекомендации по предельным значениям скоростей течения для жидкости и газа.

3. Недостаток традиционных способов предотвращения кавитации, вибрации, шума.

Традиционным методам предотвращения кавитации, вибрации и шума за счёт ограничения перепада давления на регулирующем клапане свойственен существенный недостаток, который делает эти методы недостаточно эффективными, а зачастую и вовсе бесполезными. Да, представляется возможным рассчитать перепад давления, обеспечивающий работу клапана без кавитации (на жидкости) и при умеренных (дозвуковых) скоростях течения (на газе). Но воспользоваться результатами расчёта зачастую не представляется возможным, так как условия технологического процесса ограничить перепад давления не позволяют! В большинстве случаев перепад давления на регулирующем клапане превышает значение, необходимое для управления потоком. Другими словами, регулирующему клапану приходится выполнять две функции: управления потоком и дросселирования, то есть гашения «лишнего» перепада давления. Под «лишним» (для клапана!) перепадом давления следует понимать его избыток сверх необходимого значения для того, чтобы обеспечить максимальный расход регулируемой среды и управление потоком. Довольно часто «лишний» перепад давления существенно больше необходимого значения. «Лишний» перепад давления может быть обусловлен регламентом технологического процесса, когда высокое давление необходимо, например, для проведения химической реакции. В этом случае при выводе продуктов реакции из зоны высокого давления необходимо погасить (рассеять) давление, что и осуществляется посредством регулирующего клапана. Другим источником «лишнего» перепада давления может стать завышение общего перепада давления в трубопроводной системе при выборе источника напора. Кроме того, при закрытии клапана перепад давления на нём увеличивается и в положениях близких к закрытию именно на регулирующем клапане рассеивается весь перепад давления трубопроводной системы.

4. Разделение функций управления потоком и дросселирования как основная современная тенденция развития регулирующих клапанов.

Наиболее важной современной тенденцией в развитии конструкций регулирующих клапанов следует признать разделение в конструкции клапана функций управления потоком и дросселирования (то есть гашения «лишнего» перепада давления). Таким образом, проточная часть клапана делится на две зоны: регулируемую (это – дроссельная пара) и нерегулируемую (это – различные гидравлические сопротивления в проточной части клапана). Сопротивления в проточной части клапана, выполняющие функцию дросселирования, называют дополнительными каскадами дросселирования. Назначение дополнительных каскадов – уменьшить перепад давления на дроссельной паре и осуществить процесс дросселирования без кавитации, вибрации и шума. Количество и форма дополнительных каскадов зависит от назначения и, соответственно, конструкции клапана.

5. Формирование дополнительных каскадов в проточной части регулирующего клапана.

Известно большое количество конструктивных исполнений дополнительных каскадов проточной части регулирующего клапана:

Читайте также: Вентилятор в ванную комнату бесшумный с обратным клапаном 100мм

— концентрические перфорированные втулки;

— последовательность перфорированных дисков;

— набор (последовательность) диафрагм;

Следует особо отметить, что клеточная конструкция регулирующего клапана удобна для размещения дополнительных каскадов. Поэтому большая часть известных конструкций многокаскадных регулирующих клапанов реализована именно на базе клеточных конструкций. Дополнительные каскады дросселирования могут быть реализованы в виде самостоятельных изделий. В качестве примера можно назвать антишумовые патроны фирмы «Masoneilan».

6. Формирование системы специальных конструкций и исполнений регулирующего клапана.

Новые требования к качеству процесса дросселирования в регулирующем клапане привели, соответственно, к формированию принципиально новых требований к конструкции регулирующего клапана. Конфигурация проточной части клапана должна соответствовать режимным параметрам потока регулируемой среды. По мере повышения степени кавитационной или шумовой опасности в проточную часть клапана должны включаться дополнительные элементы или каскады, обеспечивающие требуемое качество процесса дросселирования. Здесь возможны два подхода:

Антикавитационные или антишумовые конструкции регулирующих клапанов разрабатываются на базе стандартного исполнения клапана посредством введения в проточную часть клапана дополнительных элементов. В этом случае клапан может иметь различные исполнения: стандартное, несколько антикавитационных (для жидкости) и несколько антишумовых (для газа).

Конструкция клапана разрабатывается как антикавитационная или антишумовая.

Развитие конструкций регулирующих клапанов происходило с использованием обоих подходов, однако наиболее продуктивным показал себя принцип разработки специальных исполнений стандартной конструкции. Такой подход реализован в конструкциях практически всех ведущих фирм — разработчиков и производителей регулирующих клапанов.

7. Новый подход к задаче выбора типоразмера регулирующего клапана по исходным требованиям потребителя.

В соответствии с новыми требованиями к показателям функционирования регулирующего клапана изменилось содержание, а также расчётное и программное обеспечение работы по выбору типоразмера регулирующего клапана по исходным требованиям потребителя (заказчика). Прежде по исходным требованиям потребителя производился выбор типоразмера регулирующего клапана по пропускной способности (Kvy). Новый подход заключается в том, что производится выбор типоразмера по следующим показателям:

— по степени антикавитационной или антишумовой защиты;

— по пропускной способности (Kvy).

Прежний (традиционный) подход требовал весьма несложного расчётного и нормативного обеспечения. В отечественной практике до настоящего времени такие расчёты обычно выполнялись вручную или с помощью довольно простых машинных программ. Новый же подход требует расчётного обеспечения гораздо более высокого уровня.

8. Уровень генерируемого шума как параметр регулирующего клапана.

Требование бескавитационной и бесшумной работы клапана привело к пониманию уровня шума, генерируемого регулирующим клапаном, как параметра регулирующего клапана, определяющего качество его работы. Сформировалось понятие допустимого уровня шума. Превышение допустимого уровня шума представляется теперь недопустимым и требует изменения конструкции регулирующего клапана (например, перехода от стандартной конструкции к специальной). Представляется понятным и очевидным двойственный характер этого (нетрадиционного) параметра клапана. С одной стороны, уровень генерируемого шума – это рабочая характеристика клапана в конкретных условиях эксплуатации. С другой стороны, уровень генерируемого шума – это собственная характеристика регулирующего клапана, определяемая геометрией (конфигурацией) его проточной части и определяющая условия его работы в особых условиях эксплуатации. Под особыми условиями эксплуатации следует понимать совокупность режимных параметров регулируемой среды, способствующих возникновению таких негативных явлений, как кавитация, вибрация и шум. Поэтому меры по снижению уровня кавитации и шума следует понимать в двух смыслах:

— устранение кавитации, вибрации и шума в регулирующем клапане для конкретной технологической позиции при конкретных значениях режимных параметров регулируемой среды (расхода, давления, температуры и пр.);

— разработка антишумовых и антикавитационных конструкций регулирующих клапанов, обеспечивающих пониженный уровень кавитации и шума (по сравнению со стандартными конструкциями).

Таким образом, можно говорить о двух подходах к вопросу противодействия кавитации и шуму: управление режимными параметрами регулируемой среды (если это возможно в конкретной технологической ситуации) и применение специальных конструкций. Для решения конкретной технологической задачи могу применяться в самых различных сочетаниях оба этих подхода.

Читайте также: Ресивер м пауэр 8 клапанов

9. Понятия кавитационного и аэродинамического шума.

Принятие уровня шума в качестве параметра регулирующего клапана требует разграничения понятий кавитационного шума и аэродинамического шума. Кавитационный шум относится к течению жидкости и имеет следующие три причины:

— выделение из жидкости растворённого газа при снижении давления в процессе дросселирования;

— вскипание жидкости при снижении давления в процессе дросселирования;

— обратный переход образовавшейся газовой фазы в жидкость при повышении (восстановлении) давления в проточной части клапана после сжатого сечения.

Аэродинамический шум относится к течению газа и имеет причиной трение слоев газового потока относительно друг друга при высоких скоростях течения газа. Под высокими скоростями течения газа будем понимать околокритические и закритические (надкритические) скорости течения.

10. Современные методики расчета уровня кавитационного и аэродинамического шума.

В настоящее время существует большое количество методик определения уровня шума, генерируемого регулирующими клапанами. В большинстве своём – это методики зарубежных фирм, которые разрабатывают и производят регулирующие клапаны. Эти методики в той или иной степени привязаны к конструкциям фирмы. Представляется возможным выделить для последующего анализа методики определения уровня шума, генерируемого регулирующим клапаном, фирм «Fisher Controls» и «Masoneilan».

11. Нормативное оформление метода расчета уровня генерируемого (аэродинамического) шума. Стандарт Международной Электротехнической Комиссии.

Важность вопросов, связанных с шумообразованием при работе регулирующих клапанов, привела к тому, что эта тема стала объектом внимания со стороны Международной Электротехнической Комиссии (МЭК). Международная Электротехническая Комиссия (International Electrotechnic Commission, IEC) – это международная организация, разрабатывающая стандарты по различным вопросам и, в том числе, по системам управления и контрольно-измерительному оборудованию. Ряд стандартов относится к регулирующим клапанам. Стандарты МЭК носят лишь рекомендательный характер, но ведущие зарубежные фирмы, как правило, соблюдают их. Стандарт МЭК IEC 534-8-3 “Control valve aerodynamic noise prediction method” регламентирует методику определения уровня аэродинамического шума, генерируемого регулирующими клапанами.

12. Заключение

Если говорить о необходимости совершенствования системы полевого оборудования, то раздел исполнительных устройств (регулирующих клапанов) требует наиболее значительных и наиболее затратных преобразований. Необходимость столь значительных преобразований можно объяснить следующими четырьмя взаимосвязанными факторами:

Появились на рынке и заняли лидирующее место два новых типа клапанов: клеточные и сегментные. Традиционные двухседельные регулирующие клапаны практически исчезли с рынка полевого оборудования.

Изменился подход к функциональному назначению регулирующего клапана. К функции управления потоками добавилась функция гашения перепада давления. При этом гашение перепада давления должно происходить при малом уровне кавитации и шума. Расчеты уровня кавитации и уровня шума стандартизованы на уровне международных стандартов.

Соответственно, изменились требования к конструкции клапана. Современный регулирующий клапан в проточной части должен включать элементы, предназначенные для рассеяния (диссипации) перепада давления. Таким образом, конструкция клапана должна включать в себя кроме базового исполнения, еще различные исполнения, различающиеся по степени антикавитационной или антишумовой защиты.

Изменилось содержание задачи выбора регулирующего клапана для конкретной позиции. Выбору подлежит не только размер регулирующего клапана, но и исполнение по степени антикавитационной или антишумовой защиты. В соответствии с новым содержанием изменилась методика выбора типоразмера клапана, которая в силу своей сложности требует разработки машинного алгоритма и программы.

В итоге, может быть сформулирована основная рекомендация в части регулирующих клапанов: начать переход от двухседельных клапанов к клеточным. В рамках этого перехода могут быть решены все проблемы, связанные с регулирующими клапанами: кавитация, шум, вибрация, недостаточный диапазон регулирования, неустойчивость подвижной системы клапана и пр.