Root Cause Analysis of a Subsynchronous Vibration on a Variable Speed Gear

Case Stud

Entwicklung eines aktiv schallgedaemmten, drehzahlregelbaren Drehkolbenpumpensystems mit signifikant unter dem Grenzwert liegenden Schallemissionen Abschlussbericht

The report presents details of the development of an adaptive active industrial silencer system for a total noise reduction of more than 15 dB(A).Vakuumpumpen insbesondere trockenlaufende Drehkolben- und Schraubenverdichter werden zunehmend lastabhaengig betrieben, was einen Betrieb mit variablen Drehzahlen voraussetzt. Die durch die Verdichtung entstehende Gaspulsation, die gekennzeichnet ist durch signifikant auftretende Geraeusche ueber 85 dB(A) absolut in einem Frequenzband (zwischen 50 und 500 Hz), ist drehzahlabhaengig. Durch Einsatz eines adaptiven, aktiven Schalldaempfersystems, welches Komponenten der Antischallerzeugung einbindet, ist eine Reduzierung des Geraeuschpegels von trockenlaufenden Verdichtern um mindestens 10 dB(A) zu erreichen. In den folgenden Arbeitsschritten wurde ein adaptives, aktives Schalldaempfersystem (AIS - Active Industrial Silencer) entwickelt, das sich an das drehzahlabhaengige Stoerschallspektrum (besonders gut fuer die Daempfung tonaler Anteile) anpasst und auf der Basis der Antischallerzeugung arbeitet. Zunaechst wurde das tonale Stoerschallspektrum verschiedener trockenlaufender Drehkolben- und Schraubenverdichter in verschiedenen Drehzahlbereichen vermessen. Durch die Ermittlung der Leistungsdichte der Gaspulsation konnte die Auslegung des aktiven Schalldaempfersystems mit zusaetzlichen Adsorptionsschalldaempfern (hoeherfrequente Schallanteile) erfolgen. Nach umfangreichen Tests an Prototypen wurde der AIS auf seine Leistungsfaehgkeit und Dynamik weiter optimiert, so dass tonale Anteile im Gesamtschallspektrum um bis zu 30 dB reduziert werden konnten. Die Entwicklung des AIS beruecksichtigte alle wesentlichen Industriestandards (EMV, UL, CSA, IP 54, Spannungsweitbereich 50/60 Hz). Im Anschluss wurde fuer die Schallabstrahlung vom Verdichtergehaeuse eine Schalldaemmhaube entworfen. Nach Abschluss der Arbeiten erzielte das Gesamtsystem AIS plus Schalldaemmhaube eine Gesamtgeraeuschreduzierung von ueber 15 dB(A). (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F01B424 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDeutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrueck (Germany)DEGerman