《装备维修技术》2020年第1期（总第175期）
doi:10.ki.1005-2917.2020.01.117
余伟良
（深圳市安吉尔饮水产业集团有限公司，广东深圳 518000）
摘要：反渗透净水器制水时的噪声比较大，会对用户的使用体验产生直接的影响。基于此，文章通过噪音测试，介绍了测试的条件及方法， 就净水器的主要噪音来源进行了分析，提出了降低噪音的改善方案。 关键词：噪音测试；增压泵电机；降噪措施
前言
水是生命之源，人们的生产生活与水有着密不可分的关系，因此，人们对于水质的要求也越来越高，饮用水的安全也成为了当前人们关注的重点。净水器逐步地走进寻常百姓家，净水器的噪音问题也引起了
关注。然而，机器噪音主要来自于水泵、进水阀、废水阀、管路振动等，通过对噪声源和噪声传播路径的降噪处理，机器运行噪声可以有效降低。下面，主要针对免安装反渗透净水器在安装过程中存在噪音较大的问题进行综合分析，并针对存在的问题进行解决，以期提高净水器的作用最大化，实现从根本上降低噪音。
1. 测试条件与方法
1.1 测试条件
本次测试采用的设备为免安装反渗透净水器，其净水系统工艺主要包含以下几个方面，即复合滤芯、反渗透滤芯、自吸增压泵、外置水箱等，该设备在实际使用期间不可以与自来水相互连接，这样会影响使用，而是要以外置水箱盛装自来水，与此同时还要将带有自吸功能的增压泵应用到系统中，并且还要与反渗透滤芯搭配使用。如图1所示。随后还要对于设备进行噪音测试，要求室温为25℃，湿度在40%左右的标准消音室，并且对于测试中所应用到的自吸增压泵的工作流量和压力也有一定的要求，标准为0进水压下，工作压力为0.5Mpa下，流量≥550mL/min。因此，按照水路系统图，保证进水压力为0压力，自吸型增压泵的出水口连接滤芯，搭接好设备，并测试纯水和废水的流量是否达到要求。如果合格，待机器运行平稳后，即可测试设备的噪音。
图1 制水系统工艺流程图
难忘的校园1.2 测试措施
针对与此次试验来说，测试方法的确定是一项重要的工作，在此过程中，需要依照文件《GB/T4214.1–2017声学和家用电器及类似用途器具噪声测试方法第1部分：通用要求》中的相关内容，选用A计权测量，评价量为声功率，采用十点法进行测试，即选择测量的表面为半球面，具体要求为其表面拥有待测点，数量为十个，同时对半球面的半径也有要求，对于某些小型类器具，优先采用半径1m。本论文的实际测试值是采用半径为1m。实际测试操作位置如下图2所示。
在本次测试的过程中，还需要应用到测量仪。在测试开始之前，需要将测量仪固定，图2中的10点位置即为传感器的安装位置。位置坐标见下表1。整机测试的过程中，需要注意整机位置，一般情况下为半球球心平台之上。测试期间对于各个测试点的声功率进行采集与计算，计算标准依照GB/T3767–1996和GB6882–1986标准中所规定的相关内容[1]。
2. 噪声及改善分析
2.1 噪声分析四川黄鳝养殖技术
首先，在噪音分析的过程中，需要选择的设备为增压泵，要求为同一批次，数量为5台，对于输入电压以及电流有一定的
要求，标准值分别为DC24V、工作电流0.5～0.72A，工作流量≥550mL/min，电机工作转速为800～960rpm。要求的测试条件进水压力以及泵输出压力分别为：0Mpa、0.5Mpa。待到单泵噪音的测试工作结束，需要将5台增压泵置入相对应的整机，在此过程中，需要格外注意到金属支座以及整机钣金构建的安装，需要以减震垫与螺丝固定连接，确定实际的进水压力，待整机运行稳定后，利用十点法，测得噪声数据如下表2所示，通过对于一到五组进行分析可以发现，将增压泵安装到整机内，其噪声数值呈现出递增趋势，竖直依次分别为：56.596dB（A）、57.097dB（A）、57.066dB （A）、56.618dB（A）、56.941dB（A），通过表中数据可以说明，在净水器内产生噪音的主要部件为增压泵，同时整机噪音又比单泵噪音大，分析其原因，推断可产生因素可能如下两方面：第一，增压泵自由噪音传播；第二，整机与增压泵共振产生噪音。所以需要采取方式对于净水器及泵做出相应的优化[2]。
图2 噪声测点位置示意图
表1 传感器的位置坐标
表2 噪音的测试数据统计表
编号一二三四五
单泵
48.487dB
（A）
49.019dB
（A）
49.018dB
（A）
48.797dB
（A）
49.221dB
（A）整机
56.596dB
（A）
我们最后的校园民谣
57.097dB
（A）
57.066dB
（A）
56.618dB
（A）
56.941dB
（A）
2.2 改善策略
对于该系统进行改善主要就是控制噪声源和噪音的传播，该思
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技术改造·净水器增压泵噪音分析及优化方案路为针对于增压器自身所产生噪声以及整机共振噪声两个方面，通过以下方式可以有效缓解噪声对于系统造成的危害，具体措施如下：
2.2.1 优化电机转速
如上文所述，增压泵工作期间会产生噪音，主要因素就是电机转动所致，其在工作过程中，通过电机带动偏心轮做往复运动实现排水的功能。此过程便是产生噪声的主要因素，所以为了有效降低增压泵在工作期间所产生的噪声，可以使增压泵的电机转速降低，通过这种方式可以有效减小水泵的噪音。通过改善电机的效率，以及泵体的容积腔和偏心轮角度，使电机转速相比原来泵转速的差值为300rmp，随后对于单体增压泵以及整机净水器的噪声值进行测定，随后在供水压力与工作输出压力分别为0Mpa、0.5Mpa条件下开始测定泵的噪声，以及装入整机后的噪声，侧的数据如下图表3所示。
表3 改善后噪音测试数据统计表
编号1#2#3#4#5#
单泵45.849dB
（A）
46.060dB
（A）
46.376dB
（A）
45.921dB
（A）
46.173dB
（A）
整机52.180dB
（A）
52.941dB
（A）
52.618dB
（A）
52.585dB
（A）
52.360dB
（A）
通过对于表3与表2进行对比分析可以发现，增压泵的造影情况有所降低，单泵的噪音数值降低大于在3dB（A）左右，以上测试数据表明，通过降低增压泵转速的方式可以有效降低单泵在工作期间所产生的噪声，从而达到减小噪声影响的效果。同样，整机噪声也产生一定的下降，与表2相比，改善之后的噪音下降幅度在4dB（A）左右，这种情况的产生说明当单泵的噪音下降之后，整机共振所产生的噪音同样会有所降低，提高了整机在使用过程中的效果。与此同时，降低单泵转速之后的工作电流下降至0.56A，根据功公式P=UI测算得知，U为上文中所提到的恒定值，所以测算之后发现，改善后的功
率降低幅度为4W，所以，该降噪方式可以达到有效降噪的目的，并且降低了增压泵的功率，并且有效保证增压泵在工作期间的供水量。
图3 硅胶套固定增压泵
图4 降噪盒及硅胶组合固定增压泵
表4 结构改善后整机噪音数据统计表
样品12345
硅胶套（硬
度50度）
50.519dB
（A）
50.805dB
（A）
50.631dB
（A）
50.085dB
（A）
50.528dB
（A）
硅胶套（硬
度40度）
49.463dB
（A）
49.497dB
（A）
48.861dB
（A）
48.429dB
（A）
49.027dB
（A）
硅胶套（硬
度40度）+
降噪盒
45.928dB
（A）
45.401dB
（A）
45.441dB
（A）
45.224dB
（A）
45.777dB
（A）
通过表3统计发现，在电机降低转速改善之后，整机噪音数值仍然为52dB（A）左右，所以还要采取其他方式做出调整加强。
2.2.2 优化结构
为了有效降低噪声对于整机的影响，可以在整机中采用减震材料，例如硅胶，其可以有效的将振动源隔离。针对于硅胶本身来说，其拥有较好的隔音、缓冲以及减震等方面的性能，比较适宜用作减震材料[3]。
海参圈可以采用邵氏硬度为50的硅胶材料，将其制作成硅胶套，将减震垫及金属支座两种构件，构件示意图如图3所示，这样可以使增压泵悬挂在支架上面，从而防止振动的传递，通过以上降噪方式安装在整机里之后对于其噪声指标进行测定，保证测试条件不变，测得数据统计如表4。
将表4与表3进行对比，可以明显的发现，通过硅胶降噪的方式可以有效的降低增压泵的噪声因素，对于整机的运行起到了优化的作用，降低幅度为2dB（A），有利于净水器系统噪声的降低。不过，针对于所选择的硅胶材质来说，系统优化还有一定幅度。可以选择邵氏硬度在40的硅胶材料，操作方式如上，可以选择硬度较低的硅胶来降低增压泵所引起的共振，从而降低整机的噪音。在此过程中，还需要综合考虑到硅胶制作工艺、结构的稳定性、可靠性等方面元素，更换胶套之后将其介入到整机中，随后对于其噪声数据进行测试，保证测试条件不变，得到数据如表4所示，由此可将，采用邵氏硬度为40度的硅胶套噪声指标得到了明显的降低，测的五组数值分别为49.463dB（A）、49.497dB（A）、48.861dB（A）、48.429dB（A）、49.027dB（A）。综合分析发现，在邵氏硅胶的硬度下降10个单位后，整机的噪声也有所降低，下降幅度为1.5dB （A），则可以断定，所采用邵氏硅胶的硬度对于整机的噪声起到决定性的作用。
图5 脉冲宽度调制方法
还有其他降噪方式，在采用邵氏硅胶的基础上，可以加装降噪盒，具体操作为，在增压泵外部加装吸声材料，如图4所示，通过在渗透净水器中应用相应的发泡棉材料或者其他疏松多孔的吸声材料，可以在声音传播的过程中起到阻隔与吸收的作用，并且达到一定程度的声能损耗，将声能转化为内能，从而有效达到降低整机噪声的效果。加装降噪盒的数据测试如表4所示，我们可以发现，五组噪声值分别为：45.928dB（A）、45.401dB（A）、45.441dB（A）、45.224dB（A）、45.777dB（A），相对于硬度为40的硅胶套数据来说，其噪声明显下降，幅度约为3.5dB（A）左右，因此，可以下定结论，在采用邵氏硅胶硬度为40的条件下，在整机周围加装降噪盒可以有效降低整机的噪声产生，大幅度改善增压泵所产生的噪声情况。在以上结构中，降噪盒的主要功能就是吸收噪声，将增压泵运行期间所产生的噪声消耗掉，将声能转化为热能，从而有效提高净水器的降噪效果[4]。
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《装备维修技术》2020年第1期（总第175期）
（2）梯形螺纹的精车
第一，基于10°的车刀磨，会导致径向前角刀具的牙型角的不确定变化，所以，进行刃磨的时候牙形角不能超过ap（0.02mm）；刀头宽度不能超过槽底宽（见下图）。
图1 螺纹精车刀
第二，梯形螺纹精车通常是使用单面车削，具体表现为径向定到零位置移动小刀架，ap=0.02mm，转速n=30r/min。第三，螺纹精车后面的四五刀选择转速为n≤25r/min，螺纹表面ap≤0.005mm。第四，对于那些没有恒温条件的企业，可以利用气候的适宜温度，比如夏天的早和晚、冬天的正午进行车削，这些方法也可以减少误差。同时，如果是45规格的钢材丝杠进行精车的时候，可以采用菜籽油70%+柴油30％制成冷却润滑剂使用。
（3）螺纹车削注意事项
第一，对螺纹进行粗车时，因为螺距很大，丝杠很长，切削过程保证必须刚性好，由此可以采取一夹一顶的装夹手段，保障工件的合理的刚度；对齿形进行粗车时，安装粗车刀要利用法向安装方法，以弥补导程角对车刀运行前、后角的不利因素，尽量避免因为剧烈振动导致的“扎刀”现象。粗车时候测量蜗杆法向齿厚适合采用游标卡尺。第二，为了提升高装夹的安全性和可靠性，在进行半精车和精车螺纹的时候，不仅要采用两顶尖顶持，还要利用夹板和带限位装置的拨盘。第三，对齿形进行精车的时候，要做到转速低、小进刀，要正确对车刀的切削用量和几何角度；对螺纹进行精车时，安装精车
刀最好采用轴向安装法，进行单面顺刀车削。第四，对升降丝杠接头进行精车是高难度的操作，最恰当的手段是利用接刀处远离卡盘或者是利用后尾座掌控接刀部位。第五，只有切削顺利有序地进行，才可以保证齿面的高质量，所以，在对齿形进行精车的时候，冷却和润滑起着至关重要的作用，必须利用切削液进行充分良好的浇注。第六，M135磨的标准要求：44的一致性≤0.03mm即44–0.20误差上下，公差为0.03mm。大小头≤0.02mm。第七，为了很好地对弯曲现象进行控制，必须保证钳工校直全长直线度误差≤0.05mm。第八，为了消除热量对丝杠误差的影响，在夏季进行生产加工的时候，作业到第四刀后就要停车休息或者进行卸活，等到热量符合要求后，便开始继续工作，第二次上车后开始加工第五刀、第六刀和第七刀。这样就会保证误差在合理的范围内。
结束语
综上所述，升降丝杠对整体设备的影响是关键的，提高丝杠加工的技术含量是重中之重。本文对影响丝杠精确度的车削加工的误差进行了分析，提出了改进机床加工范围的思路，并对工艺、工装等技术问题进行解析，制定了改进的措施，可以促使丝杠的精度达到设计的要求，保证生产任务的如期完成。
参考文献
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障出版社，2015.去年的树课堂实录
[2] 薛翰.车工工艺与技能训练（理实一体化）[M].北京：机械工业
出版社，2016.
[3] 李献坤，兰青.金属材料与热处理[M].北京：中国劳动社会保
障出版社，2007.
[4] 晏丙午.高级车工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保
加拉茨钢铁
障出版社，2006.
2.2.3 控制软件设计
软件设计同样是一种有效的降噪方法，以上方式是从外部对于增压泵进行结构优化，而软件设计的方式则是在系统层面开展降噪工作，在保证正常的整机输出流量的需求上，通过脉冲宽度调制，控制电机的输入电压，改变电机的转速，从而达到降低增压泵的噪音的目的。
表5 脉冲调制后噪音测试数据统计表
编号12345
调制前49.463dB
（A）
49.437dB
（A）
48.861dB
（A）
48.429dB
（A）
49.027dB
（A）
调制后46.853dB
（A）
47.125dB
（A）
46.749dB
（A）
46.913dB
（A）
46.470dB
（A）
增压泵在运行期间，脉冲宽度是其中一项重要的数据指标，其通过处理器来的数字输出来控制模拟电
路，这样便可以使输出端获得幅值相同的脉冲值，输出半个周期的脉冲，之后按照一定的规则对于脉冲宽度进行调制。通过以上方式可以实施软件对于增压泵输入电压的调整，本文通过买块调制控制输入电压的占空比保证在91.67%，如图5所示，通过计算测得本系统中有效电压为22V，这样可以有效降低增压泵的工作转速，从而有效降低整机在工作期间的噪声。随后对于整机在正常运行下的噪声数据做出测试，保证供水压力与输出压力为0Mpa、0.5Mpa，测得实验数据如上表5所示。对表5进行分析可知，在脉宽调制完毕后，各个整机噪声数据依次为46.853dB（A）、47.125dB（A）、46.749dB（A）、46.913dB （A）、46.470dB（A），通过对于可以发现，整机噪声相对于脉宽调制前有所降低，降低幅度为2dB（A）。以上数据说明，通过调节脉宽的形式可以有效降低整机的噪声。而对于脉宽进行调整可能会影响到增压泵在使用期间的综合性能，所以要对于其稳定性做出测试，测试条件为供水压力和输出压力不变，保证自吸高度为60cm，测得输入如图6所示，软件控制方式可以维持整机稳定工作，从而达到高效降低噪音的效果。
图6 脉冲宽度调制控制增压泵的流量变化
结论
综上，针对净水器制水系统内工作中出现噪音的原因进行综合分析，并针对性的对反渗透净水器内部的各个系统，例如电机系统结构以及控制系统等进行细致分析，根据研究结果得出通过适当调整电机
系统的转动速度能够实现一定的降噪效果，同时也能够提高水泵的寿命。此外，通过改善泵在整机里的安装结构，减少泵与整机的共振频率，也能够有效降低噪音。再次可以通过控制软件的改变，降低增压泵的输入电压，降噪效果好，方便快捷，在整机结构受限且不影整机性能时可采用此种方法。
参考文献
[1] 路少刚.开式水增压泵振动大及噪音异常的原因分析及处理措施
[J].电力系统装备，2018（12）：210–211.
[2] 左杰.净水器增压泵结构设计与水系统优化[J].科技创新与应用，
2017（25）：100–100.
[3] 蒙晨，杨帅，武鹏，等.增压泵组的节能优化研究[J].流体机械，
2017（9）.
[4] 石如剑.一种改良结构的反渗透净水器[J].科技创新与应用，
2017（16）：61–61.
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