3D-printeri veepumba eluea ja müra vähendamise juhend

3D-printeri veepumba tööiga ei tähenda midagi ilma selle töörežiimita: 300 000 tsüklit on umbes 667 tundi avaldatud testis kasutatud 5-sekundilise sisselülitamise ja 3-sekundilise väljalülitamise mustriga, kuid 2500 tundi 10-sekundilise sisselülitamise ja 20-sekundilise väljalülitamisega. Müra oleneb kinnitusest ja ajami seadistustest sama palju kui pumbast.

1. Mida pumba eluea reiting tegelikult mõõdab

Avaldatud eluea näitaja on tähendusrikas ainult siis, kui sellele on lisatud kolm asja: töörežiim, mille järgi seda testiti, vedelik, millega seda testiti, ja eluea lõpu määratlus.

Selle perekonna avaldatud testid kasutavad erinevaid mustreid. Viis sekundit sisse ja kolm sekundit välja lülitatud on 62,5 protsenti tööst ja 450 tsüklit tunnis; kümme sekundit sisse lülitatud ja kakskümmend sekundit välja lülitatud on 33,3 protsenti tööst ja 120 tsüklit tunnis. Seesama 300 000 tsükli hinnang kirjeldab seega umbes 667 töötundi esimese mudeli järgi ja umbes 2500 kalendritundi teise mudeli järgi – peaaegu neljakordne, ainuüksi katsetingimuste põhjal.

Tabel 1. Sama pumbaperekonna avaldatud eluiga ja nende taga olev tööskeem.

Allikad: tootja tooteleht, rakenduse artikkel ja spetsifikatsiooni kokkuvõte; avaldatud arvud.

Joonis 1. Kasutusaastad iga avaldatud tsükli reitinguga võrreldes päevase täitmisjuhtumitega.

Allikas: autori aritmeetika - hinnang jagatud päevasündmustega korda 365. Hinnamääramist ei rakendata: ei avaldata.

Kas 480 000 tsükli pikkune eluiga on peristaltilise pumba jaoks realistlik?

Joonis on avaldatud, kuid see ei ühti tootja enda tootelehega, kus on kirjas rohkem kui 300 000 tsüklit sama 5-sekundilise sisselülitamise ja 3-sekundilise väljalülitamise mustriga ja kus on teatatud eraldi testist, mis on võetud 600 000 tarnetsüklile. Kolm numbrit ühe mustri jaoks tähendab, et vähemalt kaks mõõdavad erinevat asja või üks on vale. Käsitlege hinnangut testi kirjeldusena: küsige, millega test lõppes, ja kavandage toru vahetamine tundide järgi, mitte tsükli pealkirja järgi.

Loe edasi:SC2201RPW tooteleht.

2. Osad, mis määravad, kui kaua pump kestab

Perekonna kohta määrab eluea üks kuluv osa: toru peristaltilisel pumbal ning hammasrattad, laagrid ja mootoriharjad hammasrattapumbal.

Peristaltilise pumba puhul ei välju vedelik kunagi torust ja toru ebaõnnestub püsiva survekomplekti võtmise tõttu, mida katab standardne survekomplekti testimine. Vooluhulk langeb enne pumba seiskumist ja uus toru uuendab vedeliku teed. Avaldatud juhised printeri täitmiskohustuse kohta on toru kasutusiga mitu kuud kuni aasta.

Hammasrattapumbal on vedelik ka määrdeaineks. Avaldatud spetsifikatsioon keelab kuiva töötamise kauem kui 20 sekundit, kuna hammasrattad kuluvad vastu korpust ilma vedelikuta ja püsivalt avatud, vähendades voolu ja rõhku kogu pumba eluea jooksul. Siinsed hammasrattapumbad ei ole iseimevad ja ummistunud väljalaskeava ei peata pumpa: see suurendab sisemist leket, kuumenemist ja kulumist.

Tabel 2. Kuluvad osad, rikkemehhanism ja esimesena ilmnev sümptom.

Allikad: tootja tooteleht, vaigutäite artikkel ja spetsifikatsiooni kokkuvõte; tihendusseadistuse käitumine ASTM D395 järgi.

Loe edasi:Peristaltiline vs hammasrattapump.

3. Müra: mida dB näitaja teile ütleb ja mida mitte

Müra näitaja on võrreldav ainult siis, kui sellega kaasnevad neli tingimust: kaugus, kinnitus, sageduse kaalumine ja taustatase. Kumbki siin avaldatud arv ei sisalda kõiki nelja.

3 V pumba leht on läbipaistvam: alla 60 dB 30 cm juures, mõõdetuna 5 V DC juures, kui pump on vibratsioonimüra neelamiseks 5 cm käsnal. See on vibratsiooniisolatsiooniga pingimõõtmine, mitte see, mida saate jäiga raami külge kinnitatud pumbaga. 24 V pump on avaldatud sagedusel 60 dB, mõõdetuna 50 cm kaugusel, ilma kinnitustingimusteta.

Väikese allika puhul vabas väljas langeb helirõhk umbes 6 dB iga kord, kui kaugus kahekordistub, seega vastab 60 dB 30 cm kõrgusel ligikaudu 54 dB 60 cm ja 48 dB 120 cm juures (joonis 2). Seetõttu on 50 cm kõrgusel esitatud arv lõdvam mõõtmispunkt kui 30 cm ja kumbagi ei saa võrrelda kolmanda osapoole näiduga, välja arvatud juhul, kui kaalumine ühtib: A-kaalutud tasemed on kokkulepped, neid tootvad instrumendid on määratletud standardis IEC 61672-1 ja formaalselt määratud helivõimsuse väärtus järgib selle asemel standardit ISO 3744.

Kontekstis on USA tööpiirangud 8-tunnise tegevustasemena 85 dBA ja lubatud kokkupuute piirväärtusena 90 dBA, nii et alla 60 dB mõõdetud pump on mõlemas vahemikus; Kasulik küsimus pole mitte ohutuses, vaid selles, kas see on piisavalt vaikne, et kõrval istuda.

Joonis 2. Kaks avaldatud väidet on esitatud kauguse alusel, kasutades 6 dB kahekordistamise reeglit väikese allika jaoks vabas väljas.

Allikas: autori arvutus avaldatud väidetest (alla 60 dB 30 cm juures; 60 dB 50 cm juures). Tõeline korpus peegeldab heli, nii et lugege kõveraid kui trendi, mitte ennustust.

Loe edasi:Micro DC pumba müralahendus.

4. Peristaltilise pumba ajam: PWM-seaded, mis muudavad müra ja eluiga

PWM-draiv määrab kiiruse läbi töötsükli ja draivi heli sageduse kaudu. Tootja juhis on alustada sagedusest 20 kHz ja kasutada vaikse töö jaoks 20–25 kHz; selle 60–80-protsendiline efektiivsuse tipp on avaldatud membraanpumpade jaoks, nii et mõõtke seda uuesti peristaltilisel või hammasrattapumbal.

PWM lülitab toitepinge kindla sagedusega sisse ja välja ning muudab sisselülitamise aega; mootor keskmistab impulsse, nii et efektiivne pinge ja võimsus tõusevad koos tööga. 50-protsendilise koormuse korral on efektiivne pinge umbes pool toiteallikast, töö ja kiirus on ligikaudu proportsionaalsed ning vool järgib kiirust, kuna peristaltiline pump on positiivse nihkega. Kui töölävi on väiksem, pump ei käivitu – surnud tsoon on kergesti eksitav.

Sagedus otsustab, mida kuulete. Liiga madal ja ajam viriseb, pulseerib ja annab ebaühtlase pöördemomendi; liiga kõrged ja lülituskaod soojendavad draiverit ja mootori südamikku üle ligikaudu 30–40 kHz. Vase kadu on voolutugevuse ruudus takistus ja takistus tõuseb umbes 0,4 protsenti kraadi C kohta, nii et aeglasem pump ei ole automaatselt jahedam.

Elektriline pool on 3D-printimisvedeliku juhtimislahenduse puhul sama oluline kui juhtpool. Printeri MCU allikas on ligikaudu 25–40 mA kontakti kohta, samas kui väikesed pumbad tarbivad 100–500 mA, seega pole MOSFET-aste valikuline. Kuna pumba mootor on induktiivpool, vajab lava ka tagasilöögidioodi, harukaitset ja sisselülitamiseks sobivat konstruktsiooni. PWM juhib keskmist võimsust, mitte tippvoolu, ja see ei piira seiskunud mootorit.

Kas PWM-kiiruse reguleerimine töötab peristaltiliste ja hammasrataspumpade puhul samamoodi?

Põhimõte on identne: mõlemad perekonnad on positiivse nihkega, seega on vooluhulk võrdeline võlli kiirusega ja töötsükkel annab teile voolu seadeväärtuse. Koormus on erinev. Hammasrattapumba vool tõuseb järsult rõhu ja viskoossusega ning selle siseleke suureneb vedeliku hõrenemisel; peristaltilise pumba koormuse määrab surve, mille vastu toru ummistub, mis tõuseb, kui toru võtab kokkusurumise. Kumbki ei tohiks vaikimisi töötada täiskoormusel: efektiivsuse tipp jääb alla maksimaalse kiiruse.

Tabel 3. PWM-draivi sümptomid, põhjused ja sätted, mis neid kõiki parandavad.

Allikad: tootja PWM-i rakendusjuhend ja printeri emaplaadi pinge ja voolu sobitamise juhend.

Loe edasi:Kuidas PWM mõjutab mikropumpasid.

5. Hammasrattapumba müra vähendamine

Käigumüra on tonaalne ja tõuseb koos kiiruse ja rõhuga, nii et hammasrattapumba müra vähendamine algab pumba aeglustamisest ja seda võimendavate hüdrauliliste tingimuste eemaldamisest, mitte vahust. Hammasrattapumbad tõrjuvad vedelikku välja, ühendades hammasrattad tihedas õõnsuses, ja kirjanduses märgitakse, et suuremale rõhule ja kiirusele surutud seadmed kipuvad olema mürarikkad ja vajavad erilisi ettevaatusabinõusid.

Kinnitus on teine ​​hoob: avaldatud 3 V pumba müranäitaja võeti pumbaga 5 cm käsnal, et neelata vibratsioonimüra. Kui käsn muudab numbrit, otsustab sulg selle, mida operaator kuuleb. Jäik metall-metalli kinnitus muudab pumba raamist juhitavaks valjuhääldiks; elastomeerist padjad, ujuv klamber ja painduv torusilmus lõhuvad selle tee.

Tootja vealoend on lühike ja praktiline ning tabelis 4 on iga põhjus seotud oma vastumeetmega. Kolm viiest on pigem hooldusprobleemid kui disainivead ning rootori ja võlli tolerantsi nimetatakse suurimaks üksikuks allikaks.

Tabel 4. Avaldatud müra põhjused ja nende vastumeetmed.

Allikad: tootja müra tõrkeotsingu märkus ja printeripumba analüüs; hammasrattapumba käitumine vastavalt hammasrattapumba üldisele viitele.

Loe edasi:Ummistused, mullid ja lekked.

6. Hooldus, mis pikendab 3D-printeri veepumba eluiga

Kalender ületab tõrkereaktsiooni. Avaldatud juhised ilmuvad kord nädalas, kuus ja kvartalis, kusjuures tarvikuid muudetakse ligikaudu 500 tunni või kahe kolmandiku arvestusliku eluea järel, olenevalt sellest, kumb saabub varem; Tabelis 5 on toodud iga intervall ja tõrge, mille see eemaldab.

Keskkond ennekõike: avaldatud ümbritseva keskkonna vahemik on 5–45 kraadi C ja pidev töötamine tõstab mootori temperatuuri ja võib lühendada harja eluiga, seega planeerige õhuvool mootori ümber. Orientatsioon: mootori otsakork hoiab harjad, trükkplaati ja ühendusi, nii et suunake torud tilkumissilmuse abil ja asetage pump nii, et nutt ei saaks sellesse voolata.

Seejärel instrumenteerige silmus. Voolu, rõhu ja töötsükli registreerimine konstruktsiooni kohta muudab hoolduse trendiks: pideval töörežiimil langev vool on toru kokkusurumise komplekt või ummistussõel ning pideva voolu korral tõusev vool on laagrite või harjade probleem.

Tabel 5. Printeripumpade hoolduskalender ja iga intervalli tõrked.

Allikas: tootja vedelikusüsteemi hooldusjuhised, laiendatud ümbritseva keskkonna vahemikuga, märkused lõpukorgi kohta ja logimissoovitused.

Loe edasi:Peristaltiliste pumpade valik.

7. Mida kontrollida enne täpsustamist

Viis avaldatud väidet selles perekonnas ei sobi kokku. Kõik tuleb lahendada kirjalikult, enne kui pump läheb materjalide arvele.

Pumba perekond.Mõnel leheküljel kirjeldatakse samu mudelinumbreid hammasrataspumpade ja teistel peristaltiliste pumpadena. Peristaltilisel pumbal pole märjaks saanud hammasrattaid ega võlli tihendit, seega ei saa mõlemad olla õiged. Tehniline detail – 190 mm kere, sisemised käigud, harjatud otsakate, leke sulgemisel ja iseimemise puudumine – sobib käigu kirjeldusega.

Tsüklite arv.Sama 5-sekundilise ja 3-sekundilise sisselülitamise mustrit nimetatakse rohkem kui 300 000 tsükliks, testitud 480 000 tsükli pikkuseks ja kuni 600 000 tarnetsükliks. Küsige, milline on hinne, milline on testi ülemmäär ja millega iga test lõppes.

Pinge seatud.Ühel lehel on loetletud 3 V, 5 V ja 8 V; teises on sama mudeli jaoks märgitud 3 V, 6 V ja 12 V. Ainult 5 V juht ei saa teenindada 6 V pumpa ning erinevus muudab muundurit ja rööpa eelarvet.

Tarbekauba staatus.Ühel lehel on kirjas, et torusid ei ole vaja vahetada; tootelehel kirjeldatakse vedeliku teekonda märgitud pikkusega silikoontoruna. Toru vahetamise intervall on hoolduskulu, seega muudab see omandikulusid.

Surve.Sama pumba rõhk on suurem kui 30 kPa ja vähemalt 6 psi, mis on umbes 41 kPa. Parandage spetsifikatsioonis üks ühik ja üks number.

Loe edasi:Emaplaadi pinge ja voolu sobitamine.

8. Stendikatse, mis lahendab selle kümne minutiga

Enamik ebakindlust kaob ühe pingiseansi jooksul. Käivitage töörõhul, mitte vaba vooluga, ja registreerige kolm numbrit, mis määravad tööpunkti: vool, rõhk ja töökoormus.

Pühkige kohustus.Mõõtke vooluhulka töörõhul 40, 60, 80 ja 100% töörõhul ja pange tähele võimsust, millest allapoole pump ei käivitu enam usaldusväärselt: teie surnud tsoon.

Korrake, kui see on kuum.Jookse 30 minutit ja korda. Pidevalt töötav vool on toru, mis võtab survekomplekti või lahjendatud vedelikku.

Mõõtke müra kaks korda.Lugege tarnitava kinnituse 30 cm ja 1 m kauguselt. Kui vahe ei vasta joonisele 2, kiirgab müra raam, mitte pump.

Pühkige sagedus.Käivitage 8–30 kHz kindlal töörežiimil, kuulake ja kontrollige juhi temperatuuri valitud seadistusel.

Loe edasi:24 V pumba spetsifikatsioon.

Võtmed kaasavõtmiseks

Tsükli reiting ei tähenda midagi ilma selle töörežiimita: 300 000 tsüklit on 667 tundi 5 s sees / 3 s välja lülitatud, kuid 2500 tundi 10 s sisse / 20 s väljalülitamisega.

Üks kuluv osa määrab elu igas peres – toru peristaltilisel pumbal, hammasrattad, laagrid ja harjad hammasrattapumbal.

dB näitaja vajab kaugust, kinnitust, kaalumist ja tausta taset.

PWM-kohustus määrab kiiruse ja voolu; PWM-sagedus otsustab, mida kuulete. Alustage sagedusest 20 kHz, kasutage vaikse töö jaoks sagedust 20–25 kHz ja oodake tõelisi lülituskadusid üle 30–40 kHz.

Tõhususe tipud alla maksimaalse kiiruse; full duty ostab voolu, mida silmus ei pruugi kasutada ja maksab kuumuse, müra ja kulumise eest.

Hooldus on kalender, mitte reaktsioon: iganädalane kontroll, igakuine kontroll, kvartaalne kurna vahetus ja kulumaterjalide vahetus umbes 500 tunni pärast.

Loe edasi:SC2301CPW 24 V pump.

Korduma kippuvad küsimused

Kui kaua 3D-printeri veepump kestab?

See sõltub töömustrist ja kulumisosast, mitte ühest hinnangust. Täitmisrežiimis olevat peristaltilist pumpa piirab selle toru, mis avaldatakse mitu kuud kuni aasta; hammasrataspump on piiratud hammasrataste, laagrite ja harjadega. Enne pumpade võrdlemist teisendage mis tahes tsükli reiting tundideks, kasutades oma töörežiimi.

Miks mu 3D-printeri pump nii vali on?

Kontrollige kõigepealt odavaid põhjuseid: tootja nimekiri seab ilma vedeliku, katlakivi, piiratud sisselaskeava ja sobimatu elektroonikata töötamise mehaanilise rikke ette ning nimetab suurimaks allikaks rootori tolerantsi. Seejärel kontrollige kinnitust: avaldatud kujund on võetud käsnale, nii et jäik kronstein võib vaikse pumba valju häält teha.

Kas saate peristaltilist pumpa kuivatada?

Parem kui hammasrataspump, sest vedeliku teel pole midagi metallist ja toru on kulumisosa. Selle klassi hammasrataspumbad keelavad kuiva töötamise kauem kui 20 sekundit, kuna hammasrattad kuluvad vastu korpust ja avavad vahed püsivalt. Igal juhul täitke enne käivitamist.

Kas madalam PWM-i töötsükkel pikendab pumba kasutusiga?

Tavaliselt jah, teatud piirini. Efektiivsus on haripunktis alla maksimaalse kiiruse ning täiskoormusel lisatakse soojust, müra ja kulumist ilma kasuliku vooluta, nii et madalam koormus sama vooluhulga juures on õrnem seadistus, välja arvatud väga madalal töötamisel, kus mootor istub surnud tsoonis ja jahtub halvasti.

Kas vahetada toru või kogu pump?

Asendage peristaltilise pumba toru: see on kuluv osa, asendamine võtab minuteid ja see uuendab vedeliku teed. Hammasrattapumbal sellist kulumaterjali pole, mistõttu on sisselaskeava filtreerimine ja täitmine selle konstruktsiooni puhul olulisem.

Mis on 3D-printeri pumba jaoks parim PWM-sagedus?

Alustage sageduselt 20–25 kHz, veidi üle kuulmisvahemiku, mis eemaldab enamiku lülitusviisemist. Pigem kontrollige, mitte eeldage: pühkige 8 kuni 30 kHz kindlal töörežiimil, kuulake ja jälgige juhi temperatuuri töörõhul