Tiếng ồn từ van điện từ công nghiệp: Nguyên nhân và hướng dẫn khắc phục

Chương 1: Giới thiệu về van điện từ công nghiệp tiếng ồn

Có rất nhiều vấn đề liên quan đến tiếng ồn của van điện từ công nghiệp, nhưng đừng lo lắng vì chúng có thể được giải quyết dễ dàng. Trong các hệ thống tự động hóa, máy móc và thiết bị điều khiển, người ta có thể gặp phải các vấn đề như tiếng ù, tiếng vo ve hoặc tiếng lạch cạch. Mặc dù có vẻ không đáng kể, nhưng những âm thanh bất thường là dấu hiệu rõ ràng của một số vấn đề về hiệu suất từ ​​tính, sự căn chỉnh không chính xác của các bộ phận hoặc nguồn điện không ổn định. Nếu không được giải quyết, tiếng ồn sẽ dẫn đến giảm tuổi thọ của van điện từ, chi phí phát sinh và hỏng hóc thiết bị không thể đoán trước. Hướng dẫn này giải thích cách tiếng ồn xuất hiện, cung cấp các giải pháp và đề xuất các phương pháp để giữ cho van điện từ công nghiệp hoạt động tốt.

Chương 2: Nguyên nhân gây ra tiếng ồn trong van điện từ công nghiệp là gì? (Nguyên lý)

Đối với van điện từ công nghiệp, hai yếu tố thiết yếu đóng vai trò quan trọng:

– Một mạch từ kín hoàn toàn

– Đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa lõi chuyển động và lõi tĩnh.

Sự thiếu hụt một trong hai yếu tố đó dẫn đến từ thông không ổn định và sự rung động lặp đi lặp lại của lõi. Lưu ý: phần lớn tiếng ồn đến từ mạch từ bán kín.

Chương 3: Năm loại nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn bất thường

 

3.1 Các vấn đề tại bề mặt tiếp xúc giữa các bộ phận chuyển động và cố định

Các bề mặt tiếp xúc giữa các bộ phận chuyển động và cố định tạo thành các phần quan trọng cho sự truyền dẫn từ thông. Khi các bề mặt bị bẩn bởi mảnh vụn, dầu mỡ và bụi, dòng từ thông sẽ không thể truyền dẫn, do đó ngăn cản sự đóng kín hoàn toàn của lõi và tạo ra một khe hở giữa chúng. Kết quả là, các lõi bắt đầu va đập vào nhau do lực điện từ, tạo ra tiếng ồn vo ve bất thường. Ngoài ra, việc nghiêng các bề mặt tiếp xúc làm giảm lực kéo và làm cho lực này không đều, dẫn đến hiện tượng rung động của các lõi. Phanh được lắp quá chặt cũng là một trong những yếu tố gây cản trở dòng từ thông.

3.2 Điện áp nguồn bất thường

Lực hút của nam châm điện phụ thuộc trực tiếp vào điện áp cung cấp. Điện áp thấp không tạo ra đủ lực điện từ để kéo lõi van chống lại lực cản của lò xo và ma sát phanh. Do đó, lõi van luôn ở trạng thái đóng một nửa, rung liên tục và tạo ra tiếng ồn bất thường. Nguyên nhân này thường bị bỏ qua trong môi trường công nghiệp.

3.3 Lỗi lắp ráp, sai lệch do rung động hoặc kẹt cơ học

Việc lắp ráp hệ thống từ tính không đúng cách, sự lệch trục do rung động trong thời gian dài, hoặc sự kẹt của các bộ phận cơ khí (kim, cần gạt, v.v.) ngăn cản việc đóng lõi một cách trơn tru và đều đặn, do đó gây ra sự gián đoạn trong dòng từ thông và làm cho lõi rung động, tạo ra tiếng ồn. Hơn nữa, việc nén lò xo quá mức làm tăng lực cản và làm giảm lực kéo của lõi.

3.4 Sự hao mòn của các bộ phận

Sự hao mòn tự nhiên của các bộ phận cốt lõi:

Sự mài mòn quá mức bề mặt cực lõi ngăn cản sự đóng kín trơn tru của các bộ phận lõi.

Vòng chắn (vòng đồng) bị vỡ. Mục đích của vòng chắn là để triệt tiêu rung động và tạo ra tiếng ồn. Tuy nhiên, khi bộ phận này bị hỏng, lõi bắt đầu rung và tạo ra tiếng ồn chói tai.

Ngắn mạch giữa các vòng dây của cuộn cảm gây ra dòng điện và từ thông bất thường, dẫn đến lực kéo bất thường. Điều này dẫn đến cả việc phát sinh tiếng ồn và quá nhiệt cuộn cảm.

3.5 Lỗi ghép hệ thống không chính xác

Việc lựa chọn van điện từ công nghiệp không phù hợp cũng là nguyên nhân chính:

Lực kéo của nam châm điện công nghiệp không đủ.

Độ dài nét vẽ không chính xác

Điện áp định mức không phù hợp hoặc dòng điện

Điểm nêu trên sẽ dẫn đến hoạt động không ổn định và các vấn đề về tiếng ồn kéo dài.

Chương 4: Quy trình giải quyết từng bước các vấn đề về tiếng ồn của van điện từ công nghiệp

Thực hiện các bước theo thứ tự từ dễ đến khó:

BƯỚC 1: Kiểm tra nguồn điện

– Đo điện áp

– Kiểm tra kết nối dây dẫn

BƯỚC 2: Kiểm tra các bề mặt tiếp xúc chính

– Phát hiện sự ô nhiễm

– Hãy đảm bảo các bề mặt được sạch sẽ.

BƯỚC 3: Kiểm tra chuyển động của cơ cấu

– Đảm bảo chuyển động mượt mà

– Loại bỏ mọi chướng ngại vật

BƯỚC 4: Kiểm tra các bộ phận bên trong của nam châm điện

– Kiểm tra vòng điều chỉnh độ sáng

– Kiểm tra xem cuộn dây có bị hư hỏng gì không.

Chương 5: Bảng khắc phục sự cố nhanh

Bảng dưới đây tóm tắt các giải pháp nhắm mục tiêu cho từng nguyên nhân:

Chương 6: Làm thế nào để tránh tiếng ồn của van điện từ công nghiệp?

6.1 Bảo trì thường xuyên

Cứ sau ba đến sáu tháng, hãy vệ sinh các van điện từ để tránh bụi bẩn và dầu mỡ tích tụ.

6.2 Cài đặt đúng

Hãy đảm bảo tất cả các bộ phận được định vị chính xác và gắn chặt.

6.3 Lựa chọn sản phẩm phù hợp

Chọn điện áp và công suất phù hợp, đồng thời sử dụng các linh kiện chất lượng cao.

 

Chương 7: Mẹo chọn van điện từ công nghiệp giảm tiếng ồn

Việc lựa chọn van điện từ công nghiệp ít tiếng ồn đòi hỏi nhiều hơn là chỉ xem xét các thông số kỹ thuật cơ bản. Nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn trong van điện từ công nghiệp đến từ sự va chạm vật lý giữa pít tông kim loại và mặt cực kim loại của van điện từ.

Dưới đây là một số bước cụ thể giúp bạn lựa chọn van điện từ công nghiệp độ ồn thấp phù hợp mà không làm thay đổi chủ đề hoặc thông tin đã cung cấp.

7.1. Chọn loại có hai van điện từ hoặc cơ cấu chốt

Van điện từ công nghiệp thường "đóng sầm" pít tông lại, tạo ra âm thanh đặc trưng "lạch cạch".

Van điện từ kép hoạt động thông qua thiết kế cuộn dây kép. Các van điện từ này truyền động điện từ cho pít tông theo cả hai hướng nhưng không có lò xo hồi vị, do đó giảm đáng kể lực tác động.

Các van điện từ chốt giữ bao gồm nam châm vĩnh cửu để duy trì vị trí của pít tông. Về cơ bản, thiết bị chỉ tiêu thụ năng lượng để chuyển đổi vị trí, do đó hoạt động rất êm ái (ngoại trừ tiếng vo ve trong một số trường hợp).

7.2. Đảm bảo có các tính năng để giảm thiểu tác động

Việc yêu cầu nhà sản xuất cung cấp một số ví dụ sau đây sẽ giải quyết được vấn đề:

– Bộ giảm chấn đàn hồi (miếng đệm cao su hoặc polyurethane) được gắn vào mặt trước của cột hoặc điểm dừng của pít tông;

– Các vòng đệm hoặc vòng chữ O được tích hợp vào hệ thống để giảm thiểu những chuyển động nhỏ nhất;

– Mặt trụ hình nón hoặc bậc thang giúp giữ không khí trong quá trình đóng để tạo ra lớp đệm khí cho giai đoạn tiếp xúc cuối cùng của pít tông.

7.3. Trang bị van điện từ "Lực giữ thay đổi" hoặc van điện từ dẫn động hạ cánh mềm.

Van điện từ công nghiệp tiêu chuẩn tạo ra công suất tối đa ngay lập tức, nhưng van điện từ điều khiển điện tử có thể có bộ điều khiển PWM cho phép giảm dòng điện sau khi đóng van và do đó đạt được độ êm ái khi đóng van.

Khuyến nghị: Nếu thiết kế cho phép, hãy đặt hàng sản phẩm tích hợp điều khiển điện tử và các tùy chọn lập trình để cho phép khớp nối chậm hơn và giảm điện áp giữ. Thiết kế này đảm bảo không có tiếng "lạch cạch" và tiếng "ù".

7.4. Tránh xa các van điện từ sử dụng nguồn điện xoay chiều.

Các thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều thường phát ra tiếng ù từ tính ở tần số dòng điện (50 hoặc 60 Hz), thường lớn hơn cả tiếng va đập thực tế.

Van điện từ dùng nguồn DC hoàn toàn không gây tiếng ồn, ngoại trừ khi chuyển động và đóng mở. Đối với ứng dụng công nghiệp, nên sử dụng van điện từ 24V DC.

7.5. Bao gồm sự im lặng trong các yêu cầu đặc tả của bạn

Theo mặc định, các van điện từ công nghiệp không có thông số nào về độ ồn. Do đó, ngoài tất cả các yêu cầu khác, bạn cần phải chỉ rõ số đo áp suất âm thanh (dBA) ở khoảng cách 1 m. Kết quả tốt nhất ở đây là dưới 45 dBA. Van điện từ tiêu chuẩn thông thường có mức độ ồn khoảng 65-85 dBA.

Lưu ý rằng điều kiện thử nghiệm phải chỉ rõ chu kỳ đóng-mở được thực hiện dưới các điều kiện tải và lắp đặt yêu cầu (van điện từ thường phát ra tiếng ồn lớn hơn khi được lắp đặt cố định trên bề mặt kim loại).

7.6. Cân nhắc thiết kế dạng hộp/kín so với dạng khung mở

Các van điện từ công nghiệp dạng khung hở tạo ra mức độ tiếng ồn tối đa vì chúng phát ra các xung động mà không có bất kỳ sự giảm chấn nào.

Các nam châm điện dạng khung hộp hoặc dạng ống hoạt động êm hơn một chút nhưng vẫn phát ra tiếng "lạch cạch". Các nam châm điện được bọc kín hoặc phủ epoxy giúp giảm rung động.

Để đạt hiệu quả êm ái nhất, hãy cân nhắc sử dụng các van điện từ hình ống được bao bọc hoàn toàn với nắp cao su ở hai đầu.

7.7. Kiểm tra điều kiện hoạt động và định mức nhiệt độ

Một số bộ phận giảm tiếng ồn như van điều tiết và chất đàn hồi sẽ bị hư hỏng khi nhiệt độ tăng cao.

Để van điện từ hoạt động liên tục với chu kỳ làm việc lên đến 100%, bạn cần sử dụng cao su silicon thay vì cao su thông thường cho các bộ giảm chấn.

Điều kiện hoạt động ở nhiệt độ cao dẫn đến tiếng ồn lớn hơn do sự thay đổi điện trở của cuộn dây; do đó, nam châm điện cần có cấp cách điện H (180°C).

 7.8 Bảng tóm tắt

Nếu bạn thực sự cần độ ồn gần như tuyệt đối (dưới 40 dBA), hãy cân nhắc thay thế nam châm điện bằng bộ truyền động tuyến tính (trục vít + động cơ bước) hoặc bộ truyền động áp điện – nhưng những loại này chậm hơn và đắt hơn nhiều.

Chương 8: Câu hỏi thường gặp về tiếng ồn của van điện từ công nghiệp

Câu 1: Nguyên nhân chính gây ra tiếng vo ve trong van điện từ công nghiệp là gì?

A: Tiếng vo ve có nghĩa là lõi từ đang hoạt động ở chế độ bán kín. Thông thường, nguyên nhân là do điện áp của mạch làm việc thấp, dẫn đến lực từ không đủ để vượt qua điện trở. Để chẩn đoán tình trạng này, bạn cần đo điện áp bằng đồng hồ vạn năng. Bề mặt cực từ bị bẩn cũng có thể gây ra tiếng vo ve.

Câu 2: Làm sao để xác định xem tiếng ồn có bản chất điện/điện từ hay cơ học?

A: Bạn cần thực hiện một bài kiểm tra đơn giản khi tắt nguồn: nếu ngay sau khi tắt nguồn mà không có tiếng động, thì đó là vấn đề về điện/điện từ (điện áp thấp, vòng chắn bị hỏng, cuộn dây bị lỗi). Nếu âm thanh vẫn còn sau khi tắt nguồn hoặc giảm dần, thì nguyên nhân là do cơ học.

Câu 3: Tại sao vòng điều chỉnh ánh sáng bị lỗi lại tạo ra tiếng ồn khó chịu, và liệu có thể sửa chữa được không?

A: Vòng chắn rung giúp giảm thiểu rung động và làm cho thiết bị hoạt động êm hơn. Nếu không có nó, lõi sẽ bắt đầu rung ở tần số cao, dẫn đến tiếng vo ve/rít chói tai. Nó không thể sửa chữa; lựa chọn duy nhất là thay thế bằng một vòng chắn rung giống hệt. Ngoài ra, lõi cũng có thể bị hư hỏng do rung động và cần được thay thế.

Câu 4: Cần làm gì khi vệ sinh bề mặt cực từ của nam châm điện công nghiệp?

A: Hãy xem xét các khuyến nghị sau:

– Ngắt kết nối nguồn điện.

– Chỉ sử dụng vải/bàn chải mềm; dụng cụ cứng sẽ làm trầy xước bề mặt.

– Nếu có rỉ sét/rỗ, hãy dùng giấy nhám mịn. Nhưng hãy rất cẩn thận; việc loại bỏ quá nhiều vật liệu sẽ làm cho bề mặt không đều.

– Hãy đảm bảo các mặt của cột được làm sạch và lau khô kỹ lưỡng trước khi lắp ráp.

Câu 5: Việc siết phanh quá chặt có góp phần gây ra tiếng ồn không? Và nếu có, tại sao điều này thường bị bỏ qua?

A: Đúng vậy. Khi phanh quá chặt, sẽ có lực cản lớn hơn đối với việc đóng lõi, và nếu lực từ không đủ để vượt qua lực cản đó, lõi sẽ rung và tạo ra tiếng ồn. Nhiều nhân viên bảo trì chỉ tập trung vào lõi và cuộn dây mà quên đi các yếu tố bên ngoài. Siết chặt phanh cho phép lõi đóng đúng cách và loại bỏ tiếng ồn.

Câu 6: Việc vận hành van điện từ công nghiệp ở vị trí bán đóng trong thời gian dài sẽ dẫn đến hậu quả gì?

A: Việc vận hành kéo dài trong trạng thái bán kín bao gồm:

– Sự rung động của lõi, góp phần làm tăng tốc độ mài mòn của các cực;

– Dòng điện lõi bất thường;

– Vòng chỉnh bóng bị vỡ;

– Tuổi thọ tổng thể của thiết bị bị giảm.

Các tình huống dẫn đến hiện tượng bán đóng (điện áp quá thấp hoặc kẹt) cần được giải quyết khẩn cấp.

Câu 7: Những hoạt động bảo trì nào giúp giảm tỷ lệ hỏng hóc do tiếng ồn gây ra?

A: Bạn nên tập trung nỗ lực vào những điểm sau:

– Vệ sinh định kỳ: Cứ ba đến sáu tháng một lần, hãy vệ sinh bề mặt các cột để loại bỏ dầu mỡ, bụi bẩn, v.v.

– Kiểm tra định kỳ: Chú ý đến độ chặt của dây dẫn, độ nén lò xo và cài đặt phanh.

– Không có trạng thái bất thường: Hãy đảm bảo lõi được đóng kín hoàn toàn trong quá trình hoạt động.

Chương 9: Kết luận

Thông thường, những âm thanh bất thường phát ra từ nam châm điện công nghiệp cho thấy có sự tắc nghẽn trong mạch từ và thiếu tiếp xúc chắc chắn giữa lõi chuyển động và lõi cố định. Những vấn đề này có thể được khắc phục nhanh chóng bằng cách tìm ra nguyên nhân và sử dụng giải pháp phù hợp. Bên cạnh đó, việc lựa chọn sản phẩm phù hợp ngay từ đầu và việc vệ sinh, bảo dưỡng thường xuyên có thể giúp ngăn ngừa tiếng ồn và tăng đáng kể tuổi thọ của nam châm điện.

Chúc bạn may mắn. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác về chủ đề này, vui lòng cho chúng tôi biết.

Lưu ý: Hãy tắt thiết bị trước khi tiến hành bảo trì. Nên bắt đầu với các công việc khắc phục sự cố dễ hơn như đo điện áp hoặc làm sạch bề mặt cực, sau đó mới chuyển sang các công việc phức tạp hơn.