Panduan Umur Pompa Air Printer 3D dan Panduan Pengurangan Kebisingan

Angka umur pompa air printer 3D tidak berarti apa-apa tanpa pola kerjanya: 300.000 siklus berarti sekitar 667 jam dengan pola 5 detik hidup, 3 detik mati yang digunakan dalam pengujian yang dipublikasikan, namun 2.500 jam dengan 10 detik hidup dan 20 detik mati. Kebisingan tergantung pada pemasangan dan pengaturan penggerak, serta pada pompa.

1. Apa yang sebenarnya diukur oleh peringkat umur pompa

Angka masa hidup yang dipublikasikan hanya bermakna jika ada tiga hal yang dilampirkan: pola tugas pengujiannya, cairan yang digunakan untuk mengujinya, dan definisi akhir masa pakainya.

Tes yang dipublikasikan dalam kelompok ini menggunakan pola yang berbeda. Lima detik hidup dan tiga detik mati adalah tugas 62,5 persen dan 450 siklus per jam; sepuluh detik hidup dan dua puluh detik mati adalah tugas 33,3 persen dan 120 siklus per jam. Oleh karena itu, peringkat 300.000 siklus yang sama menggambarkan sekitar 667 jam berjalan pada pola pertama dan sekitar 2.500 jam layanan kalender pada pola kedua - hampir empat kali lipat, dari kondisi pengujian saja.

Tabel 1. Angka kehidupan yang dipublikasikan untuk kelompok pompa yang sama, dan pola tugas di balik masing-masing pompa.

Sumber: halaman produk pabrikan, artikel aplikasi dan ringkasan spesifikasi; angka seperti yang dipublikasikan.

Gambar 1. Masa kerja yang ditunjukkan oleh setiap peringkat siklus yang dipublikasikan, dibandingkan dengan kejadian isi ulang per hari.

Sumber: aritmatika penulis - peringkat dibagi peristiwa harian dikalikan 365. Tidak ada penurunan peringkat yang diterapkan: tidak ada yang dipublikasikan.

Apakah umur 480.000 siklus realistis untuk pompa peristaltik?

Angka tersebut dipublikasikan, namun tidak sesuai dengan halaman produk pabrikan itu sendiri, yang menyatakan lebih dari 300.000 siklus dengan pola 5 detik hidup, 3 detik mati yang sama dan melaporkan pengujian terpisah yang dilakukan terhadap 600.000 siklus pengiriman. Tiga angka untuk satu pola berarti setidaknya dua angka mengukur hal yang berbeda, atau salah satunya salah. Perlakukan peringkat tersebut sebagai deskripsi tes: tanyakan pada akhir tes, dan rencanakan penggantian tabung sesuai jam, bukan judul siklus.

Baca selanjutnya:Halaman produk SC2201RPW.

2. Bagian-bagian yang menentukan berapa lama suatu pompa dapat bertahan

Kehidupan ditentukan oleh satu bagian keausan per keluarga: tabung pada pompa peristaltik, dan roda gigi, bantalan, dan sikat motor pada pompa roda gigi.

Pada pompa peristaltik, cairan tidak pernah meninggalkan tabung, dan tabung gagal karena menggunakan set kompresi permanen, perilaku yang tercakup dalam pengujian set kompresi standar. Aliran turun sebelum pompa berhenti, dan tabung baru memperbarui jalur fluida. Panduan yang diterbitkan untuk tugas isi ulang printer adalah beberapa bulan hingga satu tahun masa pakai tabung.

Pada pompa roda gigi, fluida juga merupakan pelumas. Spesifikasi yang dipublikasikan melarang pengoperasian kering lebih dari 20 detik, karena roda gigi aus pada rumah tanpa cairan dan membuka celah secara permanen, sehingga mengurangi aliran dan tekanan selama sisa masa pakai pompa. Pompa roda gigi di sini tidak melakukan pemancing otomatis, dan stopkontak yang tersumbat tidak menghentikan pompa: hal ini menimbulkan kebocoran internal, panas, dan keausan.

Tabel 2. Keausan suku cadang, mekanisme kegagalan dan gejala yang muncul pertama kali.

Sumber: halaman produk pabrikan, artikel isi ulang resin dan ringkasan spesifikasi; perilaku set kompresi per ASTM D395.

Baca selanjutnya:Peristaltik vs pompa roda gigi.

3. Kebisingan: apa yang dilakukan dan tidak diberitahukan oleh angka dB kepada Anda

Angka kebisingan dapat dibandingkan hanya jika ada empat kondisi yang menyertainya: jarak, pemasangan, bobot frekuensi, dan tingkat latar belakang. Tidak ada angka yang dipublikasikan di sini yang menyatakan keempatnya.

Halaman pompa 3 V lebih transparan: di bawah 60 dB pada 30 cm, diukur pada 5 V DC dengan pompa pada spons 5 cm untuk menyerap kebisingan getaran. Itu adalah pengukuran bangku yang terisolasi dari getaran, bukan yang Anda dapatkan dengan pompa yang dibaut ke rangka yang kaku. Pompa 24 V dipancarkan pada 60 dB diukur pada jarak 50 cm, tanpa menyatakan kondisi pemasangan.

Untuk sumber kecil di medan bebas, tekanan suara turun sekitar 6 dB setiap kali jaraknya berlipat ganda, jadi 60 dB pada jarak 30 cm sama dengan sekitar 54 dB pada jarak 60 cm dan 48 dB pada jarak 120 cm (Gambar 2). Oleh karena itu, angka yang dikutip pada 50 cm merupakan titik pengukuran yang lebih longgar dibandingkan angka pada 30 cm, dan tidak dapat dibandingkan dengan pembacaan pihak ketiga kecuali jika bobotnya cocok: Level berbobot A sesuai dengan ketentuan, instrumen yang memproduksinya ditentukan dalam IEC 61672-1, dan sebagai gantinya nilai kekuatan suara yang ditentukan secara formal mengikuti ISO 3744.

Untuk konteksnya, batasan pekerjaan di AS adalah 85 dBA sebagai tingkat tindakan 8 jam dan 90 dBA sebagai batas paparan yang diizinkan, sehingga pompa yang diukur di bawah 60 dB berada di dalam keduanya; pertanyaan yang berguna bukanlah keselamatan tetapi apakah tempat itu cukup tenang untuk diduduki.

Gambar 2. Dua klaim yang dipublikasikan diplot berdasarkan jarak, menggunakan aturan 6 dB per penggandaan untuk sumber kecil di medan bebas.

Sumber: perhitungan penulis dari klaim yang dipublikasikan (di bawah 60 dB pada 30 cm; 60 dB pada 50 cm). Penutup yang sebenarnya memantulkan suara, jadi bacalah kurva sebagai tren, bukan prediksi.

Baca selanjutnya:Solusi kebisingan pompa mikro DC.

4. Penggerak pompa peristaltik: Pengaturan PWM yang mengubah kebisingan dan kehidupan

Drive PWM menetapkan kecepatan melalui siklus kerjanya dan mengatur suara drive melalui frekuensinya. Panduan pabrikan adalah memulai pada 20 kHz dan menggunakan 20 hingga 25 kHz untuk tugas senyap; puncak efisiensi 60 hingga 80 persennya dipublikasikan untuk pompa diafragma, jadi ukur kembali pada pompa peristaltik atau pompa roda gigi.

PWM menghidupkan dan mematikan tegangan suplai pada frekuensi tetap dan memvariasikan ketepatan waktu; motor meratakan pulsa, sehingga tegangan efektif dan daya meningkat sesuai tugas. Pada tugas 50 persen, tegangan efektif adalah sekitar setengah dari tegangan suplai, tugas dan kecepatan kira-kira proporsional, dan aliran mengikuti kecepatan karena pompa peristaltik mempunyai perpindahan positif. Di bawah ambang batas tugas, pompa tidak akan hidup - zona mati mudah disalahartikan sebagai kesalahan.

Frekuensi menentukan apa yang Anda dengar. Terlalu rendah, dan penggeraknya berbunyi, berdenyut, dan menghasilkan torsi yang tidak merata; terlalu tinggi, dan kerugian peralihan memanaskan driver dan inti motor melebihi sekitar 30 hingga 40 kHz. Kehilangan tembaga adalah kuadrat arus dikalikan resistansi, dan resistansi meningkat sekitar 0,4 persen per derajat C, sehingga pompa yang lebih lambat tidak otomatis menjadi pompa yang lebih dingin.

Sisi kelistrikan sama pentingnya dengan sisi kontrol dalam solusi kontrol cairan pencetakan 3D. MCU printer menghasilkan sekitar 25 hingga 40 mA per pin, sedangkan pompa kecil menarik 100 hingga 500 mA, sehingga tahap MOSFET bukanlah opsional. Karena motor pompa merupakan induktor, maka tahapan juga memerlukan dioda flyback, sekering cabang, dan ukuran desain untuk arus masuk. PWM mengontrol daya rata-rata, bukan arus puncak, dan tidak membatasi motor yang mati.

Apakah kontrol kecepatan PWM bekerja dengan cara yang sama pada pompa peristaltik dan roda gigi?

Prinsipnya sama: kedua kelompok perpindahan positif, sehingga aliran sebanding dengan kecepatan poros dan siklus kerja memberi Anda setpoint aliran. Bebannya berbeda-beda. Arus pompa roda gigi meningkat tajam seiring dengan tekanan dan viskositas, dan kebocoran internalnya meningkat seiring dengan menipisnya cairan; beban pompa peristaltik diatur oleh tekanan yang ditahan oleh tabung, yang meningkat saat tabung mengambil set kompresi. Keduanya tidak boleh berjalan pada tugas penuh secara default: puncak efisiensi berada di bawah kecepatan maksimum.

Tabel 3. Gejala drive PWM, penyebab dan pengaturan perbaikannya masing-masing.

Sumber: panduan aplikasi PWM pabrikan dan panduan pencocokan tegangan dan arus mainboard printer.

Baca selanjutnya:Bagaimana PWM mempengaruhi pompa mikro.

5. Pengurangan kebisingan pompa roda gigi

Kebisingan roda gigi bersifat nada dan meningkat seiring dengan kecepatan dan tekanan, sehingga pengurangan kebisingan pompa roda gigi dimulai dengan memperlambat pompa dan menghilangkan kondisi hidraulik yang memperkuatnya, bukan dengan busa. Pompa roda gigi menggantikan cairan dengan menyatukan roda gigi di dalam rongga yang rapat, dan literatur mencatat bahwa unit yang didorong ke tekanan dan kecepatan lebih tinggi cenderung menimbulkan kebisingan dan memerlukan tindakan pencegahan khusus.

Pemasangannya adalah tuas kedua: angka kebisingan yang dipublikasikan untuk pompa 3 V diambil dengan pompa pada spons 5 cm untuk menyerap kebisingan getaran. Jika spons mengubah nomornya, braket memutuskan apa yang didengar operator. Pemasangan logam-ke-logam yang kaku mengubah pompa menjadi loudspeaker yang digerakkan oleh rangka; bantalan elastomer, braket mengambang, dan lingkaran pipa fleksibel mematahkan jalur tersebut.

Daftar kesalahan yang dibuat oleh pabrikan singkat dan praktis, dan Tabel 4 memasangkan masing-masing penyebab dengan tindakan penanggulangannya. Tiga dari lima masalah tersebut disebabkan oleh masalah pemeliharaan, bukan kesalahan desain, dan toleransi rotor dan poros disebut sebagai sumber tunggal terbesar.

Tabel 4. Penyebab kebisingan yang dipublikasikan dan tindakan penanggulangannya.

Sumber: catatan pemecahan masalah kebisingan pabrikan dan analisis pompa printer; perilaku pompa roda gigi sesuai referensi pompa roda gigi umum.

Baca selanjutnya:Bakiak, gelembung, dan bocor.

6. Perawatan yang memperpanjang umur pompa air printer 3D

Kalender mengalahkan respons kegagalan. Panduan yang diterbitkan berlaku mingguan, bulanan, dan triwulanan, dengan perubahan konsumsi sekitar 500 jam atau dua pertiga dari masa pakai yang dihitung, mana saja yang lebih dulu; Tabel 5 memberikan setiap interval dan kegagalan yang dihilangkan.

Lingkungan pertama: kisaran suhu sekitar yang dipublikasikan adalah 5 hingga 45 derajat C, dan pengoperasian terus-menerus akan meningkatkan suhu motor dan dapat memperpendek masa pakai sikat, jadi rencanakan aliran udara di sekitar motor. Orientasi: tutup ujung motor menahan sikat, papan sirkuit, dan sambungannya, jadi rutekan pipa dengan loop tetesan dan posisikan pompa sehingga fitting saluran air tidak dapat mengalir ke dalamnya.

Kemudian instrumenkan loopnya. Aliran logging, tekanan dan siklus kerja per build mengubah pemeliharaan menjadi sebuah tren: penurunan aliran pada tugas konstan menyebabkan set kompresi tabung atau saringan tersumbat, dan peningkatan arus pada aliran konstan menyebabkan masalah bantalan atau sikat.

Tabel 5. Kalender pemeliharaan untuk pompa printer, dan kegagalan yang dihilangkan setiap interval.

Sumber: panduan pemeliharaan sistem fluida pabrikan, ditambah dengan jangkauan sekitar, catatan penutup akhir, dan rekomendasi pencatatan.

Baca selanjutnya:Kisaran pompa peristaltik.

7. Apa yang harus diverifikasi sebelum Anda tentukan

Lima klaim yang dipublikasikan dalam kelompok ini tidak dapat direkonsiliasi. Masing-masing harus diselesaikan secara tertulis sebelum pompa masuk ke dalam tagihan bahan baku.

Keluarga pompa.Nomor model yang sama dijelaskan sebagai pompa roda gigi di beberapa halaman dan pompa peristaltik di halaman lain. Pompa peristaltik tidak memiliki roda gigi yang dibasahi dan tidak memiliki segel poros, sehingga keduanya tidak bisa berfungsi dengan baik. Detail teknisnya - bodi 190 mm, roda gigi internal, tutup ujung yang disikat, kebocoran saat mematikan, dan tidak ada pemancing otomatis - sesuai dengan deskripsi roda gigi.

Jumlah siklus.Pola 5 detik hidup, 3 detik mati yang sama dinyatakan sebagai lebih dari 300.000 siklus, sebagai masa pakai 480.000 siklus yang diuji, dan sebagai pengujian yang dilakukan hingga 600.000 siklus pengiriman. Tanyakan berapa ratingnya, berapa batas maksimum ujiannya, dan apa akhir setiap ujiannya.

Tegangan diatur.Satu halaman mencantumkan 3 V, 5 V dan 8 V; yang lain mencantumkan 3 V, 6 V dan 12 V untuk model yang sama. Pengemudi 5 V saja tidak dapat melayani pompa 6 V, dan perbedaannya mengubah konverter dan anggaran rel.

Status dapat dikonsumsi.Satu halaman menyatakan tidak ada pipa yang dapat diganti; halaman produk menjelaskan jalur cairan sebagai pipa silikon dengan panjang yang ditentukan. Interval penggantian tabung merupakan biaya pemeliharaan, sehingga mengubah biaya kepemilikan.

Tekanan.Pompa yang sama digunakan pada tekanan lebih dari 30 kPa dan tidak kurang dari 6 psi, yaitu sekitar 41 kPa. Perbaiki satu unit dan satu nomor dalam spesifikasi.

Baca selanjutnya:Pencocokan tegangan dan arus mainboard.

8. Tes bangku yang menyelesaikannya dalam sepuluh menit

Sebagian besar ketidakpastian hilang dalam satu sesi bangku cadangan. Jalankan pada tekanan kerja, bukan aliran bebas, dan catat tiga angka yang menentukan titik operasi: aliran, tekanan, dan tugas.

Sapu tugas.Ukur aliran pada tugas 40, 60, 80, dan 100 persen pada tekanan kerja, dan catat tugas di bawah ini yang membuat pompa tidak lagi dapat hidup dengan andal: zona mati Anda.

Ulangi saat panas.Jalankan 30 menit dan ulangi. Aliran yang turun pada tugas konstan adalah tabung yang mengambil set kompresi atau fluida yang diencerkan.

Ukur kebisingan dua kali.Bacalah pada jarak 30 cm dan 1 m pada pemasangan yang ingin Anda kirim. Jika celahnya tidak sesuai dengan Gambar 2, maka yang mengeluarkan kebisingan adalah rangkanya, bukan pompanya.

Sapu frekuensinya.Jalankan 8 hingga 30 kHz pada tugas tetap, dengarkan, dan periksa suhu driver pada pengaturan yang Anda pilih.

Baca selanjutnya:Spesifikasi pompa 24 V.

Poin-poin penting

Peringkat siklus tidak ada artinya tanpa pola tugasnya: 300.000 siklus sama dengan 667 jam pada 5 detik hidup / 3 detik mati, namun 2.500 jam pada 10 detik hidup / 20 detik mati.

Satu bagian yang aus menentukan kehidupan setiap keluarga - tabung pada pompa peristaltik, roda gigi, bantalan dan sikat pada pompa roda gigi.

Angka dB memerlukan jarak, pemasangan, bobot, dan tingkat latar belakang.

Tugas PWM mengatur kecepatan dan aliran; Frekuensi PWM menentukan apa yang Anda dengar. Mulai pada 20 kHz, gunakan 20-25 kHz untuk tugas senyap, dan perkirakan kerugian peralihan nyata di atas 30-40 kHz.

Efisiensi mencapai puncaknya di bawah kecepatan maksimum; aliran pembelian tugas penuh yang mungkin tidak digunakan loop dan menghasilkan panas, kebisingan, dan keausan.

Pemeliharaan adalah kalender, bukan reaksi: pemeriksaan mingguan, verifikasi bulanan, penggantian saringan triwulanan, dan penggantian bahan habis pakai sekitar 500 jam.

Baca selanjutnya:Pompa SC2301CPW 24V.

Pertanyaan yang sering diajukan

Berapa lama pompa air printer 3D bertahan?

Itu tergantung pada pola tugas dan bagian keausan, bukan pada peringkat tunggal. Pompa peristaltik dalam tugas isi ulang dibatasi oleh tabungnya, yang dikeluarkan pada beberapa bulan hingga satu tahun; pompa roda gigi dibatasi oleh roda gigi, bantalan dan sikat. Ubah nilai siklus apa pun menjadi jam menggunakan pola tugasnya sendiri sebelum membandingkan pompa.

Mengapa pompa printer 3D saya sangat keras?

Periksa penyebab murahnya terlebih dahulu: daftar pabrikan menempatkan pengoperasian tanpa cairan, kerak, saluran masuk terbatas, dan perangkat elektronik yang tidak cocok sebelum kegagalan mekanis, dan menyebutkan toleransi rotor sebagai sumber terbesar. Kemudian periksa pemasangannya: gambar yang dipublikasikan diambil dengan spons, sehingga braket yang kaku dapat membuat pompa yang pelan berbunyi nyaring.

Bisakah Anda mengeringkan pompa peristaltik?

Lebih baik daripada pompa roda gigi, karena tidak ada logam di jalur fluida dan tabung adalah bagian yang aus. Pompa roda gigi di kelas ini melarang pengoperasian kering lebih dari 20 detik, karena roda gigi aus terhadap rumahan dan membuka celah secara permanen. Apa pun pilihannya, lakukan prime sebelum memulai.

Apakah siklus kerja PWM yang lebih rendah membuat pompa bertahan lebih lama?

Biasanya ya, sampai titik tertentu. Efisiensi mencapai puncaknya di bawah kecepatan maksimum, dan tugas penuh menambah panas, kebisingan, dan keausan tanpa aliran yang bermanfaat, sehingga tugas yang lebih rendah pada aliran yang disalurkan sama adalah pengaturan yang lebih lembut, kecuali pada tugas yang sangat rendah, di mana motor berada di zona mati dan pendinginannya buruk.

Haruskah saya mengganti tabung atau seluruh pompa?

Pada pompa peristaltik, ganti tabungnya: ini adalah bagian yang aus, penggantian membutuhkan waktu beberapa menit, dan memperbarui jalur cairan. Pompa roda gigi tidak memiliki bahan habis pakai seperti itu, itulah sebabnya filtrasi saluran masuk dan cat dasar lebih penting dalam desain tersebut.

Berapa frekuensi PWM terbaik untuk pompa printer 3D?

Mulai pada 20 hingga 25 kHz, tepat di atas rentang suara, yang menghilangkan sebagian besar suara rengekan. Verifikasi daripada berasumsi: sapukan dari 8 hingga 30 kHz pada tugas tetap, dengarkan, dan perhatikan suhu pengemudi pada tekanan kerja