Основные причины и меры борьбы с шумом зубчатой ​​передачи

Традиционно двумя основными факторами для измерения характеристик зубчатой ​​передачи являются нагрузочная способность и усталостная долговечность, а шум трансмиссии и точность трансмиссии часто игнорируются. С появлением стандартов ISO14000 и ISO18000 важность контроля шума зубчатой ​​передачи стала все более очевидной, а промышленное развитие и спрос предъявляют все более строгие требования к ошибкам передачи высокоточного оборудования (люфт зубчатой ​​передачи). Известные в настоящее время факторы, вызывающие шум зубчатых передач, можно грубо проанализировать с нескольких аспектов, включая проектирование, производство, установку, использование и техническое обслуживание.

Национальным стандартом предусмотрено 13 уровней точности зубчатых пар. Они представлены арабскими цифрами 0, 1, 2...12, среди которых уровень 0 имеет наибольшую точность, а остальные уровни последовательно нисходящие, при этом уровень 12 имеет наименьшую точность. Уровни точности двух шестерен в зубчатой ​​паре обычно одинаковы, но допускаются и разные уровни. В этом случае уровень точности зубчатой ​​пары следует определять по той, которая имеет меньшую точность.

Среди 13 уровней точности текущий уровень технологии обработки и методы измерения для уровней 0, 1 и 2 труднодостижимы и требуют разработки. Уровни 3–5 — уровни высокой точности, уровни 6–8 — уровни средней точности, уровни 9–12 — уровни низкой точности. Среди них уровень 6 является базовым, который также часто используется в дизайне. Это уровень, которого можно достичь с помощью обычных методов обработки, таких как червячная обработка и зубодолбежная обработка в нормальных условиях, и который можно измерить с помощью обычных измерительных инструментов.

Причины проектирования и меры противодействия

1. Класс точности зубчатого колеса

При проектировании системы зубчатой ​​передачи конструкторы часто учитывают экономические факторы и максимально экономично определяют класс точности зубчатой ​​передачи. Однако они не знают, что класс точности является признаком уровня шума и люфта, создаваемого шестерней. Американская ассоциация производителей зубчатых передач провела большое количество исследований зубчатых передач и определила, что высокоточные шестерни производят гораздо меньше шума, чем низкоточные. Поэтому, если позволяют условия, класс точности зубчатой ​​передачи должен быть максимально повышен, чтобы уменьшить шум зубчатой ​​передачи и погрешности передачи.

2. Ширина шестерни

Если система зубчатой ​​передачи позволяет, увеличение ширины зуба может снизить нагрузку на агрегат при постоянном крутящем моменте. Уменьшение отклонения зубьев шестерни снижает шумовое возбуждение, тем самым снижая шум трансмиссии. Исследования Германа Х. Опатса показывают, что при постоянном крутящем моменте градиент кривой шума для зубьев малой ширины выше, чем у зубьев большой ширины. В то же время увеличение ширины зуба позволяет повысить несущую способность шестерни.

3. Шаг зубьев и угол давления.

Малый шаг зубьев может гарантировать одновременное соприкосновение большего количества зубьев шестерни, увеличить перекрытие шестерен, уменьшить отклонение одной шестерни, уменьшить шум трансмиссии и повысить точность трансмиссии. Меньшие углы давления имеют большие углы контакта шестерен и коэффициенты бокового перекрытия, поэтому они имеют меньший рабочий шум и более высокую точность.

4. Рабочая скорость

Согласно экспериментальным исследованиям Х. Опаца из Германии, с увеличением рабочей скорости передачи уровень шума увеличивается.

5. Конструкция коробки передач

Экспериментальные исследования показали, что использование цилиндрических корпусов способствует снижению вибрации. При прочих равных условиях уровень шума обычных редукторов в среднем на 6 дБ выше, чем у цилиндрических корпусов. Резонансное тестирование редуктора, поиск положения резонанса и добавление соответствующих ребер (пластинок) позволяют существенно снизить вибрацию и шум. В многоступенчатой ​​зубчатой ​​передаче изменение мгновенного передаточного числа должно быть как можно меньшим, чтобы обеспечить плавную передачу, малые удары и вибрацию, а также низкий уровень шума.

6. Анализ характеристик звукового излучения передач.

При выборе передач различной конструктивной формы устанавливают модель звукового излучения для конкретной ее конструкции, проводят динамический анализ и предварительно оценивают шум системы зубчатой ​​передачи. Это можно сделать в соответствии с различными требованиями пользователей (место использования, беспилотное, находится ли оно в городской зоне, существуют ли особые требования к надземным и подземным зданиям, есть ли защита от шума или нет). другие особые требования).

Производственные причины и меры противодействия

1. Влияние ошибки

Ошибка профиля зуба, ошибка шага и ошибка направления зуба в производственном процессе являются основными ошибками, вызывающими шум передачи. Проблема также в том, что точность зубчатой ​​передачи трудно гарантировать.

Шестерни с небольшой погрешностью профиля зуба и небольшой шероховатостью поверхности зуба имеют уровень шума на 10 дБ ниже, чем обычные шестерни при тех же условиях испытаний. Шестерни с небольшой погрешностью шага имеют уровень шума на 6-12 дБ ниже, чем обычные шестерни при тех же условиях испытаний. Однако при наличии ошибки шага влияние нагрузки на шум шестерни будет уменьшено.

Ошибка направления зуба приведет к тому, что мощность передачи не будет передаваться по всей ширине зуба, а торцевая поверхность или торцевая поверхность направляющего зуба в зоне контакта увеличит местную силу и вызовет изгиб зуба шестерни, что приведет к увеличению по уровню шума. Однако при высокой нагрузке деформация зуба может частично компенсировать ошибку направления зуба. Генерация шума редуктора напрямую связана с точностью передачи.

2. Соосность сборки и динамический баланс.

Несоосность сборки приведет к несбалансированной работе системы валов, а поскольку зацепление шестерен наполовину ослаблено, а наполовину туго, это вызовет повышенный шум. Дисбаланс во время сборки высокоточной зубчатой ​​передачи серьезно повлияет на точность системы передачи.

3. Твердость поверхности зуба

Благодаря развитию технологии закалки зубчатых колес, их большой несущей способности, небольшому размеру, небольшому весу и высокой точности передачи область их применения становится все более широкой. Однако цементация и закалка, используемые для получения твердых поверхностей зубьев, вызывают деформацию шестерен, что приводит к увеличению шума трансмиссии и сокращению срока службы. Чтобы уменьшить шум, поверхность зуба должна быть тщательно обработана. В дополнение к традиционному методу шлифования зубьев разработан метод шабрения твердой поверхности зуба. Изменяя вершину и основание зуба или уменьшая форму зубьев активных и пассивных колес, можно уменьшить влияние зацепления шестерен, тем самым уменьшая шум трансмиссии.

4. Проверка индекса системы

Точность обработки деталей и узлов перед сборкой, а также способ подбора деталей и узлов (полная взаимозаменяемость, групповой подбор, единичный подбор и т.д.) будут влиять на уровень точности системы после сборки, а уровень ее шума также находится в пределах допустимых значений. сфера влияния. Поэтому проверка (или калибровка) различных индикаторов системы после сборки имеет решающее значение для контроля шума системы.

Причины установки и решения

1. Меры по снижению вибрации и блокировке.

Во время установки системы зубчатой ​​передачи следует максимально избегать резонанса между корпусом машины, опорой фундамента и соединительными деталями, чтобы избежать шума. В системе зубчатой ​​передачи одна или несколько передач часто резонируют в определенных диапазонах скоростей. Помимо конструктивных причин, это также напрямую связано с невозможностью найти положение резонанса при монтаже без пустой проверки. Примите соответствующие меры по снижению вибрации или блокировке. Для некоторых систем зубчатых передач (например, испытательных приборов), которые требуют низкого уровня шума и вибрации, для уменьшения возникновения вибрации следует использовать высокопрочные и хорошо демпфирующие основные материалы (например, базовые материалы на основе эпоксидной смолы, разработанные Металлургическим проектным институтом). шума и вибрации.

2. Регулировка геометрической точности.

Поскольку геометрическая точность при монтаже не соответствует требованиям стандарта, система передачи будет резонировать и генерировать шум. Это должно быть напрямую связано с улучшением процесса монтажа, добавлением оснастки и обеспечением общего качества сборочного персонала.

3. Незакрепленные детали

Во время установки из-за расшатывания отдельных деталей (таких как механизм предварительного натяга подшипников, механизм позиционирования вала, механизм ограничения вил и т. д.) позиционирование системы происходит неточно, возникают ненормальное зацепление положения, перемещение вала, вибрация и шум. Эту серию необходимо начинать со структуры конструкции, стараться обеспечить стабильность соединения каждого механизма и использовать несколько методов соединения.

4. Повреждение компонентов трансмиссии.

Неправильная эксплуатация во время установки может привести к повреждению компонентов трансмиссии, что приведет к неточному или нестабильному движению системы; повреждение быстродвижущихся компонентов может вызвать вибрацию масляной пленки; искусственно вызванный динамический дисбаланс движущихся частей; все это может создавать вибрацию и шум. На эти причины необходимо обращать внимание и избегать их, насколько это возможно, во время установки. Поврежденные компоненты, которые не подлежат ремонту, необходимо заменить, чтобы обеспечить стабильный уровень шума в системе.

Причины использования и технического обслуживания и меры противодействия

Хотя правильное использование и обслуживание системы зубчатой ​​передачи не может снизить уровень шума системы или обеспечить точность передачи, оно может предотвратить ухудшение ее показателей и увеличить срок ее службы.

1. Очистка внутренней части системы трансмиссии.

Очистка внутри системы трансмиссии является основным условием обеспечения нормальной работы передач. Любые загрязнения и загрязнения повлияют на систему зубчатой ​​передачи и повредят ее, что в конечном итоге вызовет шум и повредит систему передачи.

2. Нормальная рабочая температура системы.

Обеспечение нормальной рабочей температуры системы трансмиссии может предотвратить деформацию системы из-за чрезмерного повышения температуры, что приводит к ненормальному зацеплению и предотвращает увеличение шума.

3. Своевременная смазка и правильное использование нефтепродуктов.

Неправильная смазка и неправильное использование смазочных материалов нанесут неизмеримый ущерб системе. Обеспечение своевременной и правильной смазки системы может поддерживать уровень шума системы в определенном диапазоне и задерживать тенденцию к ухудшению качества. Высокоскоростные передачи будут генерировать много тепловой энергии из-за трения поверхности зубьев. Неправильная смазка приведет к повреждению зубьев шестерни, ухудшит точность и увеличит шум. Конструкция требует, чтобы зубчатая пара имела соответствующий зазор (зазор между нерабочими поверхностями зацепляющихся зубьев шестерни для компенсации термической деформации и запаса смазки). Правильное использование и выбор смазочных материалов могут обеспечить безопасную и эффективную работу системы и стабилизировать уровень шума.

4. Правильное использование системы движения шестерен.

Использование системы в обычном рабочем порядке может свести к минимуму повреждение системы и обеспечить стабильный уровень шума. Используйте систему в нормальном диапазоне нагрузки системы, поскольку шум трансмиссии системы зубчатой ​​передачи увеличивается с увеличением нагрузки.

5. Регулярное обслуживание и уход.

Регулярное техническое обслуживание и уход (замена масла, замена изношенных деталей, ослабление крепежа, очистка от мусора внутри системы, доведение зазоров различных деталей до заданных значений, проверка геометрической точности различных элементов и т. д.) позволяют повысить устойчивость системы к снижение уровня шума и сохранение стабильности системы.

Заключение

Контроль шума зубчатой ​​передачи — это систематический проект, который включает в себя весь процесс проектирования, производства, установки, использования и обслуживания зубчатой ​​передачи для обновления. Оно выдвигает множество требований не только к проектировщикам и производителям, но и к монтажникам, пользователям и специалистам по обслуживанию. Если какое-либо из вышеперечисленных звеньев не контролируется эффективно, контроль шума зубчатой ​​передачи станет неэффективным.

Haisi Extrusion предлагает высококачественные двухшнековые экструдеры с однонаправленным вращением серии TSE/TSH, двухступенчатые экструдеры-смесители серии SP, двухступенчатые одношнековые экструдеры серии HMS, одношнековые экструдеры серии SJ, конические двухшнековые экструдеры, а также все виды вспомогательное оборудование для систем смешивания и гранулирования пластмасс.