U poljima modernog željezničkog tranzita, zrakoplovstva i visokokratne mehaničke opreme, prijenosni prijenosnik ne samo da zahtijeva visoku efikasnost i pouzdanost, već i odlične NVH performanse (buka, vibracije, oštroumnost). Nivo NVH direktno utječe na korisničko iskustvo i radni vijek, a ima i dubok utjecaj na troškove održavanja opreme i slike marke. Ovaj će članak sistematski uvesti metode ispitivanja, utjecaj na faktore i strategije optimizacije za Gear NVH.
1. Važnost NVH u menjačima
Tijekom prijenosa zupčanika, bilo kakve sitne geometrijske pogreške, odstupanja montaže ili materijalne mane mogu se pretvoriti u izvore vibracija i buke tokom meshinga. Za mjenjače željezničke željeznike, visoka buka ne samo da utječe samo na udobnost putnika, već i pogoršava oštećenje umora na komponente kao što su ležajevi i zupčanike, čime se skraćuje vijek trajanja cjelokupne mašine. Bez promjene sheme materijala i prijenosa, putem naučnog NVH testiranja i optimizacije možemo postići dvostruke prednosti smanjenja buke i poboljšanja životnog vijeka.
Vibracija i buka proizvedena u mjenjač prenose se na druge dijelove vozila kroz smještaj. Izvor pobude uglavnom je pogreška prijenosa, a staze prijenosa uključuju kućište za nošenje nosača i kućište zupčanika.
2. Glavni izvori buke zupčanika
Profil zuba i Greške Helix: Neravnomerno meshing uzrokovano ovim greškama dovodi do pranja utjecaja, što rezultira povećanjem vrhova buke.
Prekomjerna hrapavost površine zupčanika: izravno utječe na stanja u meshingu i stvara visoke frekvencijske buke.
Skupština ekscentričnost i radijalna izgnanstva: ovi uzrokuju neujednačena sila na meshingama, što dovodi do periodične buke.
Rezonantna frekvencija Superpozicija: Kada je frekvencija meshing zupčanika blizu rezonancije frekvencije kutije, osovine ili vanjske konstrukcije, buka će biti značajno pojačana.
3. Metode ispitivanja buke zupčanika
3.1 Akustično mjerenje
Koristite mikrofoni za slobodno polje za mjerenje nivoa zvučnog tlaka (DB) mjenjača tokom rada.
Analiza intenziteta zvuka može pronaći glavne izvore buke.
Ispitivanje treba izvesti u anehojskoj komori ili polu-ahehojskom okruženju kako bi se izbjeglo smetnje buke okoliša.
Na primjer, u akustičnom testiranju tramvaja koriste se mikrofonske nizove za otkrivanje izvora buke u komponentama kao što su tramvajsko tijelo, bogie strukturu i elemente za podešavanje kotača. Akustične regije uključuju mjenjač, bogie poklopac itd.
3.2 Vibracijska analiza
Koristite triaksijalne akcelerometre za snimanje vibracijskih signala u različitim smjerovima mjenjača.
Kroz FFT (brza Fourier Transform) analizu pretvorite vibracijske signale u spektrograme kako biste odredili prisustvo nenormalnih frekvencijskih komponenti.
Može se kombinovati sa analizom narudžbi za razlikovanje frekvencije meshing zupčanika od vibracija drugih mehaničkih komponenti.
Frekvencijski spektar može pokazati amplitudu koja odgovara različitim frekvencijama, kao što su 1x zupčanik, 1xgmf (frekvencija zupčanika), 2xGMF, 3xGMF, itd. Za zupčanike, dok je za spiralne zupčanike očiglednije.
3.3 Testiranje hrapavosti površine
Koristite brojila hrapavosti površine (kao što su Taylor Hobson Talysurf) za mjerenje parametara poput RA i RZ površine zuba.
Prekomjerna hrapavost površine ne samo povećava trenje, već i pojačava buku za mespanj.
Za velike brzine, preporučuje se razina ili jednaka 0,4 μm za smanjenje visokofrekventnih komponenti buke.
4. NVH strategije optimizacije
4.1 Optimizacija modifikacije površine zuba
Tip i korijen reljef: ublaži utjecaj kada se korijen zuba bavi.
KORUNA: Smanjite koncentraciju opterećenja duž smjera zuba. Optimiziranjem modifikacije, mespava udarna sila može se efikasno smanjiti, suzbiti buku iz izvora.
Postoje različite metode modifikacije, kao što su dvokrune konopljene prenose s različitim paraboličnim profilima (sekundarnim, kvarcimalnim i sextic parabolama), kontura krunirajuće zupčanike sa karakteristikama poput donjeg pritiska i scrove. Različite načine modifikacije rezultiraju različitim kontaktnim stazama tokom različitih kontaktnih staza.
4.2 Poboljšanje grubosti površine
Koristite precizno brušenje, čaroljenje ili poliranje i kotrljanje tehnologija za smanjenje hrapavosti površine.
Kroz jačanje kotrljanja, ne samo da se rajna vrijednost ne može smanjiti, već se može poboljšati i kvaliteta površinskog sloja zuba.
Honing je efikasan proces. Oso alat za prijavu postavlja se na odgovarajući način, a alat za odbojnik (precizno obrađena unutrašnja oprema izrađena od abrazivne keramike poput alumina sa specifičnim kutom spirala) obrađuje zupčanik. Tijekom rada, smjer obrade (kontakt) smjer zupčane površine zuba gotovo je isto kao i za vrijeme stvarnog zupčanika.
4.3 Dinamička ravnoteža i preciznost montaže
Provedite dinamičke testove bilansa na zupčanicima i osovinu za smanjenje vibracijskih izvora.
Kontrolirajte radijalni iznos (FR) i aksijalni iznos (FA) tijekom montaže kako biste izbjegli neujednačena opterećenja.
5. Standardi i testiranje
Međunarodni i industrijski standardi imaju jasne zahtjeve za performanse NVH zupčanika:
ISO 1328: Određuje razrede preciznosti prijenosa i raspone grešaka.
ISO 8579: Bane se mjerenjem buke prijenosa zupčanika.
ISO 10816: pokriva standarde za nadgledanje i evaluaciju vibracija.
Integriranjem NVH testiranja u kontrolu kvaliteta cjelokupnog proizvodnog procesa, tišina i stabilnost prenosnog sustava mogu se osigurati prije nego što proizvod napusti fabriku.
Gear NVH testiranje nije samo dio fabričke inspekcije, već bi se također trebao proći kroz cjelokupni proces dizajna, prerade i montaže. Kroz sistematsku akustičnu mjerenje, mjerenje vibracije i mjerenje površinskog hrapavosti, u kombinaciji s optimizacijom modifikacije i preciznom obradnom tehnologijom, operativna tišina i vijek trajanja mjenjača mogu se značajno poboljšati bez povećanja troškova. Ovo nije samo manifestacija konkurentnosti proizvoda, već i neizbježnog trenda u visokokvalitetnom razvoju moderne proizvodnje strojeva.
