Шум рэдуктара маставога крана: аналіз эксцэнтрычнасці шасцярні і рашэнні

Шум рэдуктара маставога крана можа ўзнікаць падчас пад'ёму і апрацоўкі матэрыялаў у майстэрнях, уплываючы на нармальную працу крана. У гэтым артыкуле аналізуецца анамальны шум з пункту гледжання памылкі эксцэнтрысітэту зубчастай пары. На падставе вынікаў разліку структурнага шуму, атрыманых у выніку мадэлявання, таксама прапануюцца адпаведныя рашэнні ў якасці арыенціру для паляпшэння. падвесны кран эксплуатацыйныя паказчыкі.

1 Аналіз узбуджэння перадач пры памылцы эксцэнтрысітэту

Маставы кран, які аналізуецца ў гэтым артыкуле, — гэта мадэль LD10 т-28,5 м, абсталяваная трохфазным асінхронным рухавіком магутнасцю 13 кВт. Рэдуктар выкарыстоўвае чатырохступеньчатую вінтавую зубчастую перадачу з паралельнымі валамі. Пры ўліку памылкі эксцэнтрысітэту аналіз спачатку пачынаецца з адной пары зубчастых колаў і даўжыні яе лініі счаплення.

1.1 Мадэль пары зубчастых перадач

Пры ўліку эксцэнтрысітэту шасцярні ў якасці адпраўной кропкі выкарыстоўваецца эксцэнтрысітэт вядучай і кіраванай шасцярняў. Зыходзячы з вядомай колькасці зубцоў шасцярні і хуткасці вядучай шасцярні, можна атрымаць крывую часова-частотнай характарыстыкі хуткасці кіраванай шасцярні і параўнаць яе з вынікам пры дапушчэнні адсутнасці эксцэнтрысітэту. Мадэль эксцэнтрычнай пары шасцярняў паказана на малюнку 1.

О1 і О2 — геаметрычныя цэнтры зубчастай пары пры ўмове адсутнасці эксцэнтрысітэту. Пасля ўліку эксцэнтрысітэтаў Е1 і Е2 адбываюцца, геаметрычныя цэнтры шасцярні становяцца О11 і О22Бачна, што незалежна ад значэння эксцэнтрысітэту лінія сеткі, утвораная злучэннем кропак датыкання Т1(xТ1, yТ1) і Т2(xТ2, yТ2) заўсёды мае дынамічную кропку перасячэння M(xM, yM) з лініяй, якая злучае геаметрычныя цэнтры шасцярняў.

Улічваючы зрушэнне, лінія зачаплення зубчастай пары мае зменныя ў часе характарыстыкі. Яе ўраўненне можна выразіць наступным чынам:

Калі пачатак каардынат знаходзіцца ў пункце О11, дынамічная папярочная каардыната пункта М можна выказаць як:

Імгненнае перадаткавае стаўленне зубчастай пары складае:

У рэальным разліку дынамічная кропка перасячэння М мае пэўную залежнасць ад лініі счаплення, вугла паміж кірункам руху і імгненнай хуткасці лініі счаплення шасцярні. Пасля вызначэння дыяпазону эксцэнтрысітэту і ўваходнай вуглавой хуткасці можна выкарыстоўваць формулы (1) - (3) для атрымання вуглавой хуткасці вяндовай шасцярні і далейшага разліку дынамічнага ўзбуджэння зубчастай пары пры памылцы эксцэнтрысітэту.

У рэальнай вытворчасці, дзівацтвы Е1 і Е2 можна прыблізна прыняць аднолькавым. Пры эксцэнтрысітэце пары спіральных зубчастых колаў 20 мкм пад вядомым класам дакладнасці разліковая крывая часава-частотнай характарыстыкі вядзёнай шасцярні паказана на малюнку 2.

Калі памылка эксцэнтрысітэту адсутнічае, вуглавая хуткасць вядучай шасцярні паказана ружовай прамой лініяй на малюнку 2a. Пры наяўнасці памылкі эксцэнтрысітэту вуглавая хуткасць вядучай шасцярні дэманструе відавочныя і рэгулярныя ваганні, сканцэнтраваныя ў дыяпазоне 40,5-41,5 радыян/с. Вынік у частотнай вобласці пасля пераўтварэння Фур'е адлюстроўвае частату кручэння ўваходнага вала 25 Гц і частату кручэння выхадной вядучай шасцярні 6,5 Гц. Гэта сведчыць аб тым, што ваганні эксцэнтрысітэту пары ўваходных шасцярняў могуць працягваць перадавацца праз зубчастую сістэму і распаўсюджвацца вонкі рэдуктара.

2 Лікавы разлік узбуджэння зубчастай перадачы ў рэдуктары маставога крана

2.1 Дыферэнцыяльнае ўраўненне вібрацыі

Дыферэнцыяльнае ўраўненне вібрацый зубчастай перадачы ў рэдуктары маставога крана з'яўляецца важнай асновай для вывучэння яе дынамічных характарыстык. Шляхам памяншэння парадку і разліку сілы дынамічнага счаплення зубчастага кола можна лікава мадэляваць такія характарыстыкі вібрацыі, як інтэнсіўнасць вібрацый і структурны шум. Неабходнае дыферэнцыяльнае ўраўненне другога парадку мае выгляд:

Ураўненне часу дынамічнай каардынаты М падстаўляецца ў θ, а для вырашэння дынамічнай сілы счаплення пары хуткасных зубчастых колаў выкарыстоўваецца прынцып паніжэння парадку Рунге-Куты. На малюнку 3 паказаны вынікі разліку сілы счаплення для ўваходнага каскаду і канчатковага выходнага каскаду.

2.2 Вынікі аналізу вібрацыі

На малюнку 4 паказана канструкцыя рэдуктара. Для разліку выбраны пазіцыі падшыпнікавых сядзенняў на ўваходным і выхадным канцах, і атрыманы крывыя характарыстык вібрацыі ў частотнай вобласці пры памылцы эксцэнтрысітэту 20 мкм.

Як паказана на малюнку 5, пасля ўліку памылкі эксцэнтрысітэту частата кручэння ўваходнага вала 25 Гц уплывае на іншыя пары зубчастых колаў на розных этапах, асабліва на крывой перамяшчэння. Разлік шуму на аснове вынікаў вібрацыі можа паказаць уплыў памылкі эксцэнтрысітэту на анамальны шум рэдуктара.

3 Прагноз выпраменьванага шуму для моста з каляскай

3.1 Акустычная мадэль

Згодна з цытаванымі спасылкамі, акустыка належыць да вобласці даследаванняў вадкасцей. Такім чынам, ураўненне акустычнай хвалі можна вывучаць з дапамогай ураўнення неразрыўнасці вадкасці. У тэрмінах стану асяроддзя яго можна выразіць наступным чынам:

У формуле, ρ, в, п, і с — шчыльнасць, хуткасць, гукавы ціск і энтрапія паветра, у той час як е і q з'яўляюцца знешнімі крыніцамі ўзбуджэння паветранага асяроддзя.

На падставе вібрацыйнай рэакцыі рэдуктара маставога крана вынік разліку паскарэння апрацоўваецца з дапамогай пераўтварэння Фур'е і апрацоўкі адной траціны актавы. Вынік разліку структурнага шуму падшыпніка хуткаснай ступені рэдуктара паказаны на малюнку 6.

Калі ўлічваць памылку эксцэнтрысітэту, структурны шум рэдуктара больш выразна ўзрастае ў дыяпазоне нізкіх частот 0-100 Гц. Згодна з акустычнай тэорыяй, розніца ў 6 дБ уяўляе сабой аднаразовую розніцу ва ўзроўні энергіі. На малюнку 6 розніца шуму ў некаторых частотных дыяпазонах дасягае прыкладна трох разоў, што паказвае, што памылка эксцэнтрысітэту аказвае істотны ўплыў на нізкачастотныя вібрацыі рэдуктара. Выразныя пікі таксама з'яўляюцца пры 500 Гц і 1000 Гц, якія выкліканы частатой зачаплення зубчастата ўваходнага каскаду.

3.2 Меры па зніжэнні анамальнага шуму

Эксцэнтрысітэт 20 мкм, які выкарыстоўваецца ў разліку, выбіраецца ў адпаведнасці з класам дакладнасці зубчастай перадачы. У рэальных умовах эксплуатацыі можа існаваць большая памылка эксцэнтрысітэту, якая можа значна паўплываць на зніжэнне вібрацыі і шуму рэдуктара. Зыходзячы з аналізу і высноў, прыведзеных у гэтым артыкуле, анамальны шум можна знізіць з наступных прычын:

1. Паляпшэнне выбару класа дакладнасці зубчастай перадачы. У многіх маставых кранах выкарыстоўваюцца спіральныя зубчастыя перадачы 8 класа. Звычайныя кранавыя рэдуктары не ўлічваюць наступную дакладную апрацоўку, таму памылка эксцэнтрычнасці можа прывесці да больш высокага выпраменьванага шуму. Калі на этапе канчатковай апрацоўкі разглядаецца загартоўка і шліфоўка зубчастых колаў, прыцірка паверхні зуб'яў або падобная апрацоўка, можна дасягнуць класа дакладнасці 7 або 6. Гэта можа быць лепшым варыянтам для майстэрняў з больш строгімі патрабаваннямі да кантролю шуму.

2. Аптымізацыя сістэмы зубчастай перадачы. З пункту гледжання сістэмы перадачы варта ўлічваць такія абмежаванні, як трываласць кантакту зубчастых колаў на стомленасць, перадаткавае стаўленне і каэфіцыент шырыні тарца. Генетычны алгарытм можа быць выкарыстаны для нязначнай карэкціроўкі модуля зубчастай перадачы, шырыні зуб'я і колькасці зуб'яў вядучай шасцярні без істотнай змены гэтых абмежаванняў, каб частата перадачы шуму рэдуктара не перавышала дыяпазон, адчувальны для чалавечага слыху. Канкрэтны метад патрабуе адпаведных праграм і выпрабаванняў для праверкі аптымальных параметраў шасцярні.

3. Аптымізацыя канструкцыі корпуса рэдуктара. Асноўная мэта аптымізацыі корпуса — паляпшэнне яго ўласнай частаты. Першыя дзесяць уласных частот шматступенчатай сістэмы перадачы з паралельнымі валамі звычайна нізкія, звычайна ў дыяпазоне 50-500 Гц, і могуць лёгка перакрывацца з частатой кручэння вядучай шасцярні і яе гармонікамі, выклікаючы рэзананс. Дзякуючы канструкцыі рэдуктара, матэрыял можна выдаляць з пэўных пазіцый. Гэта не толькі эканоміць матэрыялы, але і можа павялічыць уласную частату рэдуктара і эфектыўна знізіць анамальны шум, выкліканы памылкай эксцэнтрысітэту.

4 Выснова

У гэтым артыкуле ў якасці аб'екта даследавання бярэцца маставы кран і яго рэдуктар, і аналізуецца ўплыў памылкі эксцэнтрысітэту зубчастай пары на анамальны шум рэдуктара. Высновы наступныя:

1. Калі ўлічваць памылку эксцэнтрысітэту, вуглавая хуткасць вядучай шасцярні дэманструе рэгулярныя ваганні. Дыяпазон ваганняў знаходзіцца ў межах 40,5-41,5 рад/с. Гэта адлюстроўвае частату кручэння ўваходнага вала 25 Гц і частату кручэння выхадной вядучай шасцярні 6,5 Гц і працягвае ўплываць на перадачу наступнай пары зубчастых колаў.

2. Пры памылцы эксцэнтрысітэту структурны шум рэдуктара больш выразна павялічваецца ў дыяпазоне нізкіх частот 0-100 Гц. Максімальная розніца дасягае 15 дБ, а ўзровень шуму павялічваецца ў 2,5 разы, што прыкметна ўзмацняе анамальны шум рэдуктара.

3. Прапануецца некалькі рашэнняў, у тым ліку павышэнне класа дакладнасці перадачы, аптымізацыя параметраў зубчастата і павелічэнне ўласнай частаты канструкцыі.

Сіндзі

WhatsApp: +86 191 3738 6654

электронная пошта: cindywang@hndfcrane.com

Я Сіндзі, з 10-гадовым вопытам работы ў кранабудаўнічай прамысловасці і багатымі прафесійнымі ведамі. Я абраў задавальняючыя краны для 500+ кліентаў. Калі ў вас ёсць якія-небудзь патрэбы або пытанні аб кранах, калі ласка, не саромейцеся звяртацца да мяне, я буду выкарыстоўваць свой вопыт і практычны вопыт, каб дапамагчы вам вырашыць праблему!