ওভারহেড ক্রেন রিডিউসারের শব্দ: গিয়ার উৎকেন্দ্রিকতা বিশ্লেষণ এবং সমাধান

ওয়ার্কশপে উত্তোলন এবং মালামাল ওঠানো-নামানোর সময় ওভারহেড ক্রেনের রিডিউসার থেকে শব্দ হতে পারে, যা ক্রেনের স্বাভাবিক কার্যকারিতাকে ব্যাহত করে। এই প্রবন্ধে গিয়ার পেয়ারের উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির দৃষ্টিকোণ থেকে এই অস্বাভাবিক শব্দ বিশ্লেষণ করা হয়েছে। সিমুলেশন বিশ্লেষণ থেকে প্রাপ্ত কাঠামোগত শব্দ গণনার ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, এটি উন্নতির জন্য একটি নির্দেশিকা হিসেবে সংশ্লিষ্ট সমাধানও প্রদান করে। উপরি কপিকল পরিচালন কর্মক্ষমতা।

১. উৎকেন্দ্রিকতা ত্রুটির অধীনে গিয়ার উত্তেজনা বিশ্লেষণ

এই প্রবন্ধে বিশ্লেষিত ওভারহেড ক্রেনটি হলো একটি LD10 t-28.5 m মডেল, যা একটি 13 kW থ্রি-ফেজ অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর দ্বারা সজ্জিত। এর রিডিউসারে একটি চার-পর্যায়ের প্যারালাল-শ্যাফট হেলিকাল গিয়ার ট্রান্সমিশন ব্যবহৃত হয়। উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটি বিবেচনা করার ক্ষেত্রে, বিশ্লেষণটি প্রথমে একটি একক গিয়ার জোড়া এবং তার মেশিং লাইনের দৈর্ঘ্য থেকে শুরু করা হয়।

১.১ গিয়ার জোড়া মডেল

যখন গিয়ারের উৎকেন্দ্রিকতা বিবেচনা করা হয়, তখন চালক এবং চালিত গিয়ারের উৎকেন্দ্রিকতাকে প্রারম্ভিক বিন্দু হিসেবে ব্যবহার করা হয়। গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা এবং চালক গিয়ারের গতি জানা থাকলে, চালিত গিয়ারের গতির সময়-কম্পাঙ্ক বৈশিষ্ট্য বক্ররেখাটি পাওয়া যায় এবং এটিকে উৎকেন্দ্রিকতা-বিহীন অনুমানের ফলাফলের সাথে তুলনা করা হয়। উৎকেন্দ্রিক গিয়ার জোড়ের মডেলটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে।

ও১ এবং O2 উৎকেন্দ্রিকতা নেই এমন অনুমানের অধীনে গিয়ার জোড়ার জ্যামিতিক কেন্দ্রগুলি হল। উৎকেন্দ্রিকতার পরে ই১ এবং ই২ ঘটে, গিয়ারের জ্যামিতিক কেন্দ্রগুলি হয়ে যায় ও১১ এবং O22দেখা যায় যে, উৎকেন্দ্রিকতার মান নির্বিশেষে, স্পর্শক বিন্দুগুলিকে সংযুক্ত করে গঠিত জালক রেখা T1(xT1, yT1) এবং T2(xT2, yT2) সর্বদা একটি গতিশীল ছেদ বিন্দু থাকে M(xM, yM) গিয়ারের জ্যামিতিক কেন্দ্রগুলিকে সংযোগকারী রেখা সহ।

অফসেট বিবেচনা করলে, গিয়ার জোড়ের মেশিং লাইনের সময়-পরিবর্তনশীল বৈশিষ্ট্য থাকে। এর সমীকরণটি নিম্নরূপে প্রকাশ করা যায়:

যখন স্থানাঙ্ক মূলবিন্দু একটি বিন্দুতে স্থাপন করা হয় ও১১বিন্দুর গতিশীল অনুপ্রস্থ স্থানাঙ্ক এম এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

গিয়ার জোড়াটির তাৎক্ষণিক সঞ্চালন অনুপাত হলো:

প্রকৃত গণনায়, গতিশীল ছেদ বিন্দু এম গিয়ারের মেশিং লাইন, গতির দিকের মধ্যবর্তী কোণ এবং তাৎক্ষণিক মেশিং লাইন স্পিডের সাথে এর একটি নির্দিষ্ট সম্পর্ক রয়েছে। উৎকেন্দ্রিকতার পরিসর এবং ইনপুট কৌণিক বেগ নির্ধারণ করার পরে, সূত্র (1) থেকে (3) ব্যবহার করে চালিত গিয়ারের কৌণিক বেগ পাওয়া যেতে পারে এবং উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির অধীনে গিয়ার জোড়ার গতিশীল উত্তেজনা আরও গণনা করা যেতে পারে।

প্রকৃত উৎপাদনে, অস্বাভাবিকতা ই১ এবং ই২ প্রায় একই হিসাবে ধরা যেতে পারে। জ্ঞাত নির্ভুলতার মাত্রার অধীনে ২০ μm হেলিকাল গিয়ার জোড়ের উৎকেন্দ্রিকতার ক্ষেত্রে, চালিত গিয়ারের গণনাকৃত সময়-কম্পাঙ্ক বৈশিষ্ট্য বক্ররেখাটি চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে।

যখন কোনো উৎকেন্দ্রিকতা ত্রুটি ধরা হয় না, তখন চালিত গিয়ারের কৌণিক বেগ চিত্র 2a-তে গোলাপী সরলরেখা দ্বারা দেখানো হয়েছে। যখন উৎকেন্দ্রিকতা ত্রুটি থাকে, তখন চালিত গিয়ারের কৌণিক বেগ সুস্পষ্ট ও নিয়মিত ওঠানামা দেখায়, যা 40.5-41.5 rad/s পরিসরে কেন্দ্রীভূত থাকে। ফুরিয়ার ট্রান্সফর্মের পরের ফ্রিকোয়েন্সি-ডোমেইন ফলাফল ইনপুট শ্যাফটের ঘূর্ণন ফ্রিকোয়েন্সি 25 Hz এবং চালিত গিয়ারের আউটপুট ঘূর্ণন ফ্রিকোয়েন্সি 6.5 Hz প্রতিফলিত করে। এটি নির্দেশ করে যে ইনপুট-পর্যায়ের গিয়ার জোড়ার উৎকেন্দ্রিকতার ওঠানামা গিয়ার সিস্টেমের মধ্য দিয়ে সঞ্চারিত হতে পারে এবং গিয়ারবক্সের বাইরে বিকিরিত হতে পারে।

২ ওভারহেড ক্রেন রিডিউসার নয়েজে গিয়ার এক্সাইটেশনের সংখ্যাসূচক গণনা

২.১ কম্পন ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ

ওভারহেড ক্রেন রিডিউসারের গিয়ার সিস্টেমের কম্পন ডিফারেনশিয়াল সমীকরণটি এর গতিশীল বৈশিষ্ট্য অধ্যয়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি। ক্রম হ্রাস করে এবং গিয়ারের গতিশীল মেশিং বল গণনা করার মাধ্যমে, কম্পনের তীব্রতা এবং কাঠামোগত শব্দের মতো কম্পন বৈশিষ্ট্যগুলি সংখ্যাগতভাবে অনুকরণ করা যেতে পারে। প্রয়োজনীয় দ্বিতীয়-ক্রমের ডিফারেনশিয়াল সমীকরণটি হলো:

গতিশীল স্থানাঙ্কের সময় সমীকরণ এম প্রতিস্থাপিত হয় θএবং উচ্চ-গতির গিয়ার জোড়ের ডাইনামিক মেশিং ফোর্স সমাধানের জন্য রাঙ্গে-কুট্টা অর্ডার-রিডাকশন নীতি ব্যবহার করা হয়। চিত্র ৩-এ ইনপুট পর্যায় এবং চূড়ান্ত আউটপুট পর্যায়ের মেশিং ফোর্স গণনার ফলাফল দেখানো হয়েছে।

২.২ কম্পন বিশ্লেষণের ফলাফল

চিত্র ৪-এ রিডিউসারটির গঠন দেখানো হয়েছে। গণনার জন্য ইনপুট এবং আউটপুট প্রান্তের বেয়ারিং সিটের অবস্থান নির্বাচন করা হয় এবং ২০ μm উৎকেন্দ্রিকতা ত্রুটির অধীনে ফ্রিকোয়েন্সি-ডোমেইন কম্পন বৈশিষ্ট্য বক্ররেখাগুলো পাওয়া যায়।

চিত্র ৫-এ যেমন দেখানো হয়েছে, উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটি বিবেচনা করার পর, ২৫ হার্জ ইনপুট শ্যাফটের ঘূর্ণন কম্পাঙ্ক অন্যান্য গিয়ার জোড়াগুলোকে বিভিন্ন পর্যায়ে, বিশেষ করে সরণ রেখায়, প্রভাবিত করে। এরপর কম্পনের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে শব্দ গণনার মাধ্যমে রিডিউসারের অস্বাভাবিক শব্দের উপর উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির প্রভাব দেখানো যায়।

৩ বগি অ্যাক্সেল ব্রিজের জন্য বিকিরিত শব্দের পূর্বাভাস

৩.১ অ্যাকোস্টিক মডেল

উদ্ধৃত সূত্রানুসারে, শব্দবিজ্ঞান তরল গবেষণা ক্ষেত্রের অন্তর্গত। অতএব, তরলের ধারাবাহিকতা সমীকরণ থেকে শব্দতরঙ্গ সমীকরণ অধ্যয়ন করা যেতে পারে। মাধ্যমের অবস্থার পরিপ্রেক্ষিতে, এটিকে নিম্নরূপে প্রকাশ করা যায়:

সূত্রটিতে, ρ, v, পি, এবং গুলি হলো বায়ুর ঘনত্ব, বেগ, শব্দচাপ এবং এনট্রপি, অপরদিকে চ এবং প্রশ্ন বায়ু মাধ্যমের বাহ্যিক উদ্দীপনার উৎসসমূহ।

ওভারহেড ক্রেন রিডিউসারের কম্পন প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, ত্বরণ গণনার ফলাফল ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম এবং ওয়ান-থার্ড অক্টেভ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে প্রক্রিয়াজাত করা হয়। রিডিউসারটির হাই-স্পিড-স্টেজ বিয়ারিং সিটের কাঠামোগত শব্দ গণনার ফলাফল চিত্র ৬-এ দেখানো হয়েছে।

উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটি বিবেচনা করলে, ০-১০০ Hz-এর নিম্ন-কম্পাঙ্ক পরিসরে রিডিউসারের কাঠামোগত শব্দ আরও স্পষ্টভাবে বৃদ্ধি পায়। শব্দতত্ত্ব অনুসারে, ৬ dB পার্থক্য শক্তিস্তরের এককালীন পার্থক্যকে নির্দেশ করে। চিত্র ৬-এ, কিছু কম্পাঙ্ক ব্যান্ডে শব্দের পার্থক্য প্রায় তিনগুণে পৌঁছায়, যা দেখায় যে রিডিউসারের নিম্ন-কম্পাঙ্কের কম্পনের উপর উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির একটি বড় প্রভাব রয়েছে। ৫০০ Hz এবং ১,০০০ Hz-এও স্পষ্ট শীর্ষবিন্দু দেখা যায়, যা ইনপুট স্টেজের গিয়ার মেশিং কম্পাঙ্কের কারণে ঘটে থাকে।

৩.২ অস্বাভাবিক শব্দ কমানোর উপায়

গণনায় ব্যবহৃত ২০ μm উৎকেন্দ্রিকতা গিয়ার ট্রান্সমিশনের নির্ভুলতার গ্রেড অনুযায়ী নির্বাচন করা হয়েছে। প্রকৃত কার্যক্রমে, এর চেয়ে বড় উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটি থাকতে পারে এবং তা রিডিউসারের কম্পন ও শব্দ হ্রাসকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে। এই প্রবন্ধের বিশ্লেষণ ও সিদ্ধান্তের উপর ভিত্তি করে, নিম্নলিখিত দিকগুলো থেকে অস্বাভাবিক শব্দ কমানো যেতে পারে:

১. গিয়ার ট্রান্সমিশনের নির্ভুলতার গ্রেড নির্বাচন উন্নত করুন। অনেক ওভারহেড ক্রেনে গ্রেড ৮ জেনারেটেড হেলিকাল গিয়ার ব্যবহৃত হয়। সাধারণ ক্রেন রিডিউসারগুলোতে পরবর্তী সূক্ষ্ম ফিনিশিংয়ের বিষয়টি বিবেচনা করা হয় না, তাই উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির কারণে বিকিরিত শব্দের মাত্রা বেড়ে যেতে পারে। চূড়ান্ত ফিনিশিং পর্যায়ে যদি কোয়েনচিং ও গিয়ার গ্রাইন্ডিং, দাঁতের পৃষ্ঠতল ল্যাপিং বা অনুরূপ প্রক্রিয়াকরণ বিবেচনা করা হয়, তবে গ্রেড ৭ বা গ্রেড ৬ নির্ভুলতা অর্জন করা সম্ভব হতে পারে। যেসব ওয়ার্কশপে শব্দ নিয়ন্ত্রণের কঠোর নিয়মকানুন রয়েছে, তাদের জন্য এটি একটি উন্নততর বিকল্প হতে পারে।

২. গিয়ার ট্রান্সমিশন সিস্টেমকে অপ্টিমাইজ করুন। ট্রান্সমিশন সিস্টেমের দৃষ্টিকোণ থেকে, ক্লোজড গিয়ার কন্টাক্ট ফ্যাটিগ স্ট্রেংথ, ট্রান্সমিশন রেশিও এবং ফেস উইডথ কোএফিসিয়েন্টের মতো সীমাবদ্ধতাগুলো বিবেচনা করা উচিত। এই সীমাবদ্ধতাগুলোকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন না করে গিয়ার মডিউল, দাঁতের প্রস্থ এবং ড্রাইভিং গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা সামান্য সমন্বয় করার জন্য একটি জেনেটিক অ্যালগরিদম ব্যবহার করা যেতে পারে, যাতে রিডিউসারের শব্দ সঞ্চালন ফ্রিকোয়েন্সি মানুষের শ্রবণেন্দ্রিয়ের সংবেদনশীল পরিসর থেকে দূরে রাখা যায়। এই নির্দিষ্ট পদ্ধতির জন্য সর্বোত্তম গিয়ার প্যারামিটারগুলো যাচাই করার জন্য সংশ্লিষ্ট প্রোগ্রাম এবং পরীক্ষার প্রয়োজন।

৩. রিডিউসার হাউজিং কাঠামো অপ্টিমাইজ করুন। হাউজিং অপ্টিমাইজেশনের প্রধান উদ্দেশ্য হলো এর স্বাভাবিক কম্পাঙ্ক উন্নত করা। একটি মাল্টি-স্টেজ প্যারালাল-শ্যাফট ট্রান্সমিশন সিস্টেমের প্রথম দশটি স্বাভাবিক কম্পাঙ্ক সাধারণত কম থাকে, যা সাধারণত ৫০-৫০০ Hz পরিসরের মধ্যে থাকে এবং এটি সহজেই ড্রাইভিং গিয়ারের ঘূর্ণন কম্পাঙ্ক ও তার হারমোনিকসের সাথে ওভারল্যাপ করে রেজোন্যান্স সৃষ্টি করতে পারে। রিডিউসারের কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, নির্দিষ্ট কিছু স্থান থেকে উপাদান অপসারণ করা যেতে পারে। এটি কেবল উপাদানের খরচই বাঁচায় না, বরং রিডিউসারের স্বাভাবিক কম্পাঙ্ক বাড়াতে পারে এবং উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির কারণে সৃষ্ট অস্বাভাবিক শব্দ কার্যকরভাবে কমাতে পারে।

৪ উপসংহার

এই প্রবন্ধে একটি ওভারহেড ক্রেন এবং এর রিডিউসারকে গবেষণার বিষয়বস্তু হিসেবে নিয়ে, গিয়ার পেয়ারের উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির কারণে রিডিউসারের অস্বাভাবিক শব্দের প্রভাব বিশ্লেষণ করা হয়েছে। এর উপসংহারগুলো নিম্নরূপ:

১. উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটি বিবেচনা করলে, চালিত গিয়ারের কৌণিক বেগে নিয়মিত ওঠানামা দেখা যায়। এই ওঠানামার পরিসর ৪০.৫-৪১.৫ রেডিয়ান/সেকেন্ডের মধ্যে কেন্দ্রীভূত থাকে। এটি ইনপুট শ্যাফটের ২৫ হার্জ ঘূর্ণন কম্পাঙ্ক এবং চালিত গিয়ারের ৬.৫ হার্জ আউটপুট ঘূর্ণন কম্পাঙ্ককে প্রতিফলিত করে এবং এটি পরবর্তী গিয়ার জোড়ের সঞ্চালনকে প্রভাবিত করতে থাকে।

২. উৎকেন্দ্রিকতার ত্রুটির কারণে, ০-১০০ হার্জের নিম্ন-কম্পাঙ্ক পরিসরে রিডিউসারের কাঠামোগত শব্দ আরও স্পষ্টভাবে বৃদ্ধি পায়। সর্বোচ্চ পার্থক্য ১৫ ডিবি পর্যন্ত পৌঁছায় এবং শব্দের মাত্রা ২.৫ গুণ বেড়ে যায়, যা গিয়ারবক্সের অস্বাভাবিক শব্দকে সুস্পষ্টভাবে তীব্র করে তোলে।

৩. বেশ কিছু সমাধান প্রস্তাব করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে ট্রান্সমিশন নির্ভুলতার মাত্রা উন্নত করা, গিয়ার প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করা এবং কাঠামোগত স্বাভাবিক কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি করা।

সিন্ডি

হোয়াটসঅ্যাপ: +86 191 3738 6654

ইমেইল: cindywang@hndfcrane.com

আমি সিন্ডি, ক্রেন শিল্পে 10 বছরের কাজের অভিজ্ঞতা এবং প্রচুর পেশাদার জ্ঞান সঞ্চয় করেছি। আমি 500+ গ্রাহকদের জন্য সন্তোষজনক ক্রেন বেছে নিয়েছি। ক্রেন সম্পর্কে আপনার কোন প্রয়োজন বা প্রশ্ন থাকলে, অনুগ্রহ করে নির্দ্বিধায় আমার সাথে যোগাযোগ করুন, আমি আপনাকে সমস্যা সমাধানে সহায়তা করার জন্য আমার দক্ষতা এবং বাস্তব অভিজ্ঞতা ব্যবহার করব!