Pengurang Bunyi Kren Atas: Analisis dan Penyelesaian Eksentrisitas Gear

Bunyi pengurang kren atas mungkin berlaku semasa pengangkatan dan pengendalian bahan di bengkel, yang menjejaskan operasi kren biasa. Artikel ini menganalisis bunyi tidak normal dari perspektif ralat kesipian pasangan gear. Berdasarkan keputusan pengiraan bunyi struktur daripada analisis simulasi, ia juga memberikan penyelesaian yang sepadan sebagai rujukan untuk menambah baik kren atas kepala prestasi operasi.

1 Analisis Pengujaan Gear Di Bawah Ralat Eksentrisitas

Kren atas yang dianalisis dalam artikel ini ialah model LD10 t-28.5 m, dilengkapi dengan motor tak segerak tiga fasa 13 kW. Pengurang menggunakan transmisi gear heliks aci selari empat peringkat. Apabila ralat kesipian dipertimbangkan, analisis pertama bermula daripada pasangan gear tunggal dan panjang talian jejaringnya.

1.1 Model Pasangan Gear

Apabila kesipian gear dipertimbangkan, kesipian gear pemacu dan pemacu digunakan sebagai titik permulaan. Berdasarkan bilangan gigi gear dan kelajuan gear pemacu yang diketahui, lengkung ciri frekuensi masa bagi kelajuan gear pemacu boleh diperoleh dan dibandingkan dengan keputusan di bawah andaian tanpa kesipian. Model pasangan gear eksentrik ditunjukkan dalam Rajah 1.

O1 dan O2 adalah pusat geometri pasangan gear di bawah andaian tiada-eksentrik. Selepas eksentrik E1 dan E2 berlaku, pusat geometri gear menjadi O11 dan O22. Dapat dilihat bahawa, tanpa mengira nilai kesipian, garisan jejaring yang dibentuk dengan menghubungkan titik tangen T1(xT1, yT1) dan T2(xT2, yT2) sentiasa mempunyai titik persilangan dinamik M(xM, yM) dengan garis yang menghubungkan pusat geometri gear.

Memandangkan ofset, garisan jejaring pasangan gear mempunyai ciri-ciri yang berubah mengikut masa. Persamaannya boleh dinyatakan sebagai:

Apabila asalan koordinat diletakkan pada titik O11, koordinat melintang dinamik bagi titik M boleh dinyatakan sebagai:

Nisbah penghantaran seketika bagi pasangan gear ialah:

Dalam pengiraan sebenar, titik persilangan dinamik M mempunyai hubungan tertentu dengan garis jejaring, sudut antara arah gerakan, dan kelajuan garis jejaring seketika gear. Selepas julat eksentrisitas dan halaju sudut input ditentukan, formula (1) hingga (3) boleh digunakan untuk mendapatkan halaju sudut gear yang dipacu dan seterusnya mengira pengujaan dinamik pasangan gear di bawah ralat eksentrisitas.

Dalam pembuatan sebenar, keeksentrikan E1 dan E2 boleh dianggarkan sama. Dengan kesipian pasangan gear heliks 20 μm di bawah gred ketepatan yang diketahui, lengkung ciri frekuensi masa yang dikira bagi gear yang dipacu ditunjukkan dalam Rajah 2.

Apabila tiada ralat kesipian diandaikan, halaju sudut gear pemacu diwakili oleh garis lurus merah jambu dalam Rajah 2a. Apabila ralat kesipian wujud, halaju sudut gear pemacu menunjukkan turun naik yang jelas dan sekata, tertumpu dalam julat 40.5-41.5 rad/s. Keputusan domain frekuensi selepas transformasi Fourier mencerminkan frekuensi putaran aci input 25 Hz dan frekuensi putaran output gear pemacu 6.5 Hz. Ini menunjukkan bahawa turun naik kesipian pasangan gear peringkat input mungkin terus dipindahkan melalui sistem gear dan memancar ke bahagian luar kotak gear.

2 Pengiraan Berangka Pengujaan Gear dalam Pengurang Bunyi Kren Atas

2.1 Persamaan Pembezaan Getaran

Persamaan pembezaan getaran sistem gear dalam pengurang kren atas merupakan asas penting untuk mengkaji ciri-ciri dinamiknya. Dengan mengurangkan tertib dan mengira daya jejaring dinamik gear, ciri-ciri getaran seperti keamatan getaran dan hingar struktur boleh disimulasikan secara berangka. Persamaan pembezaan tertib kedua yang diperlukan ialah:

Persamaan masa bagi koordinat dinamik M digantikan ke dalam θ, dan prinsip pengurangan tertib Runge-Kutta digunakan untuk menyelesaikan daya jejaring dinamik bagi pasangan gear berkelajuan tinggi. Rajah 3 menunjukkan keputusan pengiraan daya jejaring untuk peringkat input dan peringkat output akhir.

2.2 Keputusan Analisis Getaran

Rajah 4 menunjukkan struktur pengurang. Kedudukan tempat duduk galas pada hujung input dan output dipilih untuk pengiraan, dan lengkung ciri getaran domain frekuensi di bawah ralat kesipian 20 μm diperoleh.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5, selepas ralat kesipian dipertimbangkan, frekuensi putaran aci input 25 Hz mempengaruhi pasangan gear lain pada peringkat yang berbeza, terutamanya dalam lengkung anjakan. Pengiraan hingar berdasarkan keputusan getaran kemudiannya boleh menunjukkan pengaruh ralat kesipian pada hingar pengurang yang tidak normal.

3 Ramalan Bunyi Terpancar untuk Jambatan Gandar Bogie

3.1 Model Akustik

Menurut rujukan yang dipetik, akustik tergolong dalam bidang penyelidikan bendalir. Oleh itu, persamaan gelombang akustik boleh dikaji daripada persamaan kesinambungan bendalir. Dari segi keadaan medium, ia boleh dinyatakan sebagai:

Dalam formula, ρ, v, p, dan s adalah ketumpatan, halaju, tekanan bunyi dan entropi udara, manakala f dan q merupakan sumber pengujaan luaran bagi medium udara.

Berdasarkan tindak balas getaran pengurang kren atas, hasil pengiraan pecutan diproses melalui transformasi Fourier dan pemprosesan satu pertiga oktaf. Hasil pengiraan hingar struktur tempat duduk galas peringkat berkelajuan tinggi pengurang ditunjukkan dalam Rajah 6.

Apabila ralat kesipian dipertimbangkan, hingar struktur pengurang meningkat dengan lebih jelas dalam julat frekuensi rendah 0-100 Hz. Menurut teori akustik, perbezaan 6 dB mewakili perbezaan sekali sahaja dalam tahap tenaga. Dalam Rajah 6, perbezaan hingar dalam beberapa jalur frekuensi mencapai kira-kira tiga kali ganda, menunjukkan bahawa ralat kesipian mempunyai pengaruh besar terhadap getaran frekuensi rendah pengurang. Puncak yang jelas juga muncul pada 500 Hz dan 1,000 Hz, yang disebabkan oleh frekuensi jejaring gear peringkat input.

3.2 Langkah-langkah untuk Mengurangkan Bunyi Tidak Normal

Eksentrisitas 20 μm yang digunakan dalam pengiraan dipilih mengikut gred ketepatan penghantaran gear. Dalam operasi sebenar, ralat eksentrisitas yang lebih besar mungkin wujud dan boleh memberi kesan yang besar kepada getaran pengurang dan pengurangan hingar. Berdasarkan analisis dan kesimpulan dalam artikel ini, hingar abnormal boleh dikurangkan daripada aspek berikut:

1. Tingkatkan pemilihan gred ketepatan penghantaran gear. Banyak kren atas menggunakan gear heliks gred 8 yang dihasilkan. Pengurang kren biasa tidak mempertimbangkan kemasan ketepatan berikutnya, jadi ralat eksentrisitas boleh menyebabkan hingar radiasi yang lebih tinggi. Jika pelindapkejutan dan pengisaran gear, lapping permukaan gigi, atau rawatan serupa dipertimbangkan pada peringkat kemasan akhir, ketepatan gred 7 atau gred 6 boleh dicapai. Ini boleh menjadi pilihan yang lebih baik untuk bengkel dengan keperluan kawalan hingar yang lebih ketat.

2. Optimumkan sistem penghantaran gear. Dari perspektif sistem penghantaran, kekangan seperti kekuatan lesu sentuhan gear tertutup, nisbah penghantaran dan pekali lebar muka harus dipertimbangkan. Algoritma genetik boleh digunakan untuk melaraskan sedikit modul gear, lebar gigi dan bilangan gigi gear pemacu tanpa mengubah kekangan ini dengan ketara, supaya frekuensi penghantaran hingar pengurang dijauhkan daripada julat yang sensitif kepada pendengaran manusia. Kaedah khusus memerlukan program dan ujian yang sepadan untuk mengesahkan parameter gear yang optimum.

3. Optimumkan struktur perumah pengurang. Tujuan utama pengoptimuman perumah adalah untuk meningkatkan frekuensi semula jadinya. Sepuluh frekuensi semula jadi pertama sistem penghantaran aci selari berbilang peringkat biasanya rendah, biasanya dalam julat 50-500 Hz, dan boleh bertindih dengan frekuensi putaran gear pemacu dan harmoniknya dengan mudah, menyebabkan resonans. Berdasarkan struktur pengurang, bahan boleh dikeluarkan dari kedudukan tertentu. Ini bukan sahaja menjimatkan kos bahan, tetapi juga boleh meningkatkan frekuensi semula jadi pengurang dan berkesan mengurangkan bunyi luar biasa yang disebabkan oleh ralat kesipian.

4 Kesimpulan

Artikel ini mengambil kren atas dan pengurangnya sebagai objek kajian dan menganalisis pengaruh ralat eksentrisitas pasangan gear terhadap hingar pengurang yang tidak normal. Kesimpulannya adalah seperti berikut:

1. Apabila ralat kesipian dipertimbangkan, halaju sudut gear yang dipacu menunjukkan turun naik yang sekata. Julat turun naik tertumpu dalam lingkungan 40.5-41.5 rad/s. Ia mencerminkan frekuensi putaran aci input 25 Hz dan frekuensi putaran output gear yang dipacu 6.5 Hz, dan ia terus mempengaruhi penghantaran pasangan gear berikutnya.

2. Di bawah ralat eksentrisitas, hingar struktur pengurang meningkat dengan lebih jelas dalam julat frekuensi rendah 0-100 Hz. Perbezaan maksimum mencapai 15 dB, dan tahap hingar meningkat sebanyak 2.5 kali ganda, dengan jelas meningkatkan hingar abnormal kotak gear.

3. Beberapa penyelesaian dicadangkan, termasuk meningkatkan gred ketepatan penghantaran, mengoptimumkan parameter gear dan meningkatkan frekuensi semula jadi struktur.

Cindy

WhatsApp: +86 191 3738 6654

e-mel: cindywang@hndfcrane.com

Saya Cindy, dengan 10 tahun pengalaman bekerja dalam industri kren dan mengumpul banyak pengetahuan profesional. Saya telah memilih kren yang memuaskan untuk 500+ pelanggan. Jika anda mempunyai sebarang keperluan atau soalan tentang kren, sila hubungi saya, saya akan menggunakan kepakaran dan pengalaman praktikal saya untuk membantu anda menyelesaikan masalah!