Tavan Vinci Redüktör Gürültüsü: Dişli Eksantrikliği Analizi ve Çözümleri

Atölyelerde kaldırma ve malzeme taşıma işlemleri sırasında tavan vinci redüktöründe gürültü oluşabilir ve bu durum vincin normal çalışmasını etkileyebilir. Bu makale, anormal gürültüyü dişli çifti eksantriklik hatası perspektifinden analiz etmektedir. Simülasyon analizinden elde edilen yapısal gürültü hesaplama sonuçlarına dayanarak, iyileştirme için referans olarak ilgili çözümler de sunmaktadır. asma vinç işletme performansı.

1. Eksantriklik Hatası Altında Dişli Tahrik Analizi

Bu makalede analiz edilen tavan vinci, 13 kW'lık üç fazlı asenkron motorla donatılmış bir LD10 t-28.5 m modelidir. Redüktör, dört kademeli paralel şaftlı helisel dişli aktarım sistemi kullanmaktadır. Eksantriklik hatası dikkate alındığında, analiz öncelikle tek bir dişli çifti ve bunların kavrama hattı uzunluğundan başlar.

1.1 Dişli Çifti Modeli

Dişli eksantrikliği dikkate alındığında, tahrik eden ve tahrik edilen dişlilerin eksantrikliği başlangıç noktası olarak kullanılır. Bilinen dişli diş sayısı ve tahrik eden dişli hızı esas alınarak, tahrik edilen dişli hızının zaman-frekans karakteristik eğrisi elde edilebilir ve eksantriklik olmadığı varsayımı altındaki sonuçla karşılaştırılabilir. Eksantrik dişli çifti modeli Şekil 1'de gösterilmiştir.

O1 Ve O2 Eksantriklik olmaması varsayımı altında dişli çiftinin geometrik merkezleridir. Eksantriklikler dikkate alındıktan sonra. E1 Ve E2 meydana geldiğinde, dişlinin geometrik merkezleri şu hale gelir: O11 Ve O22Görüldüğü gibi, eksantriklik değerinden bağımsız olarak, teğet noktaları birleştirerek oluşturulan dişli çizgi düzgün bir şekilde hizalanmıştır. T1(xT1, yT1) Ve T2(xT2, yT2) her zaman dinamik bir kesişme noktasına sahiptir M(xM, yM) Dişli çarkların geometrik merkezlerini birleştiren çizgi ile.

Ofset dikkate alındığında, dişli çiftinin birbirine geçme çizgisi zamanla değişen özelliklere sahiptir. Denklemi şu şekilde ifade edilebilir:

Koordinat sisteminin başlangıç noktası bir noktaya yerleştirildiğinde O11noktanın dinamik enine koordinatı M Şu şekilde ifade edilebilir:

Dişli çiftinin anlık iletim oranı şöyledir:

Gerçek hesaplamada, dinamik kesişme noktası M Dişli çarkın kavrama çizgisi, hareket yönü arasındaki açı ve anlık kavrama çizgisi hızı ile belirli bir ilişkisi vardır. Eksantriklik aralığı ve giriş açısal hızı belirlendikten sonra, tahrik edilen dişli çarkın açısal hızını elde etmek ve eksantriklik hatası altında dişli çiftinin dinamik uyarımını hesaplamak için (1) ila (3) formülleri kullanılabilir.

Gerçek üretimde, tuhaflıklar E1 Ve E2 Yaklaşık olarak aynı kabul edilebilir. Bilinen doğruluk derecesi altında 20 μm'lik helisel dişli çifti eksantrikliği ile tahrik edilen dişlinin hesaplanan zaman-frekans karakteristik eğrisi Şekil 2'de gösterilmiştir.

Eksantriklik hatası olmadığı varsayıldığında, tahrik edilen dişlinin açısal hızı Şekil 2a'daki pembe düz çizgi ile gösterilmiştir. Eksantriklik hatası mevcut olduğunda, tahrik edilen dişlinin açısal hızı 40,5-41,5 rad/s aralığında yoğunlaşmış belirgin ve düzenli dalgalanmalar göstermektedir. Fourier dönüşümünden sonra elde edilen frekans alanı sonucu, giriş milinin dönüş frekansının 25 Hz ve tahrik edilen dişlinin çıkış dönüş frekansının 6,5 Hz olduğunu göstermektedir. Bu, giriş kademesi dişli çiftinin eksantriklik dalgalanmasının dişli sistemi boyunca iletilmeye devam edebileceğini ve şanzımanın dışına yayılabileceğini göstermektedir.

2. Tavan Vinci Redüktör Gürültüsünde Dişli Uyarımının Sayısal Hesaplaması

2.1 Titreşim Diferansiyel Denklemi

Tavan vinci redüktöründeki dişli sisteminin titreşim diferansiyel denklemi, dinamik özelliklerinin incelenmesi için önemli bir temel oluşturmaktadır. Denklemin mertebesini düşürerek ve dişlinin dinamik kavrama kuvvetini hesaplayarak, titreşim yoğunluğu ve yapısal gürültü gibi titreşim özellikleri sayısal olarak simüle edilebilir. Gerekli ikinci dereceden diferansiyel denklem şöyledir:

Dinamik koordinatın zaman denklemi M yerine konulmuştur θAyrıca, yüksek hızlı dişli çiftinin dinamik kavrama kuvvetini çözmek için Runge-Kutta mertebe azaltma prensibi kullanılmıştır. Şekil 3, giriş aşaması ve son çıkış aşaması için kavrama kuvveti hesaplama sonuçlarını göstermektedir.

2.2 Titreşim Analizi Sonuçları

Şekil 4, redüktör yapısını göstermektedir. Giriş ve çıkış uçlarındaki yatak yuvası konumları hesaplama için seçilmiş ve 20 μm eksantriklik hatası altında frekans alanındaki titreşim karakteristik eğrileri elde edilmiştir.

Şekil 5'te gösterildiği gibi, eksantriklik hatası dikkate alındıktan sonra, 25 Hz'lik giriş mili dönüş frekansı, özellikle yer değiştirme eğrisinde, farklı aşamalarda diğer dişli çiftlerini etkiler. Titreşim sonuçlarına dayalı gürültü hesaplaması, eksantriklik hatasının anormal redüktör gürültüsü üzerindeki etkisini gösterebilir.

3. Bojili Akslı Köprüler İçin Yayılan Gürültü Tahmini

3.1 Akustik Model

Verilen kaynaklara göre, akustik akışkan araştırmaları alanına aittir. Bu nedenle, akustik dalga denklemi akışkan süreklilik denkleminden yola çıkarak incelenebilir. Ortam durumuna bağlı olarak şu şekilde ifade edilebilir:

Formülde, ρ, v, P, Ve S Havanın yoğunluğu, hızı, ses basıncı ve entropisi sırasıyla şunlardır: F Ve Q Hava ortamının dış uyarıcı kaynaklarıdır.

Tavan vinci redüktörünün titreşim tepkisine dayanarak, ivme hesaplama sonucu Fourier dönüşümü ve üçte bir oktav işleme ile işlenmiştir. Redüktörün yüksek hızlı kademe yatak yuvasının yapısal gürültü hesaplama sonucu Şekil 6'da gösterilmiştir.

Eksantriklik hatası dikkate alındığında, redüktörün yapısal gürültüsü 0-100 Hz düşük frekans aralığında daha belirgin şekilde artmaktadır. Akustik teoriye göre, 6 dB'lik bir fark, enerji seviyesinde tek seferlik bir farkı temsil eder. Şekil 6'da, bazı frekans bantlarındaki gürültü farkı yaklaşık üç katına ulaşarak, eksantriklik hatasının redüktörün düşük frekanslı titreşiminde büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, giriş kademesinin dişli kavrama frekansından kaynaklanan 500 Hz ve 1000 Hz'de de belirgin tepe noktaları ortaya çıkmaktadır.

3.2 Anormal Gürültüyü Azaltmaya Yönelik Önlemler

Hesaplamada kullanılan 20 μm'lik eksantriklik, dişli aktarım hassasiyeti derecesine göre seçilmiştir. Gerçek çalışma koşullarında daha büyük eksantriklik hataları oluşabilir ve bu durum redüktör titreşimini ve gürültü azaltımını büyük ölçüde etkileyebilir. Bu makaledeki analiz ve sonuçlara dayanarak, anormal gürültü aşağıdaki açılardan azaltılabilir:

1. Dişli aktarım hassasiyet sınıfının seçimini iyileştirin. Birçok tavan vinci, 8. sınıf helisel dişliler kullanır. Sıradan vinç redüktörleri, daha sonraki hassas işlemeyi dikkate almaz, bu nedenle eksantriklik hatası daha yüksek yayılan gürültüye yol açabilir. Son işleme aşamasında sertleştirme ve dişli taşlama, diş yüzeyi alıştırma veya benzeri işlemler dikkate alınırsa, 7. veya 6. sınıf hassasiyet elde edilebilir. Bu, daha sıkı gürültü kontrolü gereksinimlerine sahip atölyeler için daha iyi bir seçenek olabilir.

2. Dişli aktarım sistemini optimize edin. Aktarım sistemi açısından, kapalı dişli temas yorulma dayanımı, aktarım oranı ve yüz genişliği katsayısı gibi kısıtlamalar dikkate alınmalıdır. Bu kısıtlamaları önemli ölçüde değiştirmeden dişli modülü, diş genişliği ve tahrik dişlisi diş sayısı hafifçe ayarlanarak, redüktörün gürültü iletim frekansının insan kulağının duyma hassasiyetini aşacak aralıktan uzak tutulması sağlanabilir. Spesifik yöntem, optimum dişli parametrelerini doğrulamak için ilgili programlara ve testlere ihtiyaç duyar.

3. Redüktör gövde yapısını optimize edin. Gövde optimizasyonunun temel amacı, doğal frekansını iyileştirmektir. Çok kademeli paralel şaftlı bir transmisyon sisteminin ilk on doğal frekansı genellikle düşüktür, genellikle 50-500 Hz aralığındadır ve tahrik dişlisinin dönüş frekansı ve harmonikleriyle kolayca örtüşerek rezonansa neden olabilir. Redüktör yapısına bağlı olarak, belirli noktalardan malzeme çıkarılabilir. Bu, yalnızca malzeme maliyetinden tasarruf sağlamakla kalmaz, aynı zamanda redüktörün doğal frekansını artırabilir ve eksantriklik hatasından kaynaklanan anormal gürültüyü etkili bir şekilde azaltabilir.

4. Sonuç

Bu makale, bir tavan vinci ve redüktörünü araştırma nesnesi olarak ele alarak, dişli çifti eksantriklik hatasının redüktördeki anormal gürültü üzerindeki etkisini analiz etmektedir. Sonuçlar aşağıdaki gibidir:

1. Eksantriklik hatası dikkate alındığında, tahrik edilen dişlinin açısal hızı düzenli dalgalanma göstermektedir. Dalgalanma aralığı 40,5-41,5 rad/s arasında yoğunlaşmıştır. Bu durum, giriş milinin 25 Hz'lik dönüş frekansını ve tahrik edilen dişlinin çıkış dönüş frekansının 6,5 Hz olmasını yansıtır ve sonraki dişli çiftinin iletimini etkilemeye devam eder.

2. Eksantriklik hatası durumunda, redüktörün yapısal gürültüsü 0-100 Hz düşük frekans aralığında daha belirgin şekilde artmaktadır. Maksimum fark 15 dB'ye ulaşmakta ve gürültü seviyesi 2,5 kat artarak dişli kutusundaki anormal gürültüyü açıkça yoğunlaştırmaktadır.

3. İletim hassasiyetini artırma, dişli parametrelerini optimize etme ve yapısal doğal frekansı artırma gibi çeşitli çözümler önerilmiştir.

Cindy

Naber: +86 191 3738 6654

E-posta: cindywang@hndfcrane.com

Ben Cindy, vinç sektöründe 10 yıllık çalışma deneyimim ve çok sayıda profesyonel bilgi birikimim var. 500'den fazla müşteri için tatmin edici vinçleri seçtim. Vinçlerle ilgili herhangi bir ihtiyacınız veya sorunuz varsa lütfen benimle iletişime geçmekten çekinmeyin, uzmanlığımı ve pratik deneyimimi kullanarak sorunu çözmenize yardımcı olacağım!