Червячна предавка Шум и вибрации — Какво разкрива звукът и как да го обработим

Прогресивното увеличаване на шума в червячна предавка в продължение на месеци почти винаги показва един от три процеса: (1) Абразивно износване — частици от първоначалния период на работа не са били отстранени при смяната на маслото на 50-100 часа (която много съоръжения пропускат) и прогресивно износват страничните части на зъбите, увеличавайки отклонението на профила и шума в зацепването. (2) Влошаване на смазването — оригиналното масло е натрупало метални частици и продукти от окисление, които увеличават триенето и шума в зацепването. (3) Износване на лагери — търкалящите се лагери в червячния вал или вала на колелото развиват умора на лющене. За разграничаване: ако увеличаването на шума е плавно, постепенно увеличение, пропорционално на натоварването и скоростта, е вероятно (1) или (2). Ако шумът е развил периодичен чукащ или щракащ характер, е вероятно (3). Първо източете и сменете маслото — ако шумът не намалее след смяната на маслото и 2 часа работа, преминете към проверка на лагерите.

Да, с подходящо внимание. Съвременните смартфони съдържат MEMS акселерометри и микрофони, които са адекватни за откриване на честотно съдържание в диапазона 20-2000 Hz — което покрива всички честоти на зъбно колело за типични индустриални задвижвания. Безплатни приложения за анализатор на вибрации и FFT (бързо преобразуване на Фурие) са достъпни както за iOS, така и за Android. Измерването е най-полезно за идентифициране на периодични честоти: остър пик в FFT спектъра при известна честота (изчислена честота на зъбното колело, честота на дефекта на лагера или честота на въртене на вала) е надежден индикатор дори при качество на измерване, подобно на смартфон. Ограниченията: измерването на абсолютната амплитуда е ненадеждно (разположението и свързването на смартфона влияят на показанието); не се улавя много нискочестотно съдържание (под 20 Hz); и измерването изисква смартфонът да е в контакт с корпуса или монтажната конструкция, а не да се държи във въздуха.

Пропорционалният на натоварването шум в червячно зъбно колело има две основни причини. Първата е просто, че по-високото натоварване води до по-висока контактна сила на зацепването, което генерира акустичен изход с по-висока амплитуда при честотата на зацепването - това е нормално поведение и не показва проблем, освен ако абсолютното ниво на шум не е неприемливо. Втората причина, която показва проблем със спецификацията: неадекватният модел на контакт (по-малко от 70% покритие на ширината на челото) концентрира натоварването на зацепването върху малка площ на зъба. При леко натоварване контактната сила е достатъчно ниска, че дори малката контактна площ генерира приемлив шум. При пълно натоварване същата малка контактна площ е силно натоварена, което води до пикове на сила с висока амплитуда при всяко зацепване на зъба - които се излъчват като пропорционален на натоварването шум с честота на зацепване. За да различите нормалния пропорционален на натоварването шум от шума, предизвикан от модела на контакт, сравнете скоростта на увеличаване на шума: ако удвояването на натоварването удвоява амплитудата на шума (увеличение от 6 dB), това е нормално мащабиране на силата и амплитудата. Ако шумът се увеличава повече от пропорционално на натоварването, вероятната причина е неадекватният модел на контакт.

60 dB(A) на 1 метър от корпуса на редуктора е постижимо за червячно зъбно колело при ниско до умерено натоварване и скорост. Постижимостта зависи главно от три параметъра: (1) Размер на модула — по-малкият модул произвежда по-ниска честота на зацепване и по-ниска акустична мощност при същото съотношение на натоварване; (2) Клас на прецизност — зъбно колело с резба DIN 7 с документиран контактен модел >=70% обикновено е с 8-14 dB(A) по-тихо от DIN 9 при равно натоварване; (3) Затворен корпус — корпус в маслена баня без пътища за акустично предаване към конструкцията на машината осигурява 6-10 dB(A) допълнителна шумоизолация в сравнение с открито зъбно колело. За много чувствителни акустични среди (медицински кабинети, концертни зали, звукозаписни студия), посочете зъбно колело DIN 6 или DIN 7 с найлоново колело PA66, ако въртящият момент позволява, смазка PAO, еластични антивибрационни опори и акустична пяна върху вътрешността на корпуса.

Въздушният шум са акустични вълни от налягане, разпространяващи се директно от корпуса на зъбното колело през въздуха до слушателя. Структурният шум е вибрационна енергия, преминаваща през конструкцията на машината - монтажни болтове, елементи на рамката, панели - и излъчваща се като акустична енергия от по-голяма повърхност, по-далеч от зъбното колело. Разграничението е важно, защото отстраняването е различно. Въздушният шум се намалява чрез акустични ограждения около зъбното колело или чрез намаляване на източника на шум от зъбното колело. Структурният шум се намалява чрез прекъсване на пътя на предаване на вибрациите между корпуса на зъбното колело и излъчващата конструкция - чрез използване на еластични антивибрационни опори, гъвкави съединители или акустично демпфериращи подложки. На практика повечето оплаквания за шум от червячни зъбни колела в промишлените машини са доминирани от структурен шум - корпусът на зъбното колело се свързва с рамката на машината чрез твърди болтове и целият машинен панел се превръща в радиатор с голяма площ на честотата на мрежата.

Шум, който е забележим само при една специфична работна скорост, но не и при други, е характерен за структурния резонанс. При специфичната скорост, честотата на мрежата (f_mesh = n_worm x z1 / 60) съвпада със собствената честота на корпуса, монтажната конструкция или машинния панел. При тази честота конструкцията усилва вибрацията на силата на зъбното зацепване и я излъчва силно. Решения по ред на лесно изпълнение: (1) Променете леко работната скорост (дори 3-5%), за да разстройите честотата на мрежата от структурния резонанс - ако се използва задвижване с променлива скорост, това е промяна на параметъра на контролера; (2) Добавете маса или усилване към резонансната структура, за да изместите собствената ѝ честота далеч от честотата на мрежата; (3) Добавете демпфиране (демпфериращ материал с ограничен слой) към резонансния панел, за да намалите неговата реакция при резонанс; (4) Променете предавателното число на различно, за да получите различна честота на мрежата при същата работна скорост.

Да, и обикновено не е признак за проблем. Студеното минерално трансмисионно масло има много по-висок вискозитет, отколкото при работна температура — минералното масло ISO VG 460 при 5 градуса C може да е 6-8 пъти по-вискозно, отколкото при 40 градуса C. Това високовискозно студено масло създава повишено вискозно съпротивление, докато червячната резба се върти през него, произвеждайки нискочестотен шум от бъркане. С затоплянето на корпуса и спадането на вискозитета на маслото до проектния му работен диапазон, нивото на шум намалява. Ако шумът при стартиране е с характер на бъркане или бълбукане и отшумява в рамките на 10-20 минути работа, това е нормално поведение при студен старт. Ако шумът при стартиране е метално чукане или скърцане, което не отшумява при загряване, това е различен проблем — спрете и проверете. За да елиминирате шума при студен старт: преминете от минерално към синтетично масло PAO, което има много по-висок индекс на вискозитет (VI >150) и поддържа по-постоянен вискозитет в целия диапазон от температурата от стартиране до работа.

Korea Ever-Power не предоставя данни от акустични тестове за зъбни колела като самостоятелни компоненти — акустичният изход зависи от цялата машина, включително корпуса, монтажната конструкция, съединителя и условията на работа, а не само от зъбното колело. За документацията за шумовите емисии по Директивата на ЕС за машините (изисквана съгласно Приложение I, Раздел 1.7.4), отговорното лице е производителят на машината, а не доставчикът на компонентите на зъбното колело. Korea Ever-Power може да подпомогне оценката на шумовите емисии на производителя на машината, като предостави: класа на прецизност на зъбното колело (номер на клас по DIN) и процента на покритие на контактния модел — и двете са от значение за прогнозиране на приноса на шума от мрежата; препоръчителната спецификация на смазочния материал — от значение за приноса на шума от смазването; и всички специфични за приложението данни от шумовите тестове от предишни инсталации на същата спецификация на зъбното колело, където са налични от нашите инженерни записи за приложението. Поискайте тази информация при поръчка, за да бъде включена в техническото досие на машината.