Šnekový převod Hluk a vibrace — Co zvuk prozrazuje a jak to zpracovat

Postupné zvyšování hluku v pohonu šnekového převodu v průběhu měsíců téměř vždy naznačuje jeden ze tří procesů: (1) Abrazivní opotřebení – částice z počátečního provozu nebyly odstraněny při výměně oleje po 50–100 hodinách (kterou mnoho zařízení vynechává) a postupně obrušují boky zubů, čímž se zvyšuje odchylka profilu a hluk v záběru. (2) Degradace mazání – původní olej nahromadil kovové částice a oxidační produkty, které zvyšují tření a hluk v záběru. (3) Opotřebení ložisek – valivá ložiska v hřídeli šnekového převodu nebo hřídeli kola dochází k únavovému odlupování. Pro rozlišení: pokud je nárůst hluku plynulý, postupný nárůst úměrný zatížení a rychlosti, je pravděpodobné (1) nebo (2). Pokud se hluk vyvinul do periodického klepání nebo cvakání, je pravděpodobné (3). Nejprve vypusťte a vyměňte olej – pokud se hluk po výměně oleje a 2 hodinách provozu nesníží, pokračujte v kontrole ložiska.

Ano, s patřičnou opatrností. Moderní chytré telefony obsahují akcelerometry a mikrofony MEMS, které jsou dostačující pro detekci frekvenčního obsahu v rozsahu 20–2 000 Hz – což pokrývá všechny frekvence záběru ozubených kol pro typické průmyslové pohony. Bezplatné aplikace pro analyzátor vibrací a FFT (rychlá Fourierova transformace) jsou k dispozici pro iOS i Android. Měření je nejužitečnější pro identifikaci periodických frekvencí: ostrý vrchol ve spektru FFT na známé frekvenci (vypočítaná frekvence sítě, frekvence defektu ložiska nebo frekvence otáčení hřídele) je spolehlivým indikátorem i při měření v kvalitě chytrého telefonu. Omezení: měření absolutní amplitudy je nespolehlivé (umístění a propojení chytrého telefonu ovlivňují odečet); velmi nízkofrekvenční obsah (pod 20 Hz) není zachycen; a měření vyžaduje, aby byl chytrý telefon v kontaktu s pouzdrem nebo montážní konstrukcí, nikoli ve vzduchu.

Hluk úměrný zatížení v pohonu šnekovým převodem má dvě hlavní příčiny. První je jednoduše to, že vyšší zatížení produkuje vyšší kontaktní sílu v záběru, která generuje akustický výstup s vyšší amplitudou na frekvenci záběru – to je normální chování a neznamená problém, pokud absolutní hladina hluku není nepřijatelná. Druhá příčina, která naznačuje problém se specifikací: nedostatečný kontaktní vzor (menší než pokrytí šířky čela 70%) koncentruje zatížení záběru na malou plochu zubu. Při lehkém zatížení je kontaktní síla dostatečně nízká, takže i malá kontaktní plocha generuje přijatelný hluk. Při plném zatížení je stejná malá kontaktní plocha silně namáhána, což produkuje silové špičky s vysokou amplitudou v každém záběru zubu – které vyzařují jako šum úměrný zatížení na frekvenci záběru. Pro rozlišení normálního šumu úměrného zatížení od hluku vyvolaného kontaktním vzorem porovnejte míru nárůstu hluku: pokud zdvojnásobení zatížení zdvojnásobí amplitudu hluku (nárůst o 6 dB), jedná se o normální škálování síly a amplitudy. Pokud se hluk zvyšuje více než úměrně zatížení, je pravděpodobnou příčinou nedostatečný kontaktní vzor.

Pro šnekový převodový pohon při nízkém až středním zatížení a otáčkách je dosažitelná hladina hluku 60 dB(A) ve vzdálenosti 1 metru od skříně převodovky. Dosažitelnost závisí především na třech parametrech: (1) Velikost modulu – menší modul produkuje nižší frekvenci záběru a nižší akustický výstup při stejném poměru zatížení; (2) Třída přesnosti – soukolí se závitem DIN 7 s dokumentovaným kontaktním vzorem >=70% je obvykle o 8–14 dB(A) tišší než DIN 9 při stejném zatížení; (3) Uzavřená skříň – skříň v olejové lázni bez akustických přenosových cest do konstrukce stroje poskytuje o 6–10 dB(A) dodatečnou izolaci hluku ve srovnání s odkrytou soukolí. Pro velmi citlivá akustická prostředí (lékařské ordinace, koncertní sály, nahrávací studia) specifikujte soukolí DIN 6 nebo DIN 7 s nylonovým kolem PA66, pokud to krouticí moment dovolí, mazivo PAO, odolné antivibrační úchyty a akustickou pěnovou výstelku na vnitřní straně skříně.

Vzduchový hluk jsou akustické tlakové vlny šířící se přímo ze skříně převodovky vzduchem k posluchači. Hluk šířený strukturou je vibrační energie procházející konstrukcí stroje – montážními šrouby, prvky rámu, panely – a vyzařující jako akustická energie z větší plochy dále od převodu. Toto rozlišení je důležité, protože náprava je jiná. Vzduchový hluk se snižuje akustickými kryty kolem převodu nebo snížením zdroje hluku převodu. Hluk šířený strukturou se snižuje přerušením cesty přenosu vibrací mezi skříní převodovky a vyzařující konstrukcí – použitím pružných antivibračních úchytů, pružných spojek nebo akustických tlumicích podložek. V praxi je většina stížností na hluk šnekových převodů v průmyslových strojích dominována hlukem šířeným strukturou – skříň převodovky je spojena s rámem stroje pomocí pevných šroubů a celý panel stroje se stává velkoplošným zářičem na frekvenci sítě.

Hluk, který je výrazný pouze při jedné specifické provozní rychlosti, ale nikoli při jiných, je charakteristický pro strukturální rezonanci. Při specifické rychlosti se síťová frekvence (f_mesh = n_worm x z1 / 60) shoduje s vlastní frekvencí skříně, montážní konstrukce nebo panelu stroje. Při této frekvenci konstrukce zesiluje vibrace síly záběru ozubených kol a hlasitě je vyzařuje. Řešení v pořadí snadné implementace: (1) Mírně změňte provozní rychlost (i 3-5%), abyste odladili síťovou frekvenci od strukturální rezonance – pokud se používá pohon s proměnnými otáčkami, jedná se o změnu parametru regulátoru; (2) Přidejte hmotu nebo výztuhu k rezonující struktuře, abyste posunuli její vlastní frekvenci směrem od síťové frekvence; (3) Přidejte tlumení (tlumicí materiál s omezenou vrstvou) k rezonujícímu panelu, abyste snížili jeho odezvu při rezonanci; (4) Změňte převodový poměr, abyste dosáhli jiné síťové frekvence při stejné provozní rychlosti.

Ano, a obvykle to není známka problému. Studený minerální převodový olej má mnohem vyšší viskozitu než při provozní teplotě – minerální olej ISO VG 460 může být při 5 °C 6–8krát viskóznější než při 40 °C. Tento vysoce viskózní studený olej vytváří zvýšený viskózní odpor, když se jím šnekový závit víří, a produkuje nízkofrekvenční vířivý hluk. Jak se skříň zahřívá a viskozita oleje klesá na svůj konstrukční provozní rozsah, hladina hluku se snižuje. Pokud je hluk při spouštění vířivý nebo bublavý a odezní do 10–20 minut provozu, jedná se o normální chování při studeném startu. Pokud je hluk při spouštění kovové klepání nebo skřípání, které neodezní ani po zahřátí, jedná se o jiný problém – zastavte motor a proveďte průzkum. Chcete-li eliminovat hluk při studeném startu: přejděte z minerálního na syntetický olej PAO, který má mnohem vyšší index viskozity (VI > 150) a udržuje si konzistentnější viskozitu v celém rozsahu teplot od spouštění do provozní teploty.

Společnost Korea Ever-Power neposkytuje data z akustických zkoušek pro převodovky jako samostatné komponenty – akustický výstup závisí na celém stroji včetně pouzdra, montážní konstrukce, spojky a provozních podmínek, nikoli na samotné převodovce. Za dokumentaci o emisích hluku podle směrnice EU o strojních zařízeních (požadovanou podle přílohy I, oddílu 1.7.4) je odpovědnou osobou výrobce stroje, nikoli dodavatel komponent převodovky. Společnost Korea Ever-Power může podpořit posouzení emisí hluku výrobcem stroje poskytnutím: třídy přesnosti převodovky (číslo třídy DIN) a procentuálního pokrytí kontaktního vzoru – obojí je relevantní pro predikci příspěvku hluku záběru; doporučené specifikace maziva – relevantní pro příspěvku hluku mazání; a veškerých dat z hlukových zkoušek specifických pro danou aplikaci z předchozích instalací stejné specifikace převodovky, pokud jsou k dispozici z našich záznamů o aplikačním inženýrství. Vyžádejte si tyto informace při zadávání objednávky pro zahrnutí do technické dokumentace stroje.