91 Hz koputus: kuidas sagedus tuvastab rikke režiimi
Logistikakeskuse pakkekonveieri ussülekandega nurgaajam oli kolm aastat vaikselt töötanud, enne kui hooldustehnik märkas perioodilist metallilist koputust. Mitte pidevat – perioodilist, regulaarse intervalliga. Nutitelefoni vibratsioonimõõturi rakendus mõõtis koputussagedust ligikaudu 91 Hz juures.
Matemaatika: ussivõlli kiirus 1450 p/min = 24,2 pööret sekundis. Topeltkäivitusega uss (z1=2): ühendussagedus = 24,2 x 2 = 48,3 Hz. Ratta hammaste arv z2=40, ratta pöörlemine = 1450/40 = 36,25 p/min = 0,604 pööret sekundis. Ei 48,3 Hz ega 0,604 Hz ei vasta 91 Hz-le. Kuid ussivõlli sisemise laagri sagedus 1450 p/min juures kindla laagriga (12 veeremielementi, kontaktnurk 0) = ligikaudu 8,8 x 1450/60 = 212 Hz. Ikka veel vastet pole. Vastus: 91 Hz on ligikaudu neli korda suurem kui ratta pöörlemissagedus (4 x 0,604 Hz x 60 = 144 p/min ekvivalent – mitte päris), kuid väga lähedal laagri välimise rõnga defekti sagedusele (BPFO) ussivõlli laagri puhul kiirusel 1450 p/min 7-elemendilise laagri korral: 3,5 x 1450/60 = 84,6 Hz – mitte täpne, aga jääb vahemikku.
Hooldusmeeskond võttis ajami lahti ja leidis: ussvõlli laagri välisvõrul oli üks umbes 2 mm pikkune väsimusmurd. Iga kord, kui veerelement murdus üle murru, tekitas see koputuse. Ussülekanne ise oli suurepärases seisukorras. Ilma sagedusanalüüsita oleks standardseks kontrolliprotseduuriks olnud ussülekande komplekti väljavahetamine. Sagedusanalüüsi abil tuvastati õige ja palju odavam remondiviis – ainult laagri vahetamine – ilma hammasratast lahti võtmata.
Mida müradiagnostika teile ütleb: Võrgusilma sagedus ja selle harmoonilised = hammasratta geomeetria vead (profiili hälve, sammu viga). Võrgusilma sageduse alamharmoonilised = hammastevaheline variatsioon (käiguviga, hammaste diferentsiaalne koormus). Laagri defektide sagedused (BPFI, BPFO, BSF) = laagri kulumine või kahjustus. Võlli pöörlemissageduse harmoonilised = ekstsentrilisus, tasakaalustamatus või joondusviga. Lairiba taustmüra = määrdefilmi kvaliteet. Igaüks neist on erineva, arvutatava sagedusega.
Võrgusilma sageduse arvutamine — ussiülekande müraanalüüsi alused
Silmussagedus on kiirus, millega ussi keere hakkab ratta hammastega haakuma. See on ussülekande kõigi hammasrattaga seotud mürade ja vibratsioonide põhisagedus. Kogu hammasratta tekitatud müra esineb silmussagedusel ja selle täisarvulistel harmoonilistel (2x, 3x, 4x silmussagedus).
z1 = ussi keerme alguste arv (1, 2 või 4)
Näide: 1450 p/min, ühekordne käivitus (z1=1): f_mesh = 24,2 Hz
Näide: 1450 p/min, topeltkäivitus (z1=2): f_mesh = 48,3 Hz
Näide: 1450 p/min, neljakordne käivitus (z1=4): f_mesh = 96,7 Hz
Harmoonilised: 2x võrk = 2 x f_võrk; 3x võrk = 3 x f_võrk jne.
Võrgusilma sagedus määrab hammasratta tekitatud müra tempo. Iga hammasratta geomeetria viga tekitab iga hamba haakumistsükli ajal võrgu kokkupuutel jõu muutuse, mis tekitab akustilise väljundi f_mesh juures. Profiilihälve (Ff) põhjustab iga hamba haakumistel lühikese löögijõu muutuse: akustiline väljund f_mesh juures ja harmoonilised. Juhtimishälve (Fb) põhjustab sujuva sinusoidaalse pöördemomendi muutuse ühe täisussivõlli pöörde jooksul: akustiline väljund võlli pöörlemissagedusel ja selle harmoonilistel, moduleerides võrgu sageduse amplituudi.
| Müra / vibratsiooni iseloom | Sagedus | Põhjus | Kiireloomulisus |
|---|---|---|---|
| Pidev toon, proportsionaalne kiirusega | f_võrk ja harmoonilised | Hammasratta profiili hälve (Ff) — DIN 8-9 puhul normaalne; uurige, kas on tekkinud uus probleem | Uurige, kas see algas äkki või suurenes amplituud |
| Toon kiirusega proportsionaalsete külgribadega | f_võrk +/- n_võll | Juhtme hälve (Fb) moduleeriv võrk — mitme käivitusega ussikontrolli algusvahe | Uurige, kas tolerantsi tase ületab DIN-klassi piiri |
| Perioodiline koputus ratta pöörlemissagedusel. | 1x ratta pöörlemine = n_uss/z2/60 Hz | Üks kahjustatud hammas või võõrkeha ratta sisse kinni jäänud | Koheselt – peatu ja kontrolli |
| Perioodiline koputus EI OLE käigukasti sagedustel | Laagri defektide sagedused BPFO/BPFI | Laagri sisemise või välimise laagrivõru pragunemine – arvutatav laagri geomeetria põhjal | Kiireloomuline – laagri vahetamine enne riket |
| Lairibaühenduse susisev heli suureneb kiirusega | Diskreetset sagedust pole | Piiri määrimine — õlifilm võrgu kokkupuutel on ebapiisav | Suurendage määrdeaine viskoossusastet; kontrollige õlitaset |
| Madala sagedusega mürin igal kiirusel | Võlli pöörlemissagedus | Võlli ekstsentrilisus või tasakaalustamatus; siduri joondushäire | Uurige kinnitust ja võlli väljaviskamist |
| Resonantne struktuuriline rõngas pärast võrgusündmusi | Struktuurne loomulik sagedus | Korpuse või tugistruktuuri resonants, mida ergastab võrgusilma sagedus | Jäigasta struktuur või muuda võrgusilma sagedust suhte/kiiruse muutmise teel |
| Külmaga vaikne, soojaga lärmakas | Muutused temperatuuriga | Õli viskoossus langeb temperatuuriga — piirmäärimisrežiimi nihkumine | Vahetage kõrgema viskoossusindeksiga määrdeaine vastu; kontrollige korpuse temperatuuri |
Kuidas kontaktmustri kvaliteet määrab mürataseme
Ussülekande võrgusilma müra kõige mõjukam parameeter on kokkupuutemustri katvus – hamba pinna laiuse protsent, mille ulatuses ussi keere ja ratta hammas haardumise ajal kokku puutuvad. Täielik kokkupuutemuster (70% või suurem pinna laiusest) jaotab võrgu koormuse kogu haardepiirkonnas, vähendades hertsides määratud kontaktpinget ja tekitades võrgu sagedusel sujuva, pideva jõumuutuse, mis tekitab madala amplituudiga ja madalsagedusliku akustilise väljundi.
Punktkontakti muster – mis tekib ussiratta freesimisel sobimatu lõikeprofiiliga – koondab kogu võrgusilma koormuse väikesele alale, tekitades iga hamba haakumisel lühikese suure amplituudiga jõuimpulsi. Lisaks põhisagedusele tekitab see impulss tugevaid harmoonilisi 2x, 3x ja 4x võrgusilma sagedusel. Need harmoonilised jäävad tüüpiliste tööstuslike ajamite puhul sagedusvahemikku 100–400 Hz – otse inimkõrva akustilise tundlikkuse tippu, mistõttu on need tajutavad madalama amplituudiga kui ainult põhisagedus.
Projekteerimisetapis esinev insenerimüra
Kasutage suuremat moodulit
Suurem moodul = suurem hamba ristlõige = väiksem hamba kontaktpinge samal koormusel = väiksem võrgusilma jõu variatsiooni amplituud = madalam akustiline väljundvõimsus. Mooduli üheastmeline suurendamine (nt M4-lt M5-le) sama koormuse juures vähendab võrgusilma jõu variatsiooni ligikaudu 30% võrra. Hammasratas on suurem ja raskem, kuid võrdse koormuse juures oluliselt vaiksem.
Määrake DIN 7 või parem
Keermete lihvimine standardi DIN 7 järgi eemaldab profiili hälbe (Ff), mis on võrgusilma sagedusharmoonikute peamine allikas. Müra paranemine on kõige märgatavam sagedusvahemikus 100–500 Hz. DIN 7 käigukast on sama koormuse ja kiiruse juures tavaliselt 8–12 dB(A) vaiksem kui sama käigukast standardi DIN 9 järgi. DIN 7 hinnalisa võrreldes DIN 9-ga on ligikaudu 40–60%.
Profiiliga sobitatud hobbing
Ussiratta freesimine lõikuriga, mis sobib ussi tegeliku geomeetriaga (mitte standardmooduliga üldotstarbeline lõikur), tekitab punktkontakti asemel joonkontakti. Seda näitab tarnedokumentatsioonis olev kontaktmustri foto. Kontaktmuster >=70% võrreldes mustriga 30-40% vähendab võrgumüra 5-10 dB(A) võrra – see on võrreldav täppisklassi paranemisega.
PAO määrdeaine
Sünteetiline PAO õli säilitab töötemperatuuril kõrgema viskoossuse kui sama ISO VG klassi mineraalõli. Kõrgem tööviskoossus tähendab paksemat elastohüdrodünaamilist kilet võrgusilma kokkupuutel, mis vähendab metallidevahelist kontaktpinda, vähendab karedust ja vähendab lairiba piirmäärimismüra. Paranemine on kõige märkimisväärsem ajamites, mis töötavad oma termilise piiri lähedal, kus mineraalõli viskoossus on oluliselt langenud.
Summutatud korpuse kinnitus
Korpus edastab hammasratta võrgustiku vibratsiooni konstruktsioonile, millele see on kinnitatud. Korpuse ja masina raami vahelised elastsed vibratsioonisummutuskinnitused vähendavad konstruktsiooni kaudu levivat müra 6–15 dB(A) võrra, olenevalt kinnituse jäikusest ja asjaomastest konstruktsiooni resonantssagedustest. Korpuse poldid tuleb siiski õigesti pingutada – elastsed kinnitused pakuvad vibratsiooniisolatsiooni, mitte ei vähenda hammasratta võrgustiku jõu amplituudi.
Nailonist või POM-ist ratas (kerge koormus)
Väga väikese koormusega rakenduste puhul (instrumentide ajamid, väikeseformaadiliste etikettide aplikaatorid, laboripositsioneerimine) vähendab poleeritud terasest ussvõlli vastas liikuv PA66 nailonist või POM-atsetaalist ratas võrgumüra 10–18 dB(A) võrra võrreldes metall-metalli kokkupuutega. Kompromissiks on see, et pöördemomendi maht on kerge koormuse korral piiratud umbes M2 mooduliga. Ärge kasutage plastrattaid müra parandamiseks mõõduka või raske koormusega rakendustes – need purunevad mehaaniliselt.
Müra taset määravad tootmistavad
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Mida saab teha pärast paigaldamist — müra vähendamine pärast kasutuselevõttu
Kui ussülekanne on juba paigaldatud ja tekitab vastuvõetamatut müra, on valikud piiratud sellega, mida saab ilma suurema lahtivõtmiseta muuta. Prioriteetide järjekord: kõigepealt tuleb kindlaks teha allikas (kas see on hammasrataste hambumus, laagrid või konstruktsioon?) ja seejärel rakendada kõige mõjusamat saadaolevat lahendust.
| Sekkumine | Pingutus | Müra vähendamise potentsiaal | Millal kasutada |
|---|---|---|---|
| Üleminek PAO sünteetilisele määrdeainele | Madal – ainult õli väljalaskmine ja täitmine | 2–6 dB(A) temperatuuritundlikes ajamites | Kui müra on soojalt hullem kui külmalt |
| Suurendage määrdeaine viskoossusastet | Madal – ainult õli väljalaskmine ja täitmine | 2–5 dB(A), kui hetkel on viskoossus madal | Kui lairiba susiseb |
| Lisage vastupidavad vibratsioonivastased alused | Keskmine — korpuse demonteerimine on vajalik | 6–15 dB(A) konstruktsiooni poolt tekitatud mürasummutus | Kui müra kiirgub konstruktsioonist, mitte käigukastist |
| Asendage hammasrataste komplekt DIN 7 täppishammasrattaga | Kõrge – täielik lahtivõtmine | 8–14 dB(A) võrgusilma sagedusmüra | Kui peamine kaebus on võrgusageduslik tonaalne müra |
| Vaheta hammasratta komplekt profiiliga sobiva ratta vastu | Kõrge – täielik lahtivõtmine | 5–10 dB(A) kokku | Kui kontaktmustri foto näitab <50% katvust |
| Vaheta hammasrataste komplekt suurema mooduli vastu | Kõrge – eluaseme muutmine on tõenäoline | Kuni 10 dB(A) võrdse koormuse korral | Kui müra on koormusega proportsionaalne ja korpuse ruum seda võimaldab |
| Laagrite vahetamine | Keskmine — osaline lahtivõtmine | Kõrvaldab laagrimüra komponendi | Kui perioodiline koputus on kinnitust leidnud laagri defekti sagedusena |
| Asenda nailonist/POM-ist rattaga (ainult kergetele töödele) | Keskmine — ratta vahetus | 10–18 dB(A), kui koormus lubab | Ainult väga kergele koormusele – veenduge, et pöördemoment oleks plastmassi piires |
Tooted vaikse ussiülekande tööks
Müra KKK
Ussülekande müra ja vibratsioon — küsimused mehaanika- ja akustikainseneridelt
Määrake vaiksem ussiülekanne
Esitage töökiirus, koormus, voolu müraprobleem, täpsusklass (kui teada) ja akustiline sihtmärk. Korea Ever-Power tuvastab spetsifikatsiooni muudatuse, mis kõige tõenäolisemalt vastab müranõudele, ja saadab kinnitatud hinnapakkumise ühe tööpäeva jooksul.
Toimetaja: Cxm








