減速機產生噪聲的原因及處理方案研究分析論文
減速機是機械設備的重要組成部分,其運行狀況直接影響到機組的工作質量以及機械設備的安全運行,一旦出現缺陷或失效將會造成極為嚴重的后果,隨著現代工業的不斷發展,為達到機械設備的高速化、自動化的運行,對減速機傳動誤差提出了更為嚴格的要求,尤其是對減速機噪音控制提出了更高的要求,現階段,研究減速機產生噪聲的原因及處理方案,具有重要的現實意義。
1齒輪振動機理及減速機故障診斷方法
頻譜分析方法廣泛應用于減速機診斷中,通過對減速機故障類型的準確判斷,對潛在問題進行及時處理,能夠有效避免機械設備故障的發生。譜診斷方法主要基于齒輪振動機理,即齒輪振動頻率特性、固有頻率和數學模型,減速機在振動中包含了很多有用的信息,在對齒輪進行診斷時,由于傳感器安裝位置的不同,獲取的測量值也會存在一定的差異,齒輪振動頻率成分是故障診斷的主要依據,為便于測量寬范圍的振動頻率,通常會選用加速傳感器來測量齒輪振動。作為各類機械設備必備的變速傳動部件,減速機又是又多種零件組成的,主要包括齒輪、軸承、機箱、緊固件及密封件,結合實踐經驗,減速機故障集中體現在齒輪和軸承上,尤其是齒輪,對其進行設計、裝配及維護,是確保減速機能夠正常運轉的關鍵,通過各種分析和處理方案提取減速機故障特征信息,能夠找出齒輪故障,這種頻域分析和識別是減速機譜診斷最有效的方法。
2減速機產生噪聲的原因及處理方案
基于齒輪振動機理及減速機故障診斷方法,減速機噪音形成因素可從設計、制造、安裝和維護四個方面進行分析。
(1)設計原因及處理方案
減速機設計的關鍵環節是齒輪精度等級的確定,忽視齒輪精度等級的設計是減速機產生噪聲的主要原因之一,為此,設計者在考慮經濟因素的同時,也應注重對齒輪精度等級的確定,這樣不僅可以減少減速機的傳動誤差,也能夠有效降低噪聲除齒輪精度等級外,還要對以下環節進行設計:①齒輪寬度,扭矩恒定時大齒寬比小齒寬的噪聲曲線低,因此,在傳動空間允許情況下,應盡可能增加齒輪寬度,以減少恒定扭矩下的單位負荷,增加齒輪承載能力,這也是比較常用的減低減速機傳動噪聲的方法;②齒距和壓角力,減小齒距可增加齒輪間的接觸機會,進而減小齒輪撓曲,再有就是減小齒輪壓力角,使傳動精度提高,也能夠降低傳動噪聲;③變位系數,齒輪變位系數的合理選擇會起到兩點作用,一是湊合中心距,二是能夠避免齒輪根切,就閉式齒輪傳動而言,除了要滿足同心條件外,還要保證齒頂的厚度,同時還要避免過渡曲線干涉的問題,以此來改善齒輪傳動性能,降低噪聲;④齒形修整和齒頂倒角,齒輪吃面在外力作用下會變形,在設計時可將齒頂切削成凸形,避免與嚙合齒輪發生干涉,這樣既可以延長齒輪的使用壽命,又能夠降低噪聲,但是也要注意修正程度,不能過量,以免增加齒形誤差。再有就是對齒輪聲輻射特征進行分析,對減速機動力源速度和箱體結構形式進行設計,在這里不一一列述。
(2)制造原因及處理方案
齒輪制造過程中容易出現齒形誤差、齒向誤差以及徑向跳動誤差等,這些都是引發減速機傳動噪聲的主要誤差,在制造中除了要注意避免誤差外,還應注意以下問題:①裝配同心度以及動平衡,裝配不同心直接影響到軸系運轉的平衡度,在半松半緊狀態下會使噪聲加劇,因此要保證裝配同心度;②齒面硬度,齒面硬度得到保證的情況下,也會出現一些新的問題,如滲碳淬技術的應用,雖然會增加齒面的硬度,但是也會增大傳動噪聲,目前主要采用刮削方法來將齒形調小,進而較小傳動噪聲;③系統指標檢定,在裝配前零部件以及選配時,會對齒輪精度等級產生影響,一旦超出可控范圍,就會產生傳動噪聲,為預防此類情況發生,在裝配時應對各項指標進行檢定。
(3)安裝原因及處理方案
安裝減速機時,如果機身與相關連接件發生共振,也會產生噪聲,對此應采取減振和ISH斷措施,可選用具有高韌性的基礎材料。此外還應注意以下問題:①調整零部件幾何精度,在零部件幾何精度為達到規定標準的情況下,應改善安裝工藝,妥善處理共振問題,有效降低噪聲;②零部件松動,安裝時應確保各零部件的固定,個別松動情況也會導致系統定位不準,進而產生振動和噪聲,裝配人員應做好相關工作;③傳動部件損壞,這種情況多是操作不當引發的,進而造成系統運行失穩,在安裝過程中如果發現損傷等情況,應立即更換零部件,使系統控制在穩定的噪聲等級。
(4)維護原因及處理方案
對減速機的維護并不能直接降低系統噪聲等級,但是能夠保證傳遞精度,因此能夠間接降低減速機噪聲。主要從以下五個方面入手:①內部清潔,減速機內部的雜質污物都損傷到傳動系統,進而出現噪聲,應做好內部清潔工作;②工作溫度,減速機在不正常工作溫度下運行,出現過大溫升會導致零部件變形,進而出現噪聲,應確保減速機在正常溫度下運行;③正確使用油品,不合理使用潤滑或不及時進行潤滑,都會對齒輪在成損害,在高速運轉下,齒面摩擦會產生很大的熱能,如果潤滑不當,齒輪出現損傷就會影響到精度,進而出現噪聲,在設計保持適當的間隙,其目的就是為了補償熱變,再就是維護時要正確使用潤滑油脂,以延緩劣化趨勢;④定期維護和保養,隨著減速機負載的增加,其噪聲也會增大,應正確使用減速機,做好定期維護工作,如換油、換零件等,提高其抵抗噪聲等級劣化的能力。
3結語
減速機噪音形成因素較多,在此基于齒輪振動機理及減速機故障診斷方法,從設計、制造、安裝和維護等四個方面對噪聲成因進行分析,并提出相應的處理方案,以期能夠對具體實踐起到一定的指導。
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