Language
W dziedzinie automatyki przemysłowej silniki z reduktorem walcowo-stożkowym serii K są szeroko stosowane ze względu na ich wydajną i stabilną pracę przekładni. Jednak problem hałasu podczas pracy silnika i dokładność przetwarzania przekładni bezpośrednio wpływają na niezawodność i żywotność sprzętu. Dogłębne badanie metod kontroli hałasu i optymalizacji dokładności przetwarzania przekładni ma ogromne znaczenie dla poprawy kompleksowej wydajności silników redukcyjnych serii K.
1. Analiza czynników wpływających na hałas: dokładność zazębienia przekładni, dobór łożysk i sztywność obudowy
(I) Kluczowa rola dokładności zazębienia kół zębatych
Dokładność zazębienia przekładni jest jednym z podstawowych czynników wpływających na hałas Silniki redukcyjne z przekładnią walcowo-stożkową serii K . W przypadku wystąpienia błędu podziałki i kształtu zęba w przekładni, nastąpi chwilowa zmiana przełożenia, gdy para kół zębatych zostanie zazębiona podczas pracy. Wahania te będą generować okresowe obciążenia udarowe, które z kolei będą powodować wibracje i hałas. Na przykład, jeśli skumulowany błąd skoku koła zębatego jest zbyt duży, częstotliwość uderzeń zazębienia między kołami zębatymi znacznie wzrośnie przy dużych prędkościach, tworząc hałas o wysokiej częstotliwości, który poważnie wpływa na środowisko pracy sprzętu. Ponadto kluczowa jest również dokładność styku kół zębatych. Zły kontakt spowoduje lokalną koncentrację naprężeń, co nie tylko pogorszy zużycie przekładni, ale także spowoduje powstawanie nietypowych wibracji i hałasu.
(II) Decydujący wpływ doboru łożyska
Jako kluczowy element wspierający części obrotowe, dobór łożysk wpływa bezpośrednio na poziom hałasu silnika. Różne typy łożysk charakteryzują się różną charakterystyką tarcia i wibracji podczas pracy. Chociaż łożyska toczne charakteryzują się wysoką sprawnością przekładni, jeśli nie zostaną odpowiednio dobrane, kolizje i tarcie pomiędzy elementami tocznymi a bieżniami wewnątrz nich będą powodować hałas. Na przykład łożyska kulkowe zwykłe nadają się do ogólnych warunków obciążenia promieniowego, ale jeśli są stosowane w sytuacjach, w których obciążenie osiowe jest duże, spowoduje to nierównomierną siłę wewnątrz łożyska, co spowoduje dodatkowe wibracje i hałas. Chociaż łożyska ślizgowe działają dobrze przy niskich prędkościach i dużych obciążeniach, mogą również powodować wibracje i hałas przy dużych prędkościach ze względu na niestabilność filmu olejowego.
(III) Ważna rola sztywności obudowy
Sztywność obudowy silnika ma istotny wpływ na rozprzestrzenianie się hałasu i kontrolę wibracji. Jeżeli sztywność obudowy jest niewystarczająca, podczas pracy silnika wibracje generowane przez przekładnie i łożyska będą wzmacniane i rozprzestrzeniane w obudowie, pogarszając w ten sposób problem hałasu. Na przykład, gdy cienkościenny korpus poddawany jest dużemu obciążeniu dynamicznemu, łatwo ulega odkształceniu, co powoduje zmianę względnego położenia elementów wewnątrz silnika, co dodatkowo pogarsza warunki zazębienia przekładni i zwiększa hałas. Ponadto częstotliwość własna powłoki jest również ściśle związana z hałasem. Gdy częstotliwość wibracji generowanych przez pracę silnika jest zbliżona do częstotliwości naturalnej obudowy, spowoduje to rezonans i znacznie zwiększy poziom hałasu.
2. Metoda redukcji hałasu: projektowanie redukcji drgań, modyfikacja powierzchni zębów i optymalizacja smarowania
(I) Zastosowanie projektu redukcji drgań
Aby zmniejszyć hałas silnika z reduktorem walcowo-stożkowym serii K, ważnym środkiem jest konstrukcja redukcji drgań. Podczas montażu silnika można zastosować elastyczny fundament i podkładki wibracyjne. Elastyczny fundament może pochłaniać energię drgań podczas pracy silnika i zmniejszać przenoszenie wibracji na fundament; podkładka wibracyjna izoluje ścieżkę przenoszenia drgań pomiędzy silnikiem a powierzchnią montażową poprzez własne odkształcenie sprężyste. Na przykład w niektórych urządzeniach precyzyjnych o wysokich wymaganiach w zakresie hałasu zastosowanie gumowych podkładek wibracyjnych lub wibroizolatorów sprężynowych może skutecznie zmniejszyć wpływ wibracji silnika na całe urządzenie. Dodatkowo w konstrukcji wewnętrznej silnika można dodać wsporniki redukujące drgania i elementy tłumiące. Wspornik tłumiący wibracje może zmienić ścieżkę przenoszenia wibracji wewnątrz silnika i rozproszyć energię wibracji; element tłumiący pochłania energię drgań i zmniejsza amplitudę drgań, osiągając w ten sposób cel redukcji hałasu.
(II) Technologia modyfikacji powierzchni zęba
Modyfikacja powierzchni zębów to skuteczny sposób na poprawę wydajności zazębienia kół zębatych i redukcję hałasu. Typowe modyfikacje powierzchni zębów obejmują modyfikację profilu zęba i modyfikację kierunku zęba. Modyfikacja profilu zębów zmienia położenie początkowe i końcowe zazębienia kół zębatych poprzez przycięcie wierzchołka i nasady kół zębatych, redukując w ten sposób uderzenia i wibracje podczas zazębiania się kół zębatych. Na przykład odpowiednie przycięcie górnej części zębów koła zębatego pozwala uniknąć kontaktu krawędzi podczas wchodzenia i wychodzenia kół zębatych z zazębienia, dzięki czemu obciążenie jest przenoszone stopniowo i płynnie, redukując w ten sposób hałas. Modyfikacja kierunku zęba ma na celu skorygowanie kierunku szerokości zęba w celu skompensowania słabego kontaktu powierzchni zęba spowodowanego błędami w produkcji i montażu. Modyfikacja kierunku zębów umożliwia bardziej równomierny rozkład obciążenia kół zębatych podczas zazębiania, zmniejszenie lokalnej koncentracji naprężeń oraz zmniejszenie wibracji i hałasu.
(III) Strategia optymalizacji smarowania
Rozsądne smarowanie jest ważnym środkiem zmniejszającym tarcie pomiędzy przekładniami i łożyskami oraz redukującym hałas. Wybór odpowiedniego środka smarnego i metody smarowania ma kluczowe znaczenie dla kontroli hałasu silnika. W przypadku silnika z reduktorem walcowo-stożkowym serii K należy wybrać smar o dobrych właściwościach smarnych i przeciwzużyciowych, w zależności od warunków pracy przekładni i łożysk. Na przykład w warunkach dużych prędkości i dużych obciążeń zastosowanie smarów o wyższej lepkości może spowodować utworzenie grubszego filmu olejowego, skutecznie zmniejszając tarcie i zużycie przekładni i łożysk oraz redukując hałas. Jednocześnie optymalizacja metody smarowania może również poprawić efekt redukcji hałasu. W porównaniu z tradycyjnym smarowaniem zanurzeniowym w oleju, zastosowanie smarowania natryskowego lub smarowania mgłą olejową może dokładniej dostarczać smary do zazębionych części przekładni i łożysk, zapewnić efekt smarowania i zmniejszyć hałas powodowany złym smarowaniem.
3. Kontrola dokładności obróbki przekładni: standardy szlifowania, obróbki cieplnej i testowania
(I) Proces szlifowania kół zębatych
Szlifowanie kół zębatych jest kluczowym procesem zapewniającym dokładność obróbki kół zębatych. Podczas obróbki przekładni silnika z reduktorem walcowo-stożkowym serii K, technologia precyzyjnego szlifowania może skutecznie poprawić dokładność profilu zębów przekładni i wykończenie powierzchni zębów. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych szlifierek do kół zębatych CNC można dokładnie kontrolować parametry szlifowania, takie jak prędkość ściernicy, prędkość posuwu i głębokość szlifowania. Na przykład podczas procesu szlifowania rozsądne dostosowanie parametrów obciągania ściernicy może zapewnić dokładność kształtu ściernicy, przetwarzając w ten sposób precyzyjny kształt zęba koła zębatego. Ponadto proces szlifowania może również skorygować kierunek zębów koła zębatego, aby jeszcze bardziej poprawić dokładność zazębienia koła zębatego. Jednocześnie podczas procesu szlifowania zastosowanie odpowiedniego chłodziwa może skutecznie obniżyć temperaturę szlifowania i zmniejszyć wpływ odkształceń termicznych na dokładność przekładni.
(II) Kontrola deformacji poprzez obróbkę cieplną
Obróbka cieplna jest ważnym procesem poprawiającym wytrzymałość i odporność na zużycie kół zębatych, ale problem odkształcenia podczas procesu obróbki cieplnej będzie miał wpływ na dokładność przetwarzania przekładni. Aby kontrolować odkształcenia powstałe podczas obróbki cieplnej, należy rozpocząć od parametrów procesu obróbki cieplnej i projektu konstrukcji przedmiotu obrabianego. Jeśli chodzi o parametry procesu obróbki cieplnej, kluczowa jest rozsądna kontrola prędkości nagrzewania, czasu przetrzymywania i prędkości chłodzenia. Na przykład zastosowanie powolnego nagrzewania i stopniowanego chłodzenia może zmniejszyć naprężenia termiczne wewnątrz przekładni i zmniejszyć odkształcenia. Jeśli chodzi o projekt konstrukcji przedmiotu obrabianego, optymalizacja kształtu konstrukcyjnego przekładni w celu uniknięcia ostrych narożników i cienkościennych konstrukcji może sprawić, że przekładnia będzie bardziej równomiernie obciążona podczas procesu obróbki cieplnej i zmniejszyć odkształcenia. Ponadto po obróbce cieplnej odkształcenie koła zębatego można skorygować metodami takimi jak prostowanie, aby jeszcze bardziej poprawić dokładność koła zębatego.
(III) Standardy i metody inspekcji
Surowe standardy kontroli i zaawansowane metody kontroli są ważnymi gwarancjami zapewniającymi dokładność obróbki kół zębatych. W przypadku przekładni silnika redukcyjnego z przekładnią stożkową walcową serii K elementy, które należy sprawdzić, obejmują błąd profilu zęba, błąd podziałki zęba, błąd kierunku zęba, wykończenie powierzchni zęba itp. Obecnie powszechnie stosowanymi metodami kontroli są kontrola centrum pomiaru przekładni i kontrola trójwspółrzędnego przyrządu pomiarowego. Centrum pomiaru przekładni może szybko i dokładnie zmierzyć różne parametry przekładni i wygenerować szczegółowy raport z kontroli, który stanowi podstawę do kontroli dokładności obróbki przekładni. Trójwspółrzędny przyrząd pomiarowy może dokładnie mierzyć trójwymiarowe wymiary oraz błędy kształtu i położenia koła zębatego i nadaje się do kontroli złożonych kształtów i dokładności położenia kół zębatych. Ściśle wdrażając standardy kontroli, terminowo wykrywając i korygując błędy w procesie obróbki przekładni, można skutecznie poprawić dokładność obróbki przekładni i zagwarantować wydajność silnika reduktora serii K.
05 czerwca 2025 r
