1. NVH:n merkitys vaihdelaatikoissa
Vaihteiston aikana kaikki pienet geometriset virheet, kokoonpanopoikkeamat tai materiaalivirheet voivat muuttua tärinä- ja melulähteiksi niveltymisen aikana. Junan vaihteistoissa korkea melu ei vaikuta vain matkustajien mukavuuteen, vaan myös pahentaa komponenttien, kuten laakerien ja hammaspyörien, väsymisvaurioita, mikä lyhentää koko koneen käyttöikää. Muuttamatta materiaalia ja voimansiirtojärjestelmää tieteellisen NVH-testauksen ja optimoinnin avulla voimme saavuttaa melun vähentämisen ja käyttöiän pidentämisen kaksinkertaisen edun.
Vaihteistossa syntyvä tärinä ja melu välittyvät koteloreaktion kautta ajoneuvon muihin osiin. Virityslähde on pääasiassa vaihteistovirhe, ja voimansiirtoreitit sisältävät vaihteen-akselin-laakerin-kotelon ja vaihteiston-ilma-kotelon.
2. Vaihteiston melun tärkeimmät lähteet
Hammasprofiili- ja Helix-virheet: Näiden virheiden aiheuttama epätasainen niveltymä johtaa iskuon, mikä johtaa meluhuippujen lisääntymiseen.
Liiallinen vaihteiston pinnan epätasaisuus: Se vaikuttaa suoraan koskettimen tilaan ja tuottaa korkeataajuista{0}}kohinaa.
Kokoonpanon epäkeskisyys ja säteittäinen juoksu: Nämä aiheuttavat epätasaista voimaa liitoskohtiin, mikä johtaa jaksoittaiseen kohinaan.
Resonanssitaajuuden superpositio: Kun vaihteiston kytkentätaajuus on lähellä laatikon, akselin tai ulkoisen rakenteen resonanssitaajuutta, kohina vahvistuu merkittävästi.
3. Vaihteiston melun testausmenetelmät
3.1 Akustinen mittaus
Käytä ilmaisia{0}}kenttämikrofoneja vaihteiston äänenpainetason (dB) mittaamiseen käytön aikana.
Äänenvoimakkuuden analyysi voi paikantaa tärkeimmät melun lähteet.
Testaus tulee suorittaa kaiuttomassa kammiossa tai puoli{0}}kaiuttomassa ympäristössä ympäristömelun aiheuttamien häiriöiden välttämiseksi.
Esimerkiksi raitiovaunujen akustisessa testauksessa mikrofoniryhmiä käytetään havaitsemaan melulähteitä osissa, kuten raitiovaunun rungossa, telirakenteessa ja pyörästöjen -elementeissä. Akustisia alueita ovat vaihteisto, telin kansi jne.
3.2 Tärinäanalyysi
Käytä kolmiakselisia kiihtyvyysantureita värähtelysignaalien tallentamiseen vaihteiston eri suuntiin.
FFT (Fast Fourier Transform) -analyysin avulla muunna värähtelysignaalit spektrogrammeiksi määrittääksesi epänormaalien taajuuskomponenttien esiintymisen.
Se voidaan yhdistää tilausanalyysiin, jotta hammaspyörien kytkentätaajuus voidaan erottaa muiden mekaanisten komponenttien tärinästä.
Taajuusspektri voi näyttää eri taajuuksia vastaavan amplitudin, kuten 1x Gear, 1x Pinion, 1xGMF (Gear Meshing Frequency), 2xGMF, 3xGMF jne. Hammaspyörissä säteittäinen tärinä on näkyvämpi, kun taas kierrevaihteissa aksiaalinen tärinä on selvempi.
3.3 Pinnan karheuden testaus
Käytä pinnan karheusmittareita (kuten Taylor Hobson Talysurf) mittaamaan parametreja, kuten hampaan pinnan Ra ja Rz.
Liiallinen pinnan karheus ei ainoastaan lisää kitkaa, vaan myös vahvistaa hankausmelua.
Nopeille{0}}vaihteille suositellaan, että Ra Less tai yhtä suuri kuin 0,4 μm korkean-taajuuden melukomponenttien vähentämiseksi.
4. NVH:n optimointistrategiat
4.1 Hampaiden pinnan muutosten optimointi
Kärjen ja juuren helpotus: Lievitä iskua, kun hampaan juuri kiinnittyy.
Kruunu: Vähennä kuormitusta hampaan suunnassa. Optimoimalla muunnoksen iskuvoimaa voidaan vähentää tehokkaasti, mikä vaimentaa lähteestä tulevaa melua.
Muokkausmenetelmiä on useita, kuten kaksois-kruunuhammaspyörät eri parabolisilla profiileilla (toissijaiset, kvartsi- ja seksiparaabelit), ääriviivahammaspyörät, joissa on ominaisuuksia, kuten pohjapaineen vähennys ja kärkien välys jne. Eri muokkausmenetelmät johtavat erilaisiin kosketusreitteihin kohdistamisen aikana.
4.2 Pinnan karheuden parantaminen
Käytä tarkkuushionta-, hionta- tai kiillotus- ja valssaustekniikoita pinnan karheuden vähentämiseksi.
Valssausvahvistuksen avulla ei vain Ra-arvoa voida pienentää, vaan myös hampaan pinnan kovetetun kerroksen laatua voidaan parantaa.
Hionta on tehokas prosessi. Hiontatyökalun akseli on asetettu oikein, ja hiontatyökalu (tarkkuus-koneistettu sisäinen hammaspyörä, joka on valmistettu hiovasta keramiikasta, kuten alumiinioksidista, jolla on tietty kierrekulma) käsittelee työkappaleen hammaspyörän. Käytön aikana hammaspyörän hampaan pinnan prosessointi (kosketus)suunta on lähes sama kuin varsinaisen hammaspyörän niveltymisen aikana.
4.3 Dynaaminen tasapaino ja kokoonpanotarkkuus
Suorita dynaamiset tasapainotestit hammaspyörille ja akselille tärinän lähteiden vähentämiseksi.
Säädä säteittäistä (Fr) ja aksiaalista juoksua (Fa) asennuksen aikana epätasaisten kuormien välttämiseksi.
5. Standardit ja testausvaatimukset
Kansainvälisillä ja alan standardeilla on selkeät vaatimukset vaihteiston NVH-suorituskyvylle:
ISO 1328: Määrittää vaihteiden tarkkuusluokat ja virhealueet.
ISO 8579: Käsittelee vaihteiston melun mittaamista.
ISO 10816: Kattaa tärinänvalvonta- ja arviointistandardit.
Integroimalla NVH-testaus koko tuotantoprosessin laadunvalvontaan voidaan varmistaa voimansiirtojärjestelmän hiljaisuus ja vakaus ennen kuin tuote lähtee tehtaalta.
Gear NVH -testaus ei ole vain osa tehdastarkastusta, vaan sen pitäisi myös käydä läpi koko vaihteiston suunnittelu-, käsittely- ja kokoonpanoprosessi. Systemaattisen akustisen mittauksen, värähtelyanalyysin ja pinnan karheuden mittauksen sekä modifikaatiooptimoinnin ja tarkan prosessointitekniikan avulla vaihteiston toiminnan hiljaisuutta ja käyttöikää voidaan parantaa merkittävästi kustannuksia lisäämättä. Tämä ei ole vain osoitus tuotteiden kilpailukyvystä, vaan myös väistämätön trendi nykyaikaisen koneiden valmistuksen korkealaatuisessa-laadussa.