בקרת איכות ובדיקה של תпередачות: שיטות לבדיקת NVH בתמסורת

בתחומים של תחבורה רכבת מודרנית, תעופה וציוד מכאנלי מתקדם, תמסורת גלגיליות דורשת לא רק יעילות ואמינות גבוהות אלא גם ביצועי NVH (רעש, רטט, קשיות) ausgezeichnetים. רמת ה- NVH משפיעה ישירות על חוויית המשתמש ותוחלת החיים, וכן יש להשפעה עמוקה על עלויות תחזוקת הציוד ותדמית המותג. במאמר זה יוצגו באופן שיטתי שיטות בדיקה, גורמי השפעה ואסטרטגיות אופטימיזציה לתמסורת גלגיליות.

1. חשיבות ה- NVH בתיבות הילוכים

במהלך תיבת הילוכים, שגיאות גאומטריות זעירות, סטיות בהרכבה או פגמי חומרים עלולים להפוך למקורות של רעש ורטוטים במהלך ההנעה. עבור תיבות הילוכים של רכבות פליז, רעש חזק משפיע לא רק על נוחות הנוסעים אלא גם מחמיר את נזקי העייפות בחלקים כמו Lager וגלילים, ובכך מקצר את תוחלת החיים של המכונה כולה. מבלי לשנות את החומר או סכמת ההעברה, ניתן להשיג באמצעות בדיקות NVH מדעיות ואופטימיזציה את שני היתרונות של הפחתת הרעש וتمידת תוחלת החיים.

הרטיטיה והרעש שנוצרים בתיבת הילוכים מועברים לחלקים אחרים של הרכב דרך התגובה של המעטה. מקור הרעש נובע בעיקר מהשגיאה בהעברה, ונתיבי ההעברה כוללים גלגל שיניים-ציר-Lager-מעטה וגלגל שיניים-אוויר-מעטה.

2. מקורות עיקריים של רעש גלגל שיניים

שגיאות בפרופיל השן ובלולאה: רטיטיה לא אחידה שנוצרת כתוצאה מהשגיאות הללו מובילה להשפעת הנעה, מה שגורם לעלייה בפסגות הרעש.

חידוד מוגזם של שטח השיניים: ישפיע ישירות על מצב ההנעה ויגרום לרעש תדר גבוה.

אקסצנטריות בהרכבה ושגיאת סיבוב רדיאלית: גורמות לכוח לא אחיד בנקודות ההנעה, מה שיוצר רעש מחזורי.

חפיפה בתדר הרזוננס: כאשר תדר ההנעה של השיניים קרוב לתדר הרזוננס של הקופסה, הציר או המבנה החיצוני, הרעש יגבר משמעותית.

3. שיטות בדיקת רעש שיניים

3.1 מדידת קול

להשתמש במיקרופונים בשדה חופשי למדידת רמת הלחץ הקולי (dB) של תיבת הילוכים במהלך הפעלה.

ניתוח עוצמת הקול יכול לאתר את מקורות הרעש העיקריים.

הבדיקה צריכה להתבצע במדרת א-הזרית או סביבה חצי א-הזרית כדי למנוע הפרעות מרעש סביבתי.

לדוגמה, בבדיקה אקוסטית של רכבות קלות, משתמשים בשרשראות מיקרופונים כדי לאתר מקורות רעש ברכיבים כמו גוף הרכבת, מבנה הטרולייס והצמדת הגלגלים. אזורי קול כוללים את תיבת הילוכים, מכסה הטרולייס וכו'.

3.2 ניתוח ויברציה

השתמשו במדדי תאוצה תלת-צירים כדי להקליט אותות ויברציה בכיוונים שונים של תיבת הילוכים.

באמצעות ניתוח FFT (התמרת פורייה המהירה), המירו אותות ויברציה לספקטרוגרמות כדי לקבוע את הימצאות רכיבי תדר חריגים.

ניתן לשלב את השיטה הזו עם ניתוח סדרה כדי להבחין בין תדר שינור של גלגל שיניים לתנודות של רכיבים מכניים אחרים.

ספектروم התדרים יכול להציג את המשרעות המתאימות לתדרים שונים, כגון 1x גלגל שיניים, 1x פיניון, 1xGMF (תדר שינור גלגל שיניים), 2xGMF, 3xGMF וכו'. עבור גלגלי שיניים ישרים, הויברציה הרדיאלית בולטת יותר, בעוד שבגלגלי שיניים ספירליים הויברציה האקסיאלית בולטת יותר.

3.3 בדיקת רועף פני השטח

השתמשו במדדי רועף פני השטח (כגון טיילור הובסון טלייזרף) כדי למדוד פרמטרים כגון Ra ו-Rz של פני השן.

רועף מוגזם של פני השטח לא רק שמעלים את החיכוך אלא גם מגביר את רמת הרעש הנוצר בשינור.

לצירים מהירים מומלץ Ra ≤ 0.4 מיקרו מטר כדי להפחית רכיבי רעש בעלי תדר גבוה.

4. אופטימיזציה של רטש

4.1 אופטימיזציה של שינוי פני השן

הפחתת קצה ושורש: הקלה על הפגיעה בעת הדבקת שורש השן.

עיקום: הפחתת ריכוז העומס לאורך כיוון השן. על ידי אופטימיזציה של השינוי, ניתן להפחית באופן יעיל את כוח הפגיעה של השילוב, ול억וד את הרעש מהמקור.

קיימות שיטות שינוי שונות, כגון צירים בורגיים כפולים עם עקומים פרבוליים שונים (פרבולה ריבועית, מונפת ושמינית), צירים עם עיקום קווי עם תכונות כגון הפחתת לחץ בתחתית והרחבת רווח בקודקוד, וכו'. שיטות שינוי שונות יוצרות מסילות מגע שונות במהלך השילוב.

4.2 שיפור רמת החספוס של פני השטח

שימוש בטכניקות של גימור מדויק, קליטה או סיקור וגלילה כדי להפחית את חספוס פני השטח.

באמצעות החזקת גלגלים, לא רק שניתן להפחית את ערך Ra, אלא גם לשפר את איכות שכבת הקשה על פני השן.

חגורה היא תהליך יעיל. ציר הכלים החגורים מותקן באופן מיטבי, והכלי החגור (גלגל פנימי מדויק ש chế מהאבקנים שוחים כגון אלומינה עם זווית ספירלה מסוימת) מעבד את גלגל העבודה. במהלך הפעולה, כיוון העיבוד (העימות) של פני השן כמעט זהה לזה שבזמן ריאליטו של שינית הגלגלים.

4.3 איזון דינמי ודقة אספה

לבצע מבחני איזון דינמי של גלגלי שיניים וצירים כדי להפחית מקורות ויברציה.

לשלוט בסטיית רדיאלית (Fr) ובסטיית ציר (Fa) במהלך האספה כדי למנוע עומסים לא אחידים.

5. תקנים ודרישות בדיקה

תקנים בינלאומיים ותעשייתיים מגדירים בפירוש דרישות לביצועי NVH של גלגלי שיניים:

ISO 1328: מציין דרגות דיוק של גלגלי שיניים וטווחי שגיאה.

ISO 8579: עוסק במדידת רעש תמסורת גלגלי שיניים.

תקן ISO 10816: מכסה תקנים למעקב ו הערכה של ויברציה.

על ידי שילוב בדיקת NVH בתהליך בקרת האיכות לאורך תהליך הייצור כולו, ניתן להבטיח את הדממה והיציבות של מערכת ההעברה לפני שיציאת המוצר מהמפעל.

בדיקת NVH של גלגלי שיניים איננה רק חלק מבדיקת המפעל אלא גם צריכה לעבור את תהליך התכנון, העיבוד והרכבה של גלגלי שיניים. בעזרת מדידת קול מסודרת, ניתוח ויברציה ומדידת חספוס פני השטח, בשילוב עם אופטימיזציה של תהליכי עיבוד וטכנולוגיות עיבוד מדויקות, ניתן לשפר משמעותית את דממת הפעולה ואת משך חיי תיבת הילוכים מבלי להעלות את עלויות הייצור. זוהי לא רק הפגנה של עליונות המוצר אלא גם מגמה בלתי נמנעת בהתפתחות האיכות הגבוהה בתעשייה המודרנית.