Pagsusuri sa Gulong at Kontrol sa Kalidad: Mga Paraan para sa Pagsusuri ng NVH ng Gulong

Sa mga larangan ng modernong riles ng transportasyon, eroplano, at mataas na kalidad na kagamitang mekanikal, ang gear transmission ay hindi lamang nangangailangan ng mataas na kahusayan at katiyakan kundi pati na rin ang mahusay na pagganap sa NVH (Ingay, Pag-vibrate, Kapangitan). Ang antas ng NVH ay direktang nakakaapekto sa karanasan ng gumagamit at haba ng serbisyo, at may malalim din na epekto sa mga gastos sa pagpapanatili ng kagamitan at imahe ng brand. Ang artikulong ito ay s systematic na ipakikilala ang mga paraan ng pagsusuri, mga salik na nakakaapekto, at mga estratehiya sa pag-optimize para sa gear NVH.

1. Ang Kahalagahan ng NVH sa Mga Kahon ng Gulong

Sa paghahatid ng gear, ang anumang maliit na geometric errors, pagkakaiba sa pag-aayos, o mga depekto sa materyales ay maaaring mabago sa mga pinagmumulan ng vibration at ingay habang nagme-mesh. Para sa mga gearbox ng riles na tren, ang mataas na ingay ay hindi lamang nakakaapekto sa kaginhawaan ng pasahero kundi pati na rin ay nagpapalala ng pagkapagod ng mga bahagi tulad ng bearings at gears, kaya't binabawasan ang serbisyo ng buong makina. Nang hindi binabago ang materyales at paraan ng transmission, sa pamamagitan ng siyentipikong NVH testing at optimization, maaari tayong makamit ng parehong benepisyo ng pagbawas ng ingay at pagpapahaba ng serbisyo ng buhay.

Ang vibration at ingay na nabuo sa gearbox ay naipapasa sa iba pang mga bahagi ng sasakyan sa pamamagitan ng reaksyon ng kahon. Ang pinagmulan ng pag-udyok ay pangunahing ang transmission error, at ang mga landas ng transmission ay kinabibilangan ng gear-shaft-bearing-housing at gear-air-housing.

2. Mga Pangunahing Pinagmulan ng Ingay ng Gear

Mga Error sa Tooth Profile at Helix: Ang hindi pantay na pagme-mesh na dulot ng mga error na ito ay nagiging sanhi ng impact sa pagme-mesh, na nagreresulta sa pagtaas ng mga peak ng ingay.

Labis na Kahabaan ng Surface ng Gears: Ito ay direktang nakakaapekto sa kalagayan ng pagkakatugma ng ngipin at nagdudulot ng ingay na may mataas na dalas.

Di-tuwid na Pagkakatipon at Radial Runout: Ang mga ito ay nagdudulot ng hindi pantay na puwersa sa mga punto ng pagkagiling, na nagbubunga ng paulit-ulit na ingay.

Pagkabagay ng Resonant Frequency: Kapag ang dalas ng pagkagiling ng ngipin ay malapit sa resonant frequency ng kahon, ehe, o panlabas na istraktura, ang ingay ay magiging lubhang malakas.

3. Mga Paraan sa Pagsubok ng Ingay ng Gears

3.1 Pagsukat ng Tunog

Gumamit ng microphones sa isang malayang silid upang sukatin ang lebel ng presyon ng tunog (dB) ng gearbox habang ito ay gumagana.

Ang pagsusuri sa lakas ng tunog ay maaaring magtukoy sa mga pangunahing pinagmulan ng ingay.

Ang pagsubok ay dapat isagawa sa isang anechoic chamber o isang kapaligirang semi-anechoic upang maiwasan ang interference mula sa ingay sa paligid.

Halimbawa, sa pagsusuri ng tunog ng mga tram, ginagamit ang mga microphone arrays upang matukoy ang mga pinagmulan ng ingay sa mga bahagi tulad ng katawan ng tram, istraktura ng bogie, at mga elemento ng gulong. Kasali sa mga rehiyon na sinusuri ang gearbox, takip ng bogie, at iba pa.

3.2 Pagsusuri ng Pag-uga

Gumamit ng triaxial accelerometers upang i-record ang mga signal ng pag-uga sa iba't ibang direksyon ng gearbox.

Sa pamamagitan ng FFT (Fast Fourier Transform) na pagsusuri, i-convert ang mga signal ng pag-uga sa spectrogram upang matukoy ang pagkakaroon ng abnormal na mga bahagi ng frequency.

Maaari itong pagsamahin sa order analysis upang makilala ang gear meshing frequency mula sa mga pag-uga ng iba pang mga mekanikal na bahagi.

Ang frequency spectrum ay maaaring magpakita ng amplitude na tumutugma sa iba't ibang frequency, tulad ng 1x Gear, 1x Pinion, 1xGMF (Gear Meshing Frequency), 2xGMF, 3xGMF, atbp. Para sa spur gears, higit na prominenteng radial ang vibration, habang para sa helical gears, higit na kapansin-pansin ang axial vibration.

3.3 Pagsusuri ng Kabuuang Kabastusan ng Ibabaw

Gumamit ng surface roughness meters (tulad ng Taylor Hobson Talysurf) upang sukatin ang mga parameter tulad ng Ra at Rz ng surface ng ngipin.

Ang labis na kabastusan ng ibabaw ay hindi lamang nagdudulot ng pagtaas ng alitan kundi nagpapalakas din ng ingay sa pagkakagiling.

Para sa mataas na bilis ng gear, inirerekomenda na ang Ra ≤ 0.4 μm upang mabawasan ang mga bahagi ng mataas na dalas ng ingay.

4. Mga Estratehiya sa Pag-optimize ng NVH

4.1 Pag-optimize ng Pagbabago ng Surface ng Ngipin

Pag-alis sa Dulo at Ugat: Mapawi ang epekto kapag ang ugat ng ngipin ay kumikilos.

Paggawa ng Crown: Bawasan ang pagkonsentra ng karga sa direksyon ng ngipin. Sa pamamagitan ng pag-optimize ng pagbabago, maaaring epektibong mabawasan ang puwersa ng pagkagiling, na nagpapahina sa ingay mula sa pinagmulan.

May iba't ibang paraan ng pagbabago, tulad ng double-crowned helical gears na may iba't ibang parabolic profile (pangalawa, quartic, at sextic parabola), contour crowning gears na may mga katangian tulad ng pagbawas ng presyon sa ilalim at clearance sa dulo, atbp. Ang iba't ibang paraan ng pagbabago ay nagreresulta sa iba't ibang landas ng contact habang nagkakagiling.

4.2 Pagpapabuti ng Kapal ng Ibabaw

Gumamit ng teknolohiya ng precision grinding, honing, o polishing and rolling upang mabawasan ang kapal ng ibabaw.

Sa pamamagitan ng rolling strengthening, hindi lamang mababawasan ang Ra value kundi mapapabuti rin ang kalidad ng hardened layer ng tooth surface.

Ang honing ay isang epektibong proseso. Ang axis ng honing tool ay angkop na naitakda, at ang honing tool (isang internal gear na may precision machining na gawa sa abrasive ceramics tulad ng alumina na may tiyak na helix angle) ang nagsasagawa ng proseso sa workpiece gear. Sa panahon ng operasyon, ang direksyon ng pagproseso (contact) ng gear tooth surface ay halos kapareho ng direksyon sa aktwal na gear meshing.

4.3 Dynamic Balance at Assembly Precision

Gawin ang dynamic balance tests sa gears at shafting upang mabawasan ang mga pinagmumulan ng vibration.

I-control ang radial runout (Fr) at axial runout (Fa) habang nasa assembly upang maiwasan ang hindi pantay na mga karga.

5. Mga Pamantayan at Kinakailangan sa Pagsusuri

May malinaw na mga kinakailangan ang internasyonal at industry standards para sa gear NVH performance:

ISO 1328: Ito ay nagtatakda ng gear accuracy grades at error ranges.

ISO 8579: Tumatalakay sa noise measurement ng gear transmission.

ISO 10816: Sumasaklaw sa mga pamantayan para sa pagsubaybay at pagtatasa ng pag-vibrate.

Sa pamamagitan ng pagsasama ng pagsubok sa NVH sa kontrol ng kalidad sa buong proseso ng produksyon, masigurado ang katahimikan at katatagan ng sistema ng transmisyon bago pa man lumabas ang produkto sa pabrika.

Ang Gear NVH testing ay hindi lamang isang bahagi ng inspeksyon sa pabrika kundi dapat ding isagawa sa buong proseso ng disenyo, pagproseso, at pagpupulong ng gear. Sa pamamagitan ng sistematikong pagsukat ng tunog, pagsusuri sa pag-vibrate, at pagsukat ng kalikuan ng ibabaw, na pagsasama ng optimization ng pagbabago at teknolohiya ng tumpak na pagproseso, ang tahimik na operasyon at haba ng serbisyo ng gearbox ay maaaring mapabuti nang malaki nang hindi tataas ang gastos. Ito ay hindi lamang nagpapakita ng kumpetisyon ng produkto kundi pati na rin isang hindi maiiwasang uso sa mataas na kalidad na pag-unlad ng modernong makinarya at pagmamanupaktura.