1. NVH tähtsus käigukastides
Käiguülekande ajal võivad kõik väikesed geomeetrilised vead, koostehälbed või materjalidefektid muutuda kokkupuutumisel vibratsiooni- ja müraallikateks. Rööbasrongi käigukastide puhul ei mõjuta kõrge müra mitte ainult reisijate mugavust, vaid süvendab ka selliste komponentide nagu laagrid ja hammasrattad väsimuskahjustusi, lühendades seeläbi kogu masina kasutusiga. Materjali ja ülekandeskeemi muutmata saame teadusliku NVH testimise ja optimeerimise abil saavutada müra vähendamise ja kasutusea pikendamise kahesugused eelised.
Käigukastis tekkiv vibratsioon ja müra kanduvad korpuse reaktsiooni kaudu edasi sõiduki teistele osadele. Ergutuse allikas on peamiselt ülekandeviga ja ülekandeteed hõlmavad käigukasti-võlli-laagri-korpust ja käigu-õhk-korpust.
2. Käigumüra peamised allikad
Hambaprofiili ja spiraali vead: nendest vigadest põhjustatud ebaühtlane haardumine põhjustab kokkupõrget, mille tulemuseks on müra tippude suurenemine.
Liigne hammasratta pinna karedus: see mõjutab otseselt kontakti olekut ja tekitab kõrge{0}}sagedusega müra.
Kooste ekstsentrilisus ja radiaalne väljajooks: need põhjustavad ühenduskohtadele ebaühtlast jõudu, mis põhjustab perioodilist müra.
Resonantssageduse superpositsioon: kui ülekande sagedus on lähedane kasti, võlli või väliskonstruktsiooni resonantssagedusele, võimendub müra oluliselt.
3. Käigumüra testimise meetodid
3.1 Akustiline mõõtmine
Kasutage vaba{0}}väljamikrofone, et mõõta käigukasti helirõhutaset (dB) töötamise ajal.
Helitugevuse analüüs võimaldab tuvastada peamised müraallikad.
Katse tuleks läbi viia kajavabas kambris või pool{0}}kajavabas keskkonnas, et vältida keskkonnamürast tulenevaid häireid.
Näiteks trammide akustilisel testimisel kasutatakse mikrofoni massiive müraallikate tuvastamiseks sellistes komponentides nagu trammi kere, pöördvankri struktuur ja rattakomplekti elemendid. Akustilised piirkonnad hõlmavad käigukasti, pöördvankri katet jne.
3.2 Vibratsioonianalüüs
Kasutage kolmeteljelisi kiirendusmõõtureid vibratsioonisignaalide salvestamiseks käigukasti erinevates suundades.
FFT (Fast Fourier Transform) analüüsi abil teisendage vibratsioonisignaalid spektrogrammideks, et määrata ebanormaalsete sageduskomponentide olemasolu.
Seda saab kombineerida tellimuste analüüsiga, et eristada hammasrataste sagedust muude mehaaniliste komponentide vibratsioonist.
Sagedusspekter võib näidata erinevatele sagedustele vastavat amplituudi, näiteks 1x hammasratas, 1x hammasratas, 1xGMF (Gear Meshing Frequency), 2xGMF, 3xGMF jne. Silindri hammasrataste puhul on radiaalvibratsioon rohkem silmatorkav, spiraalülekande puhul aga aksiaalne vibratsioon.
3.3 Pinna kareduse testimine
Kasutage hambapinna parameetrite (nt Ra ja Rz) mõõtmiseks pinnakareduse mõõtjaid (nt Taylor Hobson Talysurf).
Liigne pinnakaredus ei suurenda mitte ainult hõõrdumist, vaid võimendab ka haardumismüra.
Kiirete{0}}käigukastide puhul on kõrge sagedusega-müra komponentide vähendamiseks soovitatav Ra Less 0,4 μm või sellega võrdne.
4. NVH optimeerimisstrateegiad
4.1 Hambapinna muutmise optimeerimine
Otsa ja juure leevendamine: leevendage lööki, kui hambajuur haakub.
Kroonimine: vähendage koormuse kontsentratsiooni hamba suunas. Modifikatsiooni optimeerimisega saab löögijõudu tõhusalt vähendada, summutades müra allikast.
On erinevaid modifitseerimismeetodeid, näiteks erineva paraboolse profiiliga topelt-kroonhammasrattad (sekundaarsed, kvartaalsed ja seksilised paraboolid), kontuurhammasrattad, millel on sellised funktsioonid nagu põhjarõhu vähendamine ja otsakliirens jne. Erinevate modifitseerimismeetodite tulemuseks on erinevad kontaktteed haardumisel.
4.2 Pinna kareduse parandamine
Pinna kareduse vähendamiseks kasutage täppislihvimis-, lihvimis- või poleerimis- ja valtsimistehnoloogiaid.
Rulltugevdamise abil ei saa mitte ainult vähendada Ra väärtust, vaid ka parandada hambapinna karastatud kihi kvaliteeti.
Lihvimine on tõhus protsess. Lihvimistööriista telg on õigesti seatud ja hoonimistööriist (täppis-töödeldud sisemine hammasratas, mis on valmistatud abrasiivsest keraamikast, näiteks kindla spiraalinurgaga alumiiniumoksiidist) töötleb tooriku hammasratast. Töötamise ajal on hammasratta hamba pinna töötlemise (kontakti) suund peaaegu sama, mis tegeliku hammasratta sidumise ajal.
4.3 Dünaamiline tasakaal ja montaaži täpsus
Vibratsiooniallikate vähendamiseks viige läbi hammasrataste ja võlli dünaamilise tasakaalu testid.
Ebaühtlaste koormuste vältimiseks kontrollige monteerimise ajal radiaalset (Fr) ja aksiaalset väljajooksu (Fa).
5. Standardid ja testimisnõuded
Rahvusvahelistel ja tööstusstandarditel on selged nõuded käigukasti NVH jõudlusele:
ISO 1328: määrab käigu täpsusastmed ja veavahemikud.
ISO 8579: käsitleb käigukasti müra mõõtmist.
ISO 10816: hõlmab vibratsiooni jälgimise ja hindamise standardeid.
Integreerides NVH testimise kogu tootmisprotsessi kvaliteedikontrolli, saab enne toote tehasest väljumist tagada ülekandesüsteemi vaikse ja stabiilsuse.
Gear NVH testimine ei ole ainult osa tehasekontrollist, vaid peaks läbima ka kogu käigukasti projekteerimise, töötlemise ja kokkupanemise protsessi. Tänu süstemaatilisele akustilisele mõõtmisele, vibratsioonianalüüsile ja pinnakareduse mõõtmisele, kombineerituna modifikatsioonide optimeerimise ja täppistöötlustehnoloogiaga, saab käigukasti töövaikust ja kasutusiga oluliselt parandada ilma kulusid suurendamata. See ei ole mitte ainult toodete konkurentsivõime ilming, vaid ka vältimatu suundumus kaasaegse masinate tootmise-kvaliteetses arengus.