Вибрация вала с шестернями в переборных редукторах. Вал шестерня редуктора


2. Анализ пространственно-размерного информационного образа машины с.Е.

  1. Служебное назначение редуктора

    Редуктор коническо-цилиндрический, предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к ленте ленточного конвейера. При этом происходит уменьшение числа оборотов и увеличение крутящего момента на выходном валу. Конструкция коническо-цилиндрического редуктора такова: двигатель, присоединяемый через муфту к редуктору.

    Ленточный конвейер работает в условиях импульсных нагрузок, реверсирование конвейера не допускается, поэтому режим работы редуктора – динамический, нереверсивный.

Техническая характеристика редуктора

  1. Допускаемый крутящий момент на выходном валу 3899,88 Н·м

  2. Общее передаточное число редуктора: Uобщ= 75,2

  3. Передаточное число быстроходной ступени UБ = 3,9

  4. Передаточное число тихоходной ступени UТ = 4,7

  5. Частота вращения вала двигателя n=970 об/мин

  6. Крутящий момент на валу двигателя 60,1Н·м

  7. Срок службы = 5 лет

Условия работы редуктора (конвейера):

    • работа в закрытом отапливаемом помещении;

    • температура окружающей среды - +5 +450С;

    • температура внутри редуктора - не более 600С;

    • запыленность – низкая, не более 2 мг/м3;

    • допустимый уровень шума при работе редуктора 30-40 Db

    • влажность - до 80%.

    В приводе ленточного конвейера вращение через муфту передается на входной вал-шестерню редуктора. Для чего хвостик вала-шестерни выполнен по 6 квалитету Ø30j6.

    Входной вал-шестерня вращается в радиально-упорных подшипниках качения, которые устанавливаются в корпус по посадке Ø72H7/h9. Вал-шестерня устанавливается в подшипниках при посадке Ø35L0/к6.

    Вращение с вала-шестерни передается на промежуточный вал с помощью прямозубого зацепления. Промежуточный вал вращается в радиально-упорных подшипниках, в которые он устанавливается по посадке Ø35L0/j6. Подшипники устанавливаются в корпус редуктора при посадке Ø72H7/h6. На валу крепится зубчатое колесо при помощи шпонки по посадке Ø40Н7/р6.

    Вращение с промежуточного вала передается на выходной вал редуктора с помощью цилиндрического прямозубого зацепления. Выходной вал вращается в радиально-упорных подшипниках, в которые он устанавливается при посадке Ø70L0/j6. Подшипники устанавливаются в корпус редуктора по посадке Ø110Н7/l0. На валу крепится зубчатое колесо при помощи шпонки по посадке Ø72Н7/р6.

    С выходного вала редуктора вращение посредством открытой цилиндрической передачи передается на выходной вал конвейера. На валу крепится зубчатое колесо при помощи шпонки по посадке.

    Уплотнения выходных концов валов осуществляется резиновыми манжетами. Зубчатые колеса редуктора изготовлены из стали 40ХН с термообработкой, закалкой. Корпус редуктора литой, разъемный, изготовлен из серого чугуна марки СЧ21. Крепление крышки с корпусом редуктора осуществляется при помощи 2-х штифтов.

    В корпусе редуктора предусмотрена установка маслоуказателя для контроля уровня масла и сливное отверстие, заглушенное пробкой. В крышке редуктора расположено смотровое окно для контроля за работой и состоянием деталей редуктора. В крышке смотрового окна расположена пробка-отдушина для связи внутренней полости редуктора с атмосферой.

    Для транспортировки редуктора в крышке предусмотрены проушены с отверстиями. В редукторе применяется масло марки

    И-Г-С 100 ГОСТ 17479.4-87, объемом масляной ванны около 12л. Редуктор крепится к раме при помощи болтов.

    3. Анализ конструкции деталей редуктора и синтез их размерного описания и технических требований

    3.1. Теоретическая схема базирования деталей, ее обоснование и классификация баз. Классификация поверхностей деталей по функциональному назначению

    Пронумеруем все поверхности детали и дадим классификацию поверхностей по функциональному назначению.

    Обозначение поверхностей вала-шестерни.

    Вал-шестерня

    Вал-шестерня является деталью коническо-цилиндрического редуктора и служит для передачи крутящего момента с входного на выходной вал редуктора.

    Вал устанавливается в редуктор в подшипники качения. Основная база – это цилиндрическая поверхность, состоящая из 2х участков под подшипники качения 6 и 8 и плоскость торца 23. Схема базирования вала – длинный цилиндр (l/d>1) и плоскость торца. Функцию базы выполняет ось вала, т.к. деталь установлена по посадке с гарантированным натягом. По числу лишаемых степеней свободы цилиндрическая поверхность является двойной направляющей и лишает деталь 4-х степеней свободы: перемещения вдоль осей X и Y и вращения вокруг этих же осей. Плоскость торца вала является опорной базой и лишает деталь 1й степени свободы: перемещения вдоль оси Х.

    Выделим у детали ОБ, ИП, ВБ, СП.

    ОБ- поверхности 6 и 8- каждая из них является двойной опорной базой, а вместе их общая ось выполняет функцию двойной опорной базы (ось общая, т.к. вал в подшипники устанавливается с натягом).

    Поверхность 23 – является опорной базой. Схема базирования – цилиндр и торец.

    ИП- 1,2 - эвольвентные поверхности зубьев зубчатого колеса.

    ВБ1- поверхности 12 и 26 – служат для базирования муфты.

    Поверхность 12 является двойной направляющей базой; базирование происходит по оси (т.к. зубчатое колесо устанавливается с натягом), а торец 26 – опорной базой. Схема базирования – длинный цилиндр (l/d>1) и плоскость торца.

    ВБ2- поверхности 13,25 – служат для установки шпонки.

    Поверхность 25 является установочной базой, а поверхности 13 – направляющими.

    В процессе эксплуатации шпонка может изменять свое положение в пределах зазора между ее боковой поверхностью и боковой поверхностью шпоночного паза. Следовательно, имеется неопределенность базирования.

    ВБ3- поверхность 7 – служит для установки втулки. Поверхность является двойной направляющей базой, базирование выполняется по поверхности, т.к. втулка устанавливается с зазором.

    ВБ4- поверхность 9 – служит для установки кольца. Поверхность является двойной опорной базой, базирование выполняется по поверхности, т.к. кольцо устанавливается с зазором.

    Остальные поверхности вала СП 3,4,5,10,11,14,15,16,17,18,19,20,21,22,24

    являются свободными и служат для объединения в единую,

    конструктивную форму исполнительных, основных и вспомогательных поверхностей.

    Стакан

    Стакан предназначен для установки его в корпус, а так же внутренняя цилиндрическая поверхность служит направляющей для установки подшипников качения, в которых устанавливается вал-шестерня.

    Стакан устанавливается в корпус редуктора. ОБ стакана – это комплект из цилиндрической поверхности 3 и плоскости торца 2. Схема базирования стакана соотносится с типовым случаем –l/d>1 цилиндр и торец. По числу лишаемых степеней свободы цилиндрическая поверхность является двойной направляющей базой и лишает деталь 4х степеней свободы: перемещения вдоль осей Z и Y и вращения вокруг них. Плоскость торца крышки является опорной базой и лишает деталь 1й степени свободы: перемещения вдоль оси Х. Шестой степени свободы – вращения вокруг оси Х – стакан не лишен, т.к. имеет отверстия под болты и может занимать несколько возможных положений. Поэтому схема базирования стакана является неполной и деталь лишена пяти степеней свободы.

    Выделим у детали ОБ, ИП, ВБ, СП.

    ОБ- торцевая поверхность 2 и цилиндрическая поверхность 3.

    ВБ1- торец 8 – служит для определения положения прокладки. Является установочной базой, базирование по поверхности;

    ВБ2 - поверхность 7 – служит для базирования подшипников качения и крышки вала; является двойной опорной базой, т.к. l/d<1 лишает деталь 2х степеней свободы; Торец 6 опорная база, служит для установки подшипника, лишает его 1й степени свободы.

    Остальные поверхности стакана СП- 1,4,5

    являются свободными и служат для объединения в единую,

    конструктивную форму исполнительных, основных и вспомогательных поверхностей.

    studfiles.net

    Вал - шестерня - редуктор

    Вал - шестерня - редуктор

    Cтраница 2

    Соосность ротора турбокомпрессора и вала шестерни редуктора достигается центровкой по полумуфтам.  [16]

    ООший вид турбодетандерного агрегата кислородной установки КТ-3600, V-до 2700 м31час ( завод им. 40-летия Октября. 1 - вход газа, 2 - направляющий аппарат, 3 - лопатки рабочего колеса, 4 - рабочее колесо, s - труба для выхода газа, 6 - вал, 7 - сальник, 8 - редуктор, - муфта, ill - электрогенератор, 11 - кронштейн, 12 - кошух.  [17]

    Турбодетандер представляет собой одноступенчатую центростремительную реактивную турбину. Рабочее колесо насажено консольно на вал быстроходной шестерни редуктора. Оно разгружено от осевых усилий, м случайные осевые нагрузки воспринимаются упорным подшипником редуктора. Последний соединен с асинхронным короткозамкнутым электрогенератором, смонтированным на отдельной раме. Защита от разноса осуществляется быстродействующим запорным клапаном, приводимым от воздушного сервомотора.  [18]

    Нагнетатель смонтирован совместно с электродвигателем на общей фундаментной раме, являющейся одновременно резервуаром, в котором расположены масляные фильтры и маслоохладитель. Рабочее колесо клепаной конструкции с цельнофре-зерованными лопатками наезженно консольно на вал шестерни редуктора.  [19]

    Она состоит из двух зубчатых втулок и муфты, надетой на зубчатые втулки и укрепленной упорными кольцами. Одна из втулок с отверстиями для подвода смазки зубьев насажена на вал ротора нагнетателя, а другая - на вал шестерни редуктора.  [20]

    Ротор жесткий с первым критическим числом оборотов 17500 в минуту. Корпус выполнен с улиткой круглого сечения. Свободная сторона вала быстроходной шестерни редуктора использована для привода небольшой газо-дувдси, требующейся в технологическом процессе кислородной установки БР-5. Все узлы агрегата установлены на сварной стальной раме.  [21]

    Конструктивно-монтажное исполнение электродвигателя выбирается исходя из условий его установки на механизмы. Крановые электродвигатели имеют следующие конструктивно-монтажные исполнения: М101 - горизонтальный на лапах; М202 / М302 - горизонтально-фланцевый на лапах, допускающий вертикальную установку валом вниз, у гори-зоитально-фланцевых электродвигателей крепление должно осуществляться как за лапы, так и за фланец; АК02 - вертикально-фланцевый, валом вниз. Соединение вала с механизмом может осуществляться через эластичную муфту или путем посадки на вал шестерни редуктора. У двигателя с двумя концами вала оба конца допускают передачу максимально допустимого момента.  [23]

    Нагнетатель представляет собой одноступенчатую компрессорную машину с консольно расположенным рабочим колесом и осевым подводом газа. Корпус нагнетателя состоит из стальной улитки, всасывающего и нагнетательного патрубков и корпуса опорно-упорного подшипника. Ротор нагнетателя консольного типа имеет цельнокованное рабочее колесо. Лопатки колеса выфрезерованы из тела диска. Покрывающий диск соединен с основным диском заклепками, проходящими сквозь тело лопаток. Соединение вала нагнетателя с валом шестерни редуктора осуществляется с помощью зубчатой муфты. Для предотвращения утечек газа из нагнетателя в помещение через опорно-уплотнител Ьный подшипник и для смазки подшипника к последнему подводится масло под давлением, несколько превышающим давление газа в улитке. Такое превышение давления осуществляется регулятором перепада газ - масло. Поступление масла на смазку подшипников и уплотнение вала нагнетателя обеспечивается винтовым маслонасосом.  [24]

    Страницы:      1    2

    www.ngpedia.ru

    Вибрация вала с шестернями в переборных редукторах

    К основным дефектам переборных редукторов, кроме дефектов подшипников, следует отнести:

    - несоосность шестерен и валов, перекос шестерен,

    - непараллельность валов, осевой сдвиг шестерен,

    - смещение осей вращения в радиальном к осям направлении, в частности, из-за равномерного износа подшипников,

    - износ зубьев шестерен,

    - дефекты отдельных зубьев шестерен (сколы, трещины, отсутствие части зуба),

    - дефекты муфт, соединяющих валы редуктора с двигателем и механизмом.

    В прямозубых, косозубых и шевронных зубчатых зацеплениях влияние дефектов на вибрацию, в основном, аналогично, поэтому диагностические признаки одинаковых дефектов для разных видов шестерен выбираются идентичными. Практически такие же признаки дефектов используются в диагностике многозаходных (более двух заходов) червячных передачах.

    Несоосность и перекос шестерен приводят к периодическому изменению нагрузки на зубья шестерен в зацеплении и на подшипники тех валов, на которые посажены эти шестерни. Как следствие модулируются амплитуды колебательных сил в зацеплении, основной частотой которых является зубцовая частота, и зубцовые составляющие вибрации. Кроме этого гармониками частоты вращения вала с дефектной шестерней модулируется нагрузка на подшипники, силы трения в них и высокочастотная вибрация, возбуждаемая силами трения в подшипниках.

    Непараллельность валов и осевой сдвиг шестерен, а также смещение осей вращения в радиальном направлении приводят к смещению контактных пятен зубьев и в крутящем моменте, модулируя ток двигателя. Упругие муфты, особенно пластинчатые, даже при незначительных дефектах могут стать источником автоколебаний ротора срабочими колесами.

    На каждый вал переборного редуктора насаживаются шестерни, и взаимодействие шестерен, входящих в зацепление, определяет основные колебательные силы в редукторе. Это силы кинематического происхождения, но они могут быть и периодическими, случайными, и ударными. Центробежные силы неуравновешенного вала с шестерней оказывают заметное влияние на вибрацию редуктора только в высокооборотных ступенях,

     

    поэтому балансировка редукторов выполняется, как правило, лишь при изготовлении или капитальном ремонте.

    Особенностью вибрации вала с шестерней является то, что при смене направления вращения или при переходе редуктора в режим торможения меняются и нагруженные поверхности зубьев в зацеплении шестерен. А это означает изменение формы, а, иногда и природы действующих колебательных сил.

    Периодические колебательные силы в одной ступени редуктора (по одной шестерне на каждом из двух валов) имеют три ряда гармонических составляющих с частотами вращения каждого из валов и с зубцовыми частотами. Гармоники зубцовых колебательных сил одновременно являются гармониками высокой кратности сил, определяемых частотой вращения каждого из валов.

    Увеличение числа ступеней редуктора на одну увеличивает количество рядов колебательных сил на два, определяемых частотой вращения нового (добавленного) вала и зубцовой гармоникой силы, определяемой новым зубчатым зацеплением.

     

    Схема простейшего двухступенчатого переборного редуктора приведена на рис.2.6.

    Рис. 2.6. Схема двухступенчатого переборного редуктора

    В зубчатое зацепление входят по три зуба каждой шестерни. Частоты вращения валов редуктора пропорциональны числу зубцов шестерён входящих в зацепление между

    ними валами:

     

     

    где - частоты вращения ведущего (входного), промежуточного и ведомого(выходного) валов - количество зубьев на входной, промежуточных (основной и дополнительной) и выходной шестернях.

    Самое сильное влияние колебательные силы в бездефектном зацеплении оказывают на вибрацию передачи с зубцовыми частотами, равными:

    ,

     

    Вибрация высокооборотных переборных редукторов, в частности мультипликаторов, может иметь специфику из-за сильного влияния на нее крутильных резонансов вала с шестерней, которые передают не только постоянный крутильный момент, но и пульсирующие моменты с периодом вращения вала, действующие на каждый зуб в зацеплении. При близости частоты крутильных резонансов к одной из низших гармоник частоты вращения вала нагрузки на зубья шестерни перераспределяются, причем наиболее нагруженным оказывается, например, каждый третий зуб. В результате зубцовые гармоники вибрации могут быть слабее их субгармоник, а иногда в вибрации высокооборотной ступени редуктора могут присутствовать только субгармонические составляющие зубцовой частоты.

    Пример расчёта основных частот вибрации переборного редуктора:

    Параметры одноступенчатого переборного редуктора: ;

    Скорость вращения ведущего вала: n= 331 об/мин.

    1) Расчёт частоты вращения ведущего вала:

    2) Расчёт частоты вращения ведомого вала:

    3) Расчёт частоты зацепления зубцов шестерён:

    Похожие статьи:

    poznayka.org