4. Снижение шума и вибрации в зубчатых передачах и редукторах

Шум и вибрация в зубчатых передачах возникают как вследствие деформации сопрягаемых зубьев под действием передаваемой мощности, так и вследствие динамических процес­сов, обусловленных дефектами, допущенными при изготовлении и монтаже передачи.

При двукратном увеличении частоты вращения или передаваемой мощности уровень шума зуб­чатой передачи возрастает на 56 дБ. При работе зубчатой передачи в режиме размыкания с большой частотой вращения уровень шума увеличивается на 1015 дБ. Снижение шума в этих случаях может быть достигнуто применением двухступенчатых редукторов, а также использованием зубчатых колес с возможно меньшим диаметром и большой шириной зуба. Косозубые шестерни обеспечивают снижение шума на 26 дБ по сравнению с прямозубыми. Снижению шума зубчатой передачи способствует размещение колес вблизи опор на двух опорных валах, посадка по возможности должна быть неподвижной.

Существенное значение имеет выбор материала для зубчатых передач и его термообработка. Замена стали на чугун, снижает уровни шума на 34 дБ. Закалка и другие виды термообработки, связанные с неизбежной деформацией обрабатываемых колес ведут к увеличению уровня шума на 46 дБ. На уровень шума зубчатых передач оказывает влияние количество применяемого смазочного масла, при недостатке которого шум может возрасти на 1015 дБ.

Ориентировочно уровень звукового давления силовой зубчатой передачи мощностью более 50 кВт можно определить по формуле:

L=L₀+20 lgu, (2.9)

где L₀ – поправка на уровень звукового давления, зависящая от качества изготовления зубчатых колес равная 4055 дБ; u – окружная скорость вращения зубчатых колес, м/с.

Шум в редукторах складывается в основном из шума, возникающего вследствие колебания корпуса под действием рабо­тающих в нем зубчатых передач, и шума, производимого воздухом проникающим через неплотности в соединениях корпуса и смотро­вых окон. В целях снижения шума редукторов, кроме выполнения приведенных выше рекомендаций, целесообразно покрывать кор­пуса звукоизолирующими материалами, предусматривать уста­новку вибропоглощающих прокладок в соединениях корпуса, применять упругие муфты для соединения вала редуктора с валом электродвигателя.

5. Снижение шума и вибрации вызванных неуравновешенностью вращающихся деталей

Одной из причин повышенного шума и вибрации аппаратов является неуравновешенность вращающихся деталей (перемеши­вающих устройств, скребков, шнеков и т.д.). В зависимости от расположения оси инерции и оси вращения различают статиче­скую, моментную и динамическую неуравновешенность вращающихся деталей.

Статическая неуравновешенность вращающейся детали, вызвана разностью масс конструктивных элементов, находящихся на противоположных сторонах детали, а также кривизной вала или несоосностью поверхности детали с поверх­ностью шеек вала. При статической неуравновешенности главная центральная ось инерции и ось вращения детали параллельны.

Моментная неуравновешенность вращающейся детали возникает в случае пересечения в центре масс оси вращения и главной центральной оси инерции. При этом приведение всех неуравновешенных сил к центру массы вращения де­тали дает только главный момент.

Динамическая неуравновешенность вращающейся детали характеризуется пересечением главной центральной оси инерции с осью вращения не в центре масс детали.

Частота вибрации неуравновешенных деталей равна частоте их вращения. Устранение вибрации, вызванной неуравновешен­ностью деталей, достигается их балансировкой. Приемы балансировки описаны в специальной литературе, а допусти­мые значения остаточного дисбаланса приведены в государствен­ных и отраслевых стандартах для конкретных типов оборудования. /Например, в соответствии с ГОСТ 25167–82, для перемешивающих уст­ройств вертикальных емкостных аппаратов, работающих при частоте вращения более: 80 мин^-1, допустимый остаточный дисбаланс не должен превышать вели­чину М=300mn^-0,5, где М — остаточный дисбаланс, г/см; m – масса мешалки, кг; n – частота вращения, мин^–1. При проворачивании вручную радиальное биение свободного конца кон­сольного вала с мешалкой не должно превышать значения=0,0025l n^-1/3, где – радиальное биение, мм;l – длина консольной части вала, мм; n – рабочая частота вращения, мин^–1. Вид балансировки и методы устранения дисбаланса указы­ваются в конструкторской документации на конкретное изделие./

Причиной повышенной вибрации может быть нарушение соосности валов аппарата и привода. При этом угловое смещение валов увеличивает осевую вибрацию, а параллельное сме­щение – вибрацию в поперечном направлении. Вибрация аппа­рата может возрасти вследствие дефектов, допущенных при изго­товлении соединительных муфт (например, неточная разметка отверстий, под соединительные пальцы муфты). В этом случае на основную вибрацию, равную частоте вращения вала, наклады­вается высокочастотная вибрация от неравномерной работы паль­цев в соединительной муфте. Снижение уровня вибрации, свя­занное с нарушением соосности валов, достигается правильной их центровкой.