Pomiar i ocena emisji hałasu kół zębatych i przekładni

Badanie emisji hałasu kół zębatych i przekładni wymaga podejścia analitycznego podobnego do detektywistycznego. Problem związany z emisją hałasu może mieć wiele przyczyn: hałas może być spowodowany samą konstrukcją, niezgodnością z tolerancjami produkcyjnymi lub ruchami wstecznymi głowic i elementów podstawy. Odchylenia kształtu boku zęba, takie jak falistość lub odchylenia w zakresie beczkowatości, mogą mieć również bezpośredni wpływ na zachowanie hałasu. Aby osiągnąć jak najdokładniejsze wyniki, należy przeanalizować każdy aspekt produkcji kół zębatych.

Klaus Deininger, kierownik ds. sprzedaży międzynarodowej w Gleason Metrology Systems podpowiada:

„W jaki sposób maszyna produkcyjna wpływa na emisję hałasu? Czy pobliskie obiekty produkcyjne powodują dodatkowe wibracje? Są to pytania, na które należy odpowiedzieć, aby lepiej zrozumieć emisję hałasu przekładni”

„Stale rosnąca gęstość mocy przekładni i rosnące znaczenie emisji hałasu prowadzą do coraz ściślejszych tolerancji, a tym samym do jeszcze większego wykorzystania technologii testowania przekładni” – dodaje.

Nawet jeśli wszystkie pomiary mieszczą się w granicach tolerancji, podzespoły mogą ulec awarii z powodu niewłaściwego poziomu emisji hałasu. Gleason oferuje dwie aplikacje do oceny emisji hałasów przekładni, w tym hałasów o niskiej, średniej i wysokiej częstotliwości (beczkowatość, nieregularności zazębienia i falistość):

Program KTEPS (Kinematic Transmission Error Prediction Software) od GAMA analizuje ścieżkę kontaktu podczas całego obrotu koła zębatego, wykorzystując dane pomiarowe z pomiarów topografii zębów. Błędy obrotowe można obliczyć na podstawie odchyleń powierzchni i ocenić za pomocą analizy FFT.

W drugim kroku operator może ocenić podejrzane układy poprzez wyodrębnienie danych topograficznych reprezentujących dany układ. Dane te są wyświetlane na wykresie z różnicowaniem kolorystycznym, co ułatwia identyfikację przyczyny falistości. Ten unikalny rodzaj oceny przekładni jest idealnym narzędziem do badania układów z jednoczesną korelacją ze stanowiskiem testowym przekładni „End Of Line”.

Topograficzny pomiar zazębienia jest procesem czasochłonnym. Z tego powodu klienci chcą przeprowadzać testy falistości szybciej i wydajniej. Firma Gleason opracowała nowe narzędzia do analizy falistości, aby wykryć krytyczne emisje hałasu, spowodowane trudnymi do wykrycia nieregularnościami w kształcie zęba.

Ta rozszerzona analiza falistości może być płynnie zintegrowana z oprogramowaniem „Gear Design Software with Loaded TCA”  (oprogramowanie do projektowania kół zębatych z analizą obrazu utrzymania pod obciążeniem) firmy KISSsoft i umożliwia analizę hałasu na podstawie danych ze standardowego profilu, linii bocznej i kontroli skoku kół zębatych. Te dane pomiarowe można określić dotykowo, optycznie lub przy użyciu kombinacji obu metod pomiarowych.

„Ta metoda jest najszybszym sposobem na uzyskanie danych pomiarowych, które są pożądane w dzisiejszym środowisku produkcyjnym. Analiza nie wymaga dodatkowego czasu. Wyniki analizy falistości są dostępne natychmiast po zakończeniu pomiaru” – mówi Deininger.

Centrum pomiarowe zazębień Gleason 300GMS® nano konsekwentnie stosuje te nowe technologie i jest szczególnie odpowiednie do produkcji samochodowych przekładni elektrycznych ze specjalnym wymogiem minimalnej emisji hałasu.

„Ta maszyna obejmuje całe spektrum nowoczesnych procesów pomiarowych kół zębatych, w tym testowanie małych modułów kół zębatych oraz pomiary wymiarów, kształtu i położenia. Dzięki 300GMS anno użytkownicy mogą teraz sprawdzać jakość powierzchni w skali mikronów za pomocą sondy bezpoślizgowej, analizować profil, linię boczną i falistość nachylenia oraz przeprowadzać analizę emisji hałasu za pomocą zaawansowanych narzędzi programowych”.

Maszyna oferuje również funkcje pomiaru i analizy 3D, które są zwykle wykonywane przez współrzędnościowe centrum pomiarowe. 300GMS anno zapewnia klientom cenne narzędzie do pomiaru kół zębatych przekładni elektrycznych.

Testy walcowania NVH przekładni stożkowych są częścią produkcji przekładni stożkowych od wielu dziesięcioleci. Test walcowania na cylindrycznych kołach zębatych wymaga jednak bardziej zaawansowanej technologii. „W przypadku pojazdów elektrycznych musimy przeprowadzać testy NVH od niskich do wysokich częstotliwości i oferować szeroki zakres funkcji i opcji testowych” – podkreśla Deininger.

Urządzenie do kontroli walcowania podwójnych boków GRSL z technologią laserową (Gear Rolling System with Integrated Laser Technology) łączy tradycyjną kontrolę walcowania z bezdotykowym skanowaniem laserowym. Znacznie skraca to czas cyklu pomiaru nachylenia i profilu, a także oceny hałasu przekładni. Nawet w przypadku najtrudniejszych zastosowań związanych z nacinaniem kół zębatych, możliwe jest przeprowadzenie testów analitycznych do 100 procent całej produkcji – to ogromny krok naprzód w zapewnianiu jakości!

Połączenie GRSL z nowym oprogramowaniem GAMA KTEPS do analizy falistości oferuje unikalną możliwość oceny każdego wyprodukowanego koła zębatego pod kątem możliwej falistości na bokach zębów, która ostatecznie jest odpowiedzialna za hałas o wysokiej częstotliwości w zazębieniu. Oznacza to, że do końcowego etapu montażu nie trafiają przekładnie o wątpliwym lub niskim poziomie hałasu – kosztowny demontaż przekładni o niskim poziomie hałasu jest znacząco ograniczony.

W dzisiejszych testach przekładni należy również wziąć pod uwagę zachowanie samej maszyny produkcyjnej. Jaki ma to wpływ na wyniki pomiarów? Dlaczego występują różnice w zależności od urządzenia? W jaki sposób firma Gleason może w przyszłości dostarczyć najdokładniejszy system produkcyjny?

Tester walcowania podwójnych boków GRS może być również w pełni zintegrowany z przepływem produkcji. W jednostce wykańczania (HFC Hard Finishing Cell) duża liczba modułów procesowych jest połączona za pomocą zintegrowanego robota, w tym generowanie szlifowania kół zębatych, mycie, znakowanie laserowe, testowanie i analiza hałasu, a także przenoszenie części. Podczas pomiaru koła zębatego skaner laserowy dostarcza dane pomiarowe dla każdego zęba. Odchylenia są przekazywane z powrotem do maszyny produkcyjnej poprzez korektę w pętli zamkniętej.

Przyszłość testowania kół zębatych to kompletne pomiary w trakcie procesu – ze zintegrowaną analizą hałasu lub bez niej – w zautomatyzowanym systemie zamkniętej pętli, który zapewnia wszystkie niezbędne narzędzia do utrzymania tolerancji przez cały czas i minimalizacji odrzutów i przeróbek.

O European Technology Od przeszło 25 lat dostarcza klientom w Polsce nowoczesne obrabiarki i rozwiązania technologiczne. Swoje rozwiązania kierują do wielu branż przemysłowych m.in. takich jak: energetyka, lotnictwo, motoryzacja, kolejnictwo, przemysł zbrojeniowy czy budowa maszyn. Uczestniczą w bardzo skomplikowanych projektach technologicznych, gdzie oprócz obrabiarek CNC dostarczają technologię polegającą na doborze narzędzi, systemów mocowania, parametrów skrawania. Wdrażają oferowane rozwiązania, optymalizując procesy produkcyjne. Dodatkowo firma oferta obejmuje systemy automatyzacji, a w wybranych przypadkach pełne zautomatyzowane linie technologiczne i elastyczne systemy wytwarzania.