Vibrațiile Reductoarelor

Randamentul înalt, greutatea si dimensiunile mici, precum si siguranta mare în functionare au asigurat angrenajelor o raspândire foarte larga în constructia moderna de masini si aparate. Limitele puterilor masinilor în care se folosesc mecanisme cu roti dintate se evalueaza de la fractiuni de watt pâna la 50.000 kW (agregate navale cu turbine) la turatii de la cele mai mici pâna la 150.000 rot/min.

Angrenajele constituie sursele unor vibratii si zgomote foarte neplacute cu spectre largi care ocupa întreaga banda de audiofrecventa. Cauzele principale ale aparitiei acestora sunt, pe de o parte, deformatiile dintilor conjugati sub actiunea sarcinii utile transmise, pe de alta parte, procesele dinamice în angrenare, conditionate de nepreciziile, admise la executarea rotilor dintate. Deformatiile dintilor sub actiunea sarcinii se determina suficient de precis prin calcul la proiectare si se pastreaza în limitele care asigura functionarea normala a angrenajului. Componentele vibratiilor si zgomotelor de la aceasta sursa au un caracter discontinuu cu frecventa fundamentala egala cu frecventa de comutare a dintilor:

în care: z este numarul dintilor rotii;

n —turatia ei, în rot/min.

Tot mai multe griji provoaca vibratiile si zgomotul rotilor dintate create de procesele dinamice din angrenaje si conditionate de abaterile dimensiunilor, pasului si formei dintilor. Oscilatiile de torsiune si transversale care apar în acest caz, provoaca acceleratii si deceleratii care dau nastere în masele în rotatie ale mecanismului la forte si momente de inertie continue care se însumeaza cu marimile corespunzatoare de la sarcina utila. Prin intermediul arborelui si a subansamblurilor rulmentilor aceste eforturi continue se transmit constructiilor de reazem, provocând în ele, la rîndul sau, oscilatii elastice. Energia oscilanta radiata în acest caz este determinata de valorile fortelor active, de componenta lor frecventionala, de caracteristicile dinamice ale elementelor constructive si de regimul de functionare al mecanismului. În cazul coincidentei frecventelor oscilatiilor întretinute cu frecventele proprii ale diferitelor elemente ale constructiei iau nastere fenomenele de rezonanta, însotite de o crestere substantiala a vibratiei si zgomotului.

Precizia de fabricatie a rotilor dintate este reglementata prin GOST-uri în vigoare (1643-56, 1758-56), care prevad roti dintate cu 12 grade de precizie. Pentru fiecare grad de precizie în GOST se stabilesc normative pentru precizia cinematica a rotii si continuitatea functionarii lui. Fiecare roata dintata are un spectru bine determinat de eroare cinematica al carui compone sunt determinate de abaterile dimensiunilor si formei, admise la fabricarea ei. Cauzele aparitiei componentelor fundamentale ale spectrului erorii cinematice la angrenaje si periodicitatea lor sunt suficient de bine studiate . La angrenarea rotilor dintate în perechi apare un nou spectru de eroare cinematica, care contine componentele caracteristice pentru fiecare roata si cele suplimentare datorita impreciziei angrenarii (dezaxare, abaterile ladistanta dintre centre etc.).

Dupa cum au aratat cercetarile Institutului central de cercetari stiitifice asupra constructiei de masini grele, în cazul functionarii mecanismului dintat fara desprinderi si socuri în angrenare, spectrele vibratiilor si zgomotelor corespund cu spectrele erorilor cinematice ale angrenajului. Amplitudinile diferitelor componente ale spectrelor sunt conditionate de valori erorilor admise de parametrii dinamici ai constructiei pieselor si a întregului mecanism în ansamblu si de conditiile de radiatie a oscilatiilor în mediul ambiant. Nivelul vibratiei depinde în acest caz de valoarea erorii admise , în modul urmator:

în care este nivelul de zero conventional.

Verificarea experimentala a acestei relatii a confirmat justetea ei pentru erori de valori mici. Când , are valori mari, rezultatele observatiilor experimentale au fost cu 20—30% mai mici, datorita maririi pierderilor în sistemul oscilant. O dependenta analoga a fost de asemenea stabilita pentru zgomotul .aerian.