泰国SDA3型内燃机车变速箱异音问题的研究
2022-06-09
1.概述
泰国内燃机车是戚机公司出口东南亚地区的整车产品，机车的质量优劣将对我们公司今后在东南亚地区业务拓展有深远影响。我们设计机车目标在于提升公司机车产品在东南亚国家的影响力与知名度，力争在东南亚内燃机车市场打开良好的局面。
变速箱异音一方面会产生比较大的噪音，另一方面变速箱异音的产生会伴随不正常的机械振动，从而影响到正常的传动，严重的更会造成变速箱的损坏。
2.变速箱及其异音的介绍
图1是斜齿轮变速箱，表1是变速箱齿轮的基本参数。变速箱输入端是柴油机自由端，输出端是辅发电机。根据传动需要选择基本参数。
原本作为斜齿轮变速箱，应该比直齿轮变速箱噪音更小。但是在机车启停机过程中有明显的打齿声，加减档位的过程中也有轻微的打齿声。这种情况是不正常的。
3.变速箱异音原因分析
一般来说，变速箱可能出现异音的原因如下：
1 变速箱出现异音，主要以打齿声为主，可能是齿轮设计时齿轮侧隙偏大造成，但前期对齿轮的参数进行了检查，齿轮的参数都在合理的设计范围内。后续考虑在满足设计要求的情况下，尽可能减小齿轮侧隙，从而消除异音。
2 在柴油机低档加减速过程中异音现象明显，辅发电机与柴油机扭振的原因导致加减速不同步，可能产生异音。因此如果改变柴油机速度变化速率，使辅发与柴油机速度变化尽可能接近，可能可以消除或者减弱异音。
由上面两图中我们得出如下结论：
1.齿轮箱齿轮啮合没有问题，结合生产质检给我们提供的记录，齿轮间隙也在要求范围之内。因此齿轮箱异音的问题不在于齿轮箱本身；
2.齿轮箱振动频谱中夹杂有柴油机点火的频率，说明变速箱振动受到柴油机运转的影响，异音很有可能受此影响而产生。
柴油机的振动不可避免，变速箱本身没有问题，因此我们只能对传动机构进行改进。对此，我们对柴油机自由端连接的弹性联轴节进行了分析研究。
如图2所示，这是改进前柴油机自由端的弹性联轴节。整个结构是两片联轴节片中间夹有橡胶。在传动过程中橡胶受压力。橡胶本身质地较硬，在启停机过程中橡胶受到很大压力，因此橡胶所起到的减振作用非常弱，使得辅发电机和柴油机加减速不同步。由于齿轮间隙不可避免，加减速不同步使得齿轮在转动过程中产生振荡而打齿，从而产生异音。
针对弹性联轴节的弊端，我们更换了弹性联轴节：
如图3所示，改进后的弹性联轴节中间的橡胶环绕一圈，在柴油机运转过程中受剪力。再选用质地比较软的橡胶，使得橡胶受力变形后不会立刻恢复。因此在传动过程中起到缓冲的作用，从而很好的减少振动，减小了变速箱输入输出端加速度的差异。进而削弱了异音。
4.验证与总结
更换柴油机自由端弹性联轴节后，异音状况有明显好转。在机车启停机过程中打齿声音明显减小。柴油机换挡过程基本没有异音。直观听声音来看可以满足用户的要求。除此之外，我们又做了测试：
更换弹 [本文由WWw. dYLw.NEt提供，第 一论文网进行论文代写和论文发表服务，欢迎光临dYLW.neT]性联轴节后振动明显变小，改善非常的明显。也证实了我们的判断是正确的。应用户要求，我们对照了国际标准EN 61373，标准中振动加速度有效值最大不超过0.78m/s？，图7中计算得振动加速度有效值为0.48 m/s？。在机车运行过程中，柴油机点火产生的振动始终存在。对照标准，这属于打击振动工况，标准中要求最大不超过30 m/s？。打击工况最大为28 m/s？。
综上所述，在更换柴油机自由端弹联后，很好的解决了变速箱异音的问题，也满足国际标准的要求。
参考文献
[1] IEC_61373_2000.
泰国内燃机车是戚机公司出口东南亚地区的整车产品，机车的质量优劣将对我们公司今后在东南亚地区业务拓展有深远影响。我们设计机车目标在于提升公司机车产品在东南亚国家的影响力与知名度，力争在东南亚内燃机车市场打开良好的局面。
变速箱异音一方面会产生比较大的噪音，另一方面变速箱异音的产生会伴随不正常的机械振动，从而影响到正常的传动，严重的更会造成变速箱的损坏。
2.变速箱及其异音的介绍
图1是斜齿轮变速箱，表1是变速箱齿轮的基本参数。变速箱输入端是柴油机自由端，输出端是辅发电机。根据传动需要选择基本参数。
原本作为斜齿轮变速箱，应该比直齿轮变速箱噪音更小。但是在机车启停机过程中有明显的打齿声，加减档位的过程中也有轻微的打齿声。这种情况是不正常的。
3.变速箱异音原因分析
一般来说，变速箱可能出现异音的原因如下：
1 变速箱出现异音，主要以打齿声为主，可能是齿轮设计时齿轮侧隙偏大造成，但前期对齿轮的参数进行了检查，齿轮的参数都在合理的设计范围内。后续考虑在满足设计要求的情况下，尽可能减小齿轮侧隙，从而消除异音。
2 在柴油机低档加减速过程中异音现象明显，辅发电机与柴油机扭振的原因导致加减速不同步，可能产生异音。因此如果改变柴油机速度变化速率，使辅发与柴油机速度变化尽可能接近，可能可以消除或者减弱异音。
由上面两图中我们得出如下结论：
1.齿轮箱齿轮啮合没有问题，结合生产质检给我们提供的记录，齿轮间隙也在要求范围之内。因此齿轮箱异音的问题不在于齿轮箱本身；
2.齿轮箱振动频谱中夹杂有柴油机点火的频率，说明变速箱振动受到柴油机运转的影响，异音很有可能受此影响而产生。
柴油机的振动不可避免，变速箱本身没有问题，因此我们只能对传动机构进行改进。对此，我们对柴油机自由端连接的弹性联轴节进行了分析研究。
如图2所示，这是改进前柴油机自由端的弹性联轴节。整个结构是两片联轴节片中间夹有橡胶。在传动过程中橡胶受压力。橡胶本身质地较硬，在启停机过程中橡胶受到很大压力，因此橡胶所起到的减振作用非常弱，使得辅发电机和柴油机加减速不同步。由于齿轮间隙不可避免，加减速不同步使得齿轮在转动过程中产生振荡而打齿，从而产生异音。
针对弹性联轴节的弊端，我们更换了弹性联轴节：
如图3所示，改进后的弹性联轴节中间的橡胶环绕一圈，在柴油机运转过程中受剪力。再选用质地比较软的橡胶，使得橡胶受力变形后不会立刻恢复。因此在传动过程中起到缓冲的作用，从而很好的减少振动，减小了变速箱输入输出端加速度的差异。进而削弱了异音。
4.验证与总结
更换柴油机自由端弹性联轴节后，异音状况有明显好转。在机车启停机过程中打齿声音明显减小。柴油机换挡过程基本没有异音。直观听声音来看可以满足用户的要求。除此之外，我们又做了测试：
更换弹 [本文由WWw. dYLw.NEt提供，第 一论文网进行论文代写和论文发表服务，欢迎光临dYLW.neT]性联轴节后振动明显变小，改善非常的明显。也证实了我们的判断是正确的。应用户要求，我们对照了国际标准EN 61373，标准中振动加速度有效值最大不超过0.78m/s？，图7中计算得振动加速度有效值为0.48 m/s？。在机车运行过程中，柴油机点火产生的振动始终存在。对照标准，这属于打击振动工况，标准中要求最大不超过30 m/s？。打击工况最大为28 m/s？。
综上所述，在更换柴油机自由端弹联后，很好的解决了变速箱异音的问题，也满足国际标准的要求。
参考文献
[1] IEC_61373_2000.