Vibrationsfrågor | Machine Service, Inc.

Drivaxelvibrationer

Det finns fem typer av drivaxelinducerade vibrationer som är kopplade till installationsparametrarna för en drivaxel. Vi kommer att förklara dem alla i hopp om att du kan ”avvärja” ett problem innan det uppstår. De är:

• Transversala vibrationer
• Torsionsvibrationer
• Inertial excitationsvibrationer
• Sekundära parvibrationer, och…
• Kritiska varvtalsvibrationer

Transversala vibrationer

Förorsakas av obalans.

Alla drivaxlar bör balanseras vid sina användningshastigheter.

• Tänk på det här…när var sista gången du INTE fick dina däck balanserade?
• Drivaxlar är tunga… mycket tyngre än ett däck
• Drivaxlar roterar mycket snabbare än ett däck.

Det sunda förnuftet säger att vi inte ska tveka att balansera ett föremål som är tyngre och roterar snabbare än våra däck… särskilt om det finns en möjlighet att det kan leda till ett allvarligt fel.

Alla drivaxlar bör inspekteras för saknade balansvikter vid varje serviceintervall.

En tvärgående vibration uppstår ALLTID vid drivaxelns varvtal och inträffar en gång per varv. Om du upplever en vibration som är varvtalskänslig ska du låta kontrollera balansen på din drivaxel på närmaste Machine Service, Inc.

Torsionsvibrationer

Förorsakas av två saker:

1. U-ledens arbetsvinkel i drivaxelns ”drivande” ände, och…
2. Orientieringen (fasningen) av okningarna i drivaxelns båda ändar

En torsionsvibration är en vibration som uppstår två gånger per varv.

En vridvibration får drivaxeln, ”nedströms” från den främre U-leden, att ”öka” och ”minska” farten två gånger per varv.

Detta innebär att en strömförsörjning som producerar ett konstant varvtal på 3 000 varv per minut faktiskt kan anslutas till en drivaxel som ändrar varvtal 6 000 gånger per minut.

Mängden av denna hastighetsförändring, som kallas magnituden eller förändringens storlek, är proportionell mot storleken på vinkeln vid drivaxelns drivande ände, eller mängden feljustering mellan okarna vid driv- och drivnaxelns drivande och drivna ände.

Torsionsvibrationer är allvarliga vibrationer

Varför? Därför att när du varierar varvtalet på en drivaxel varierar du inte bara vridmomentet på alla dess komponenter, utan du varierar vridmomentet på alla komponenter som är anslutna till drivaxeln Vridmoment är LOAD.

När du varierar belastningen, två gånger per varv, börjar du böja komponenterna.

Du vet vad som händer då…… samma sak som händer när du böjer ett burklock fram och tillbaka. DET BRISTAR.

Här är ett annat sätt att förklara det

• Föreställ dig en drivaxel som går med konstant hastighet och driver en lastbil eller en stor vals i en kvarn.
  Den främre delen av drivaxeln är ansluten till kraftkällan och det vridmoment som kommer från kraftkällan är ganska konstant.
• Den bakre delen av drivaxeln är ansluten till lastbilens axel eller till valsen och den ser varierande belastningar baserat på terrängen eller på hur mycket arbete den utför.
• När den främre änden producerar belastningen, överför den bakre änden den till fordonet eller den stationära tillämpningen och om allt är bra är denna belastning relativt konstant och ligger väl inom din drivaxels vridmomentbärande kapacitet
• När något händer som ändrar arbetsvinkeln vid drivaxelns främre U-led införs en ändring av hastigheten två gånger per varv i tillämpningen.
• Den främre delen av drivaxeln fortsätter att gå konstant, men den bakre delen av drivaxeln börjar se den dubbelt så stora varvtalsförändringen i varvtalet och håller hela tiden jämna steg med den främre delen.
• Detta orsakar en dubbelt så stor ”vridning” av drivaxeln
• Ett dubbelt så stort ”böjningsmoment” införs i svetsarna i drivaxeln, i glidsplinter, i U-skarvar och i alla anslutna komponenter i applikationen.
• Du utför i själva verket ett utmattningsprov för vridning av drivaxeln och allt som används för att fästa den i din tillämpning.
• Drivaxeltillverkare utför utmattningsprov på komponenterna och svetsarna i sina drivaxlar genom att göra samma sak i sina provningslaboratorier. De håller den ena änden av drivaxeln stationär och kopplar den andra änden till ett roterande manöverdon. Sedan vrider de den tills den går sönder.
• Om du har problem med vridningsvibrationer kommer du att uppleva svetsar i drivaxelns rör som går sönder, kilar som slits i förtid och muttrar och bultar som börjar lossna.
• Du kommer också att börja uppleva vibrationer.
• Om du ser ett fel som ser ut så här bör du misstänka ett problem med torsionsvibrationer.

När en drivaxel monteras består dess inre komponenter vanligen av ett glidbygel i ena änden och ett rörbygel i andra änden, och de monteras vanligen i förhållande till varandra. Detta kallas PHASING.

De flesta drivaxlar monteras med sina ok i linje, eller ”IN PHASE”.

Fasing påverkar torsionsvibrationer

En drivaxel som är ”i fas” och har korrekta arbetsvinklar vid axelns drivande ände skapar inga torsionsvibrationer.

Drivaxlar som INTE är i fas vibrerar med samma vibrationer två gånger per varv som en drivaxel med felaktiga arbetsvinklar.

Det enklaste sättet att se till att din drivaxel är i rätt fas är att markera röret och glidbygeln varje gång du tar isär den så att du kan sätta tillbaka den i sin ursprungliga orientering när du monterar ihop den igen.Att återmontera en drivaxel som är ur fas är den främsta orsaken till torsionsvibrationer som ”helt plötsligt dyker upp” i din tillämpning. Om du misstänker att din drivaxel inte är i fas ska du ta den till närmaste maskinservice för inspektion.

Hur säkerställer du att din drivaxelapplikation inte skapar torsionsvibrationer?

1. Säkerställ att arbetsvinkeln vid drivaxelns framsida och arbetsvinkeln vid drivaxelns baksida är mindre än tre grader och lika inom en grad. Kontrollera att dessa vinklar är korrekta. Rotera kugghjulet om problemet finns i ett fordon. Skimma den drivande änden eller den drivna änden om tillämpningen är en stationär tillämpning. Att åtgärda problem med torsionsvibrationer är ingen raketforskning. Fixa vinklarna och du kommer att fixa problemet, så enkelt är det.
   1. För att se till att torsionsvibrationen inte kommer in i ditt drivsystem, gör vinklarna i varje ände av drivaxeln lika med varandra för att upphäva torsionsvibrationen. Vibrationen kommer dock att finnas kvar om vinklarna är för stora… så gör vad som krävs för att göra operationsvinklarna små.
2. Säkerställ att din drivaxel är i fas… samma fas som den var i när den tillverkades. Ta inte isär din drivaxels glidningsenhet om det inte är absolut nödvändigt.
3. Om du har en drivaxeluppsättning i flera delar, se till att arbetsvinkeln framtill på var och en av dina kopplingsaxlar (axeln/axlarna med lagret/lagren eller kuddeblocket/kuddeblocken på den/dem) är mindre än en och en halv grad. Kontrollera också att arbetsvinklarna på den bakre drivaxeln (vanligtvis drivaxeln med glid i den) är mindre än tre grader och är lika inom en grad.

Inertial excitation vibrations

• Inertialvibrationer orsakas också av arbetsvinkeln på drivänden på din drivaxel.
• Inertialvibrationer skapas när du börjar ändra varvtalet på en HÅLLBAR drivaxel.
• Tröghetsvibrationer skapar också böjning på drivaxelns fästkomponenter.
• Det finns bara ETT SÄTT att kontrollera en tröghetsvibration… Se ALLTID till att arbetsvinkeln vid drivändan på din drivaxel är mindre än TRE grader.
• En stor vinkel, även om det är en ”jämn” vinkel, kommer fortfarande att orsaka tröghetsproblem.

Sekundära parvibrationer

• Sekundära parvibrationer orsakas också av arbetsvinkeln vid drivändan på din drivaxel.
• Varje U-led som fungerar i en vinkel skapar en sekundär parbelastning som går längs drivaxelns mittlinje.

Kritiska hastighetsvibrationer

Kritiskt varvtal uppstår när en drivaxel roterar för snabbt i förhållande till sin längd.
Det är en funktion av dess rotationshastighet och massa, och det är det varvtal där en drivaxel börjar böja sig från sin normala roterande centrumlinje.
När en drivaxel böjer sig gör den två saker:

1. Den blir kortare. Om den blir tillräckligt kort kan den dra sig ur sin glidning och falla ner på golvet eller marken.
2. Den börjar ”piska” upp och ner eller fram och tillbaka som ett hopprep. Om den piskar tillräckligt långt kommer den att brista i mitten av röret.

VARNING: Om du någonsin ser en drivaxel med ett böjt, brutet rör, byt inte ut den mot en ny drivaxel av samma konstruktion. Den kan gå sönder igen. Kontakta Maskinservicetekniken omedelbart.

• VARJE drivaxel, oavsett längd och massa, har ett kritiskt varvtal.
  Jo kortare drivaxel, desto högre kritiskt varvtal.
  Omvänt … ju längre drivaxel, desto lägre kritiskt varvtal.
• HEMMAS DET HÄR: När en drivaxel har sitt kritiska varvtal, misslyckas den ALLTID, och misslyckandet är ALLTID KATASTROPHISKT.
• Maskiningenjörer kommer ALLTID att beräkna det kritiska varvtalet för varje drivaxel som de tillverkar.
• Machine Services ingenjörer kommer ALLTID att se till att drivaxlar som installeras eller ”specificeras” av Machine Service ALDRIG kommer att misslyckas på grund av kritisk hastighet.
• Om du arbetar med att reparera eller ändra drivaxlar, förläng ALDRIG någon drivaxel, i någon tillämpning, utan att kontakta Machine Services tekniska avdelning.