Analyse des défaillances de la boîte de vitesses

1. Analyse de fréquence caractéristique de la boîte de vitesses

La fréquence caractéristique de la boîte de vitesses comprend principalement la fréquence de l'arbre, la fréquence d'engrènement de l'engrenage, la fréquence des bagues intérieure et extérieure, les éléments roulants et la cage du roulement, qui sont tous combinés avec la fréquence harmonique et la fréquence latérale pour servir un la base du jugement de panne de la boîte de vitesses. Les principales raisons de la défaillance des vibrations des engrenages sont les suivantes :

1) Défauts dus à des erreurs de fabrication et d'installation des engrenages. Les erreurs dans le processus de fabrication ou le processus d'assemblage des engrenages diminuent la précision de l'engrènement des engrenages, ce qui entraîne une augmentation des vibrations et du bruit des engrenages, augmentant ainsi le taux de défaillance de l'engrenage. Ces défauts sont représentés par des changements dans la fréquence de maillage et l'amplitude de chaque harmonique sur la fréquence.

2) Défauts dus au mouvement inhérent de l'engrenage (ou à l'environnement de fonctionnement). Pendant le processus d'engrènement de l'engrenage, l'impact continu entre les dents fait vibrer l'engrenage et produit du bruit, représenté par la fréquence d'engrènement de l'engrenage.

3) Défaillance de la surface de l'engrenage, usure de la surface de la dent. En raison du pelage, de la déformation et d'autres défauts de la surface des dents, chaque fois que l'engrenage tourne, les anneaux se heurtent une fois, ce qui entraîne un phénomène d'impact perceptible. Chaque impact équivaut à une excitation impulsionnelle. La fonction de réponse impulsionnelle est la vibration atténuée inhérente à l'engrenage, qui constitue un signal de vibration de choc périodique à fréquence plus élevée. La période de cycle implique la période de rotation de l'arbre, tandis que la fréquence de vibration atténuée désigne la fréquence propre de l'engrenage. Des vibrations d'engrènement se produisent pendant le processus d'engrènement de l'engrenage si le jeu augmente ou si l'engrenage est usé. La fréquence de vibration désigne la fréquence d'engrènement de l'engrenage. Par exemple, lorsqu'un défaut se produit à un point spécifique, tel qu'une piqûre, un écaillage des dents et une charge à court terme, des effets de décharge sont générés pendant le processus d'engrènement des engrenages, ainsi que des signaux de réglage d'amplitude et de réglage de fréquence sont générés, qui sont exprimés dans le domaine fréquentiel où la fréquence de maillage est le centre. La fréquence de rotation de l'arbre est le groupe d'espacement des raies spectrales, c'est-à-dire la bande latérale.

4) L'arbre est tordu. Lorsque l'arbre rotatif est fortement plié, des vibrations de choc notables se produisent généralement à un intervalle de temps spécifique dans le domaine temporel, et le nombre de bandes latérales est important et dense.

5) L'engrenage est dynamiquement déséquilibré et a une masse déséquilibrée, ou un engrenage excentrique provoque un fonctionnement instable de la paire d'engrenages pendant le processus de rotation. Sous l'excitation du couple déséquilibré, une vibration dominée par la modulation de fréquence et complétée par la modulation d'amplitude est générée. Des bandes latérales sont générées des deux côtés de la fréquence d'engrènement et de ses harmoniques, qui sont influencées par la force déséquilibrée, et la fréquence de rotation de l'arbre de transmission et l'énergie de ses harmoniques augmentent en conséquence.

6) L'intérieur de la boîte de vitesses est lâche et un bruit violent aléatoire soudain se produit pendant l'accélération et la décélération à basse vitesse, ce qui apparaît comme une augmentation intermittente soudaine et importante sur le diagramme de domaine temporel, qui a un grand caractère aléatoire.

2.Analyse des raisons de la panne de la boîte de vitesses :

Les défauts de qualité de fabrication provoquent des dents cassées de la boîte de vitesses.

1) L'une des causes de défaillance de la boîte de vitesses - la rupture des dents - est la qualité de fabrication. Le fait de ne pas sélectionner un acier approprié, une mauvaise qualité de moulage des engrenages, une faible dureté de trempe, une dureté d'engrenage inadéquate, une sphéroïdisation déficiente et une fatigue due à une contrainte alternée pendant l'utilisation expliquent la défaillance de la boîte de vitesses.

2) La précision de l'engrènement des engrenages exerce un léger impact sur les dents cassées. Bien que la précision de l'engrènement des engrenages exerce un certain degré d'impact sur les dents cassées, cela n'est pas significatif. Du fait d'une précision d'engrènement insuffisante, la surface de contact de l'engrenage est également insuffisante. Ensuite, la contrainte de contact augmente et la charge est inégale. Cependant, ce n'est pas la principale raison des dents cassées.

Une autre raison des dents cassées est que la charge est trop lourde, que la racine de la dent est défectueuse et que la résistance à la flexion de la dent n'est pas suffisante. (Les principaux facteurs affectant la résistance à la flexion sont la force de charge agissant sur les dents de l'engrenage et le degré de défaut de la racine de la dent. La faible précision d'engrènement des engrenages ne modifiera pas la force de charge sur les dents de l'engrenage et le degré de défaut de la racine de la dent , mais ne fait qu'augmenter la contrainte de contact des dents de l'engrenage).

En plus de la mauvaise qualité de fabrication du réducteur, il existe également certains problèmes pouvant entraîner une usure des engrenages, tels que le manque d'huile dans le réducteur et l'utilisation d'un fluide de lubrification semi-fluide.

Les facteurs de qualité de fabrication d'usure anormale comprennent :

① Les matériaux des engrenages ne répondent pas aux exigences, provoquant une usure anormale ;

② L'engrenage présente des défauts tels que des cloques, des pores et un relâchement, et une sphéroïdisation insuffisante ;

③ Dureté de traitement thermique insuffisante ou pas de traitement thermique ;

④ La précision de l'engrènement des engrenages et la précision du mouvement ne peuvent pas répondre aux exigences ;

⑤ L'engrenage à arc est très sensible à l'erreur de l'entraxe, en particulier à l'erreur positive de l'entraxe, qui non seulement réduit la résistance à la flexion des dents de l'engrenage, mais augmente également l'usure par glissement.

3. Analyse de défaillance commune de la boîte de vitesses

(1). Quelles sont les raisons de la piqûre et du pelage de l'engrenage de la boîte de vitesses?

a.Matériau, dureté et défauts. Le matériau de l'engrenage ne répond pas aux exigences. Le principal facteur qui affecte la résistance à la fatigue de contact de l'engrenage est la faible dureté après traitement thermique et l'incapacité d'atteindre la résistance à la fatigue de contact de l'engrenage. De plus, les défauts sur la surface ou à l'intérieur de la dent sont l'une des raisons de la résistance insuffisante à la fatigue de contact.

b. Mauvaise précision des engrenages. Le traitement des engrenages et la précision de l'assemblage ne répondent pas aux exigences, telles que la précision de l'engrènement et la mauvaise précision des mouvements. De plus, l'erreur de distance centrale de l'engrenage à arc est trop grande.

c. L'huile de lubrification ne répond pas aux exigences. Le lubrifiant utilisé n'est pas de la bonne marque, a une faible viscosité d'huile et des performances de lubrification médiocres.

ré. Niveau d'huile trop élevé. Si le niveau d'huile est trop élevé, la température de l'huile augmente, ce qui diminue la viscosité de l'huile de lubrification, détruit les performances de lubrification et réduit l'épaisseur de travail du film d'huile.

(2). Une brève analyse des raisons de l'un des signes de défaillance de la boîte de vitesses: le cordage de l'arbre de la boîte de vitesses

a. En raison des dents cassées, l'arbre d'entrée perd sa retenue axiale et le cordage de l'arbre se produit.

b. Le pignon mené sur l'arbre intermédiaire n'est pas solidement fixé à l'arbre. Dans la transmission réelle, en raison d'une interférence inadéquate entre le pignon mené et l'arbre intermédiaire, le pignon mené produit un jeu axial par rapport à l'arbre intermédiaire, ce qui, à son tour, amène l'arbre d'entrée à produire un jeu axial. Ainsi, une interférence inadéquate est la principale raison du cordage de l'arbre de la boîte de vitesses.

c. La direction de la boîte de vitesses exerce également un certain impact sur le cordage de l'arbre.

(3). Une brève analyse des raisons de l'un des symptômes de défaillance de la boîte de vitesses: la température élevée de l'huile de la boîte de vitesses

a.L'huile de lubrification est mauvaise ou a été utilisée trop longtemps.

b.Une huile de lubrification excessive n'est pas propice à la dissipation thermique du mécanisme de la boîte de vitesses.

c.La machine est endommagée. Les dommages mécaniques comprennent de graves piqûres d'engrenages, des dents cassées, des dommages aux cages de roulement, aux bagues intérieure et extérieure, aux billes et à la défaillance des roulements de boîte de vitesses, ou une déformation grave de l'arbre.

ré. L'extérieur de la boîte de vitesses est couvert de débris ou de poussière. Lorsque des débris sont présents autour de la boîte de vitesses ou que la surface de la carrosserie n'a pas été nettoyée depuis longtemps, il est possible que la couverture de débris ou de poussière provoque une dissipation incomplète du réducteur et augmente la température de l'huile.

e. Le dispositif de refroidissement est bloqué ou tombe en panne. Le dispositif de refroidissement est placé dans un atelier poussiéreux comme la boîte de vitesses. Si le dispositif de refroidissement est bloqué ou si le dispositif de refroidissement est en panne en raison d'un fonctionnement à long terme sans nettoyage de la canalisation interne, la température de l'huile de la boîte de vitesses augmente.