变速箱齿轮噪音问题分析及解决方案

福世蓝

齿轮箱是机械传动中广泛应用的重要部件，一对齿轮啮合时，由于不可避免地存在着齿距、齿形等误差，在运转过程中会产生啮合冲击而发生与齿轮啮合频率相对应的噪声，齿面之间由于相对滑动也发生摩擦噪声。由于齿轮是齿轮箱传动中的基础零件，降低齿轮噪声对控制齿轮箱噪声十分必要，本文就齿轮噪声产生原因及应采取改善齿轮噪声方法作一探讨。

一、齿轮传动系统的噪声分析

    为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声，我们就应首先来分析一下齿轮系统噪声的种类和发生机理。

    在齿轮系统中，根据机理的不同，可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。一方面，在齿轮轮齿啮合时，由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动，由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声。另一方面，在齿轮动态啮合力作用下，系统的各零部件会产生振动，这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。

    对于开式齿轮传动，加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来，自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。对于闭式齿轮传动，加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中，再通过齿轮箱辐射出来。自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动，从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。一般说来，自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。因此，齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关，而且还与轮体、传动轴．轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。

一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面：
1)齿轮设计方面。 参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱结构不合理等。齿轮加工方面 基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。
2)齿轮系及齿轮箱方面。装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承、支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。
3)其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动，轴系的扭振，电动机及其它传动副的平衡情况等。

二、改善齿轮噪声的方案

    基于降低能耗和保护环境的理念，美国MICAVA 国际公司作为一个国际性的平台和载体在与世界上众多国家的优秀机构进行着卓有成效的合作同时，经过多年的努力和不断的探索，成功引进了世界先进的麦特雷Blu-Goo超级润滑剂，它是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在部件上形成一种惰性材料薄膜，从而降低摩擦、齿轮噪音以及泄露。目前该产品已经成功应用于冶金冶炼、船舶修造、化工化学、造纸工业、钢铁建材、汽车制造、矿业开采、电力、物业等领域，为企业实现连续高负荷运行及节能降耗提供了有力保障，其社会价值和经济价值也得到了有力体现。

    麦特雷超级润滑剂是一种有多种用途的特殊惰性材料，主要用于降低金属间接触。作为一种螺纹密封复合物，该产品在外螺纹和内螺纹间形成一个接触面，可以保护接头免受摩擦和磨损影响，同时可以承受1407公斤/厘米2的压力，甚至是磨损，腐蚀或错误机加工的螺纹面。该产品也是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在内部件上形成以一层薄膜。从而降低摩擦，齿轮噪音以及泄露。它也明显降低力矩应力，满足动力减压需求。它可以用于垫圈面或作为一种填料补充，通过密封以防止流体泄露。可以在316°C的温度下应用。

    该产品可以在不锈钢，铝，铁，钡，玻璃纤维，塑料施工，不会被酸，碱或普通溶剂影响。

应用指导

l  螺纹密封：将应用Blu‐Goo涂抹在内螺纹和外螺纹上，用刷子或其他应用工具涂抹均匀。

l  润滑剂：减速机润滑油容积≤7升时，每升润滑油添加量为20‐30ml

7‐15升时，添加量为每升润滑油添加15‐20ml

＞15升时，添加量为每升润滑油添加10ml

l  垫圈保护：涂抹金属法兰面的一侧。将垫圈压入到涂抹Blu‐Goo的表面。然后再涂抹到暴露的垫圈面。为了帮助组织泄露，也可以在安装法兰前涂抹到垫圈边缘。

主要应用

l  螺纹密封

l  齿轮箱添加剂

l  垫圈保护

l  泵润滑剂

l  低温密封

l  O型圈润滑剂

三、应用案例

1、问题背景描述：

各类减速机齿轮箱、罗茨风机齿轮箱等啮合传动设备，由于长时间大扭矩的机械传动，啮合间隙变大，造成较大的噪音及设备振动。加之动密封长期处于高温、高压、高速的环境中工作，动密封失效与密封环材料、工况状态、设计参数有关。造成动密封部位出现渗漏的情况主要是以下几个方面：

动密封在运行过程中出现磨损严重；

1)企业人员在检修后安装过程中将动密封件损伤；

2)平时企业人员加油过多，油位过高；

3)油位过低或长时间连续运行导致温度过热；

4)油位排气孔堵塞导致压力过大等。

最后都能导致齿轮齿轮系统噪声发生和动密封部位渗漏油，影响企业的正常生产，同时造成了企业的成本消耗。

2、回顾及价值体现（见下表）：

由于设备运行过程中渗油严重，给安全生产带来众多弊端，传统方法是需要长时间停机拆卸更换密封垫和处理结合面，在设备运行中想要实现有效的治理，传统方法不可能实现。福世蓝-麦特雷超级润滑剂，具有超强的自润滑性能，减小啮合部位的间隙，有效缓解设备噪音及动密封部位的渗漏油问题。超级润滑剂是一种油品添加剂，不会对油品造成污染或使油品变质，在不停机情况下给企业解决了生产中的安全隐患，为企业节约了高额的维修或更换成本。

设备名称	煤粉转子秤罗茨鼓风机、煤磨通风机轴承箱
应用材料	超级密封剂&润滑剂
传统方法	停机拆卸更换油封或传动轴
效果对比	传统方法		福世蓝-超级密封剂&润滑剂
	修复时间	3-5 天	修复时间	10分钟
	修复费用	几千元	修复费用	近千元
	使用效果	得不到本质改变	使用效果	在内部件上形成以一层薄膜。从而降低摩擦，齿轮噪音以及泄露。它也明显降低力矩应力，满足动力减压需求。
应用评估 效益（节约）	直接	避免了停机、停产和安全隐患。
	间接	弥补了企业设备管理的不足和应急措施，优化了企业在资源、资金、环保、效益的提升力。
综合评估	福世蓝高分子复合材料和技术应用可以使企业在第一时间快速有效的现场修复，有效避免因设备的停机、停产而带来的效益损失；有效的避免因动火、动电设备而因起的安全事故，确保人身安全和企业损失，企业对修复使用效果非常满意。

3、施工步骤如下图：