Вибрация редуктора в чем может быть причина
Содержание статьи
Состояние редуктора. Причины вибрации
Общие вопросы анализа состояния редукторов.
Техническое состояние любой, даже практически идеально изготовленной, зубчатой пары может быть оценено в процессе работы при помощи анализа вибросигналов. Такое заявление справедливо как для единичной зубчатой пары, так и для сложных редукторов и мультипликаторов. Достоинством вибродиагностических методов, при применении их для анализа состояния редукторов, является то, что диагностика производится «безразборно», в рабочих режимах. Все остальные методы, за исключением анализа по составу примесей в масле, требует разборки оборудования.
Причины вибрации редукторов.
При проведении регистрации вибросигналов, генерируемых зубчатыми парами необходимо учитывать основные характерные особенности их работы, такие как:
- Вибросигналы от зубчатых пар содержит в себе как синхронные компоненты ( гармоники ), пропорциональные оборотной частоте вращения ротора ( шестерни ), так и несинхронные, связанные с резонансными процессами и не пропорциональные частоте вращения ротора.
Вся основная мощность в вибросигнале от зубчатой пары сосредоточена в достаточно высокочастотной области. Основная частота зубозацепления зубчатой пары Fзп равна произведению оборотной частоты ротора шестерни на количество зубцов на ней и может достигать единиц или даже десятка килогерц. На практике, при проведении регистрации вибросигналов, предполагая их дальнейшее применение для диагностики состояния зубчатых пар, желательно начинать с регистрации спектроанализатором максимально высоких частот.
- Гармоники, свойственные зубозацеплению, имеют невысокий энергетический уровень. Причин этому две. Во — первых энергия, выделяемая в процессе обкатывания зубъев, сама по себе не очень велика. Во — вторых, места установки вибродатчиков, в силу конструктивных особенностей редукторов, значительно удалены от зоны зубозацепления. В результате путь передачи энергии вибрации зубозацепления достаточно велик и сигналы в нем сильно затухают. Поэтому, как минимум, необходимо использование для диагностики состоянIия зубчатых передач сигналов в размерности виброскорости, а в большинстве случаев, для повышения информативности вибросигналов, приходится использовать вйбросйгналы в размерности виброускорения.
- Амплитуда гармоник в спектре, вызванных вибрациями от зубчатых пар, в значительной степени зависят от передаваемой зубчатой парой нагрузки. На холостом ходу редуктора гармоники от зубозацепления регистрируются очень плохо. С ростом усилий, передаваемых редуктором, возрастают вибрации от зубозацепления. Такая особенность работы зубчатой пары для выявления тенденций изменения состояния требует, по возможности, проведения измерений при одинаковой, желательно большой, нагрузке. Если нагрузка будет маленькой — дефекты могут не проявиться. Если измерения, различающиеся по времени проведения, будут выполнены при разных нагрузках редуктора — то все эти замеры окажутся непригодными для сравнения друг с другом, для поиска произошедших в редукторе изменений.
- Вибрации от зубозацепления являются нестационарным, в том плане, что имеет в своем составе несколько фаз «обкатывания», точнее говоря «проскальзывания» зуба по зубу, различающихся у различных типов зубчатых зацеплений. Каждая из этих фаз возбуждает колебания различной частоты, близкие к частоте зубозацепления. Каждый из зубьев, в силу своих специфических отличий от других зубьев, генерирует свои частоты. На это все накладывается то, что пары «взаимно обкатываемых» зубьев постоянно меняются, т. к. шестерни имеют не одинаковое количество зубцов. Все эти важные особенности приводят к появлению вибрации неоднородного «белого шума» вблизи частоты зубозацепления. Этим термином в технике обычно называют смесь колебаний различных частот. Идеальным источником «белого шума» является падающая вода в водопаде, что и дало название этому термину. Правда есть версия, что как многие цвета в сумме дают белый цвет, так и в белом шуме складываются все колебания. Такое происхождение термина «белый шум«, при более подробном его рассмотрении, менее предпочтительно. В «белом шуме» присутствует очень много частот, а в белом цвете смешиваются несколько фиксированных частот. На спектре вибросигнала «белый шум» проявляется в виде поднятия общего уровня всего спектра в достаточно широкой полосе частот вблизи характерной частоты зубозацепления. Непосредственно сам «белый шум» состоит практически полностью из несинхронных компонент.
- Очень часто такое же общее поднятие спектра от «белого шума» происходит не только на частоте зубозацепления, но и на частоте собственных резонансов элементов зубчатой пары или редуктора. Это вбзникает по следующей причине. Микроудары в зубозацеплении возбуждают колебания достаточно широкого диапазона, но максимальная амплитуда колебаний будет, что полностью соответствует стандартной физической картине колебаний, на частоте собственного резонанса того или иного близко расположенного элемента редуктора. Эта частота собственного резонанса определяется конструкцией редуктора.
Пользоваться диагностикой состояния зубчатой пары не по частоте зубозацепления, а по частотам собственного резонанса элементов редуктора, приходится в быстроходных мультипликаторах, где сама частота зубозацепления может быть очень высокой, она будет очень сильно затухать в конструкции и ее иногда невозможно даже зарегистрировать. Регистрация высокочастотной частоты зубозацепления затруднена, с одной стороны проблемами измерения при помощи вибродатчиков, и, с другой стороны, интенсивным затуханием высокочастотных колебаний внутри мультипликатора, особенно на зазорах подшипников.
Источник
Гул редуктора и посторонние шумы из моста автомобиля
Гул, вой редуктора — самая распространённая его неисправность.
Существуют четыре основных причины возникновения гула редуктора, здесь они — изложены в порядке убывания по распространённости:
1. Износ главной пары
2. Износ подшипников
3. Открученная гайка хвостовика
4. Неправильная регулировка
5. Вибрация
6. Рокот
7. Ритмичный стук в движении
Для каждой из перечисленных причин возникновения гула характерен свой характер гула и режим движения в котором он возникает.
Но прежде всего — если редуктор начал гудеть, то ни о каком шансе его спасти нетрадиционными способами (залить присадку, заменить масло на более густое, подтянуть гайку хвостовика) речи быть не может. Причиной гула служит износ либо главной пары, либо подшипников.
И так… разбираем по очерёдности
1. Гул главной пары
Для главной пары характерен мелодичный, воющий, поющий гул.
Гул изношенной главной пары проявляется при нажатии на педаль газа (при движении в нагрузку).
Жмём (разгоняем автомобиль) на педаль газа — гул слышен.
Отпускаем педаль газа (режим торможения двигателем) — гул исчезает.
При том зачастую в момент смены нагрузки (в момент лёгкого нажатия на педаль газа, либо её приотпускании) звук может значительно усиливаться, а на начальной стадии неисправности гул может проявляться как раз только в данном режиме (на смене нагрузки), а при полной нагрузке отсутствовать или быть еле заметным.
При движении на нейтральной передаче данного звука нет, либо почти нет, возможны короткие, прерывистые отголоски данного звука.
Данный гул (главной пары) обычно появляется (впервые заметен) на большИх скоростях, начиная от 70-80 км/час и выше, со временем (в следствии износа главной пары) планка скорости на которой возникает звук понижается, и тогда звук слышен уже на 40-50 км/час. На скорости свыше 100-120 км/час гул как будто пропадает.
Если гул, что Вас беспокоит полностью подпадает под данное описание, то его причина совершенно точно — износ главной пары редуктора. Ни какая деталь в автомобиле не может гудеть похоже (только под нагрузкой). Готовьтесь к ремонту — замене главной пары, или редуктора в сборе, если нет возможности произвести его ремонт. Регулировкой редуктора данный гул не устраним. Если Вам кто то обещает устранить данный гул регулировкой — знайте — Вас либо обманывают, либо этот человек понятия не имеет о редукторах.
2. Износ подшипников
В любом редукторе их установлено минимум 4 штуки. На двух подшипниках вращается ведущий вал редуктора (хвостовик), на двух — ведомый (дифференциал).
Гудеть могут только подшипники ведущего вала (хвостовика), поскольку они вращаются в 4-5 раз быстрее колёс и подшипников дифференциала, и любой звук вызванный их износом сливается в гул.
Сейчас говорим о них:
Гул «жужащий», постоянный, не пропадающий в любом режиме движения. Конечно на малых скоростях (при трогании и начале движения) зачастую он еле заметный, почти не слышный, но он есть, по мере нарастания скорости движения гул усиливается.
В запущенных случаях он наоборот на малых скоростях становится грубым, хрустящим, в момент остановки автомобиля превращается в треск, хруст.
Именно так гудят изношенные или перетянутые подшипники хвостовика. НО не только они. Похоже могут гудеть:
- подвесной подшипник карданного вала
- подшипник ступицы (как задней, так и передней)
Определиться в точной причине (исключить подвесной или ступицу) можно только прослушав машину на смотровой яме.
Есть единственная подсказка, если Вы недавно (от недели до одного года назад) меняли сальник хвостовика данного редуктора, то 99% что причина данной неисправности как раз перетянутые подшипники хвостовика из-за неквалифицированных действий при замене сальника хвостовика.
Далее рассматриваем гул подшипников дифференциала
Звук исходящий от неисправных подшипников дифференциала даже не правильно называть гулом. Этот звук можно охарактеризовать как «хрумкающий» — он прерывистый (с частотой вращения колеса — поскольку эти подшипники и вращаются одновременно с колесом), ширкающий, не мелодичный, зачастую создаётся впечатление, что что-то задевает, перемалывается в мосту или работает не смазанным, на сухую. Данный звук может усиливаться или уменьшаться (пропадать совсем) в зависимости от смены нагрузки на автомобиль, или быть постоянным — не меняясь от нагрузки.
Если звук, что Вас беспокоит подпадает под это описание — то возможно это как раз эти подшипники, НО не только они.
Точно так же (а зачастую в 90% случаев) шумят подшипники полуосей ведущего моста.
Поэтому определиться в точной причине (исключить подшипники полуосей) можно только прослушав машину на смотровой яме.
3. Открученная гайка хвостовика*
Прежде всего — данная неисправность очень опасная для самого редуктора и для эксплуатации автомобиля. Поскольку на некоторых моделях данная гайка не имеет фиксации (кернения) и откручиваясь высвобождает хвостовик от смещения в глубь редуктора, что во-первых очень вредно для главной пары (она ускоренно изнашивается), во вторых со временем приводит к тому, что хвостовик ударяется о дифференциал и мост клинит, либо ломаются зубья на хвостовике.
Поэтому данную неисправность нужно устранять как можно быстрее — в тот же день как обнаружили её.
Примечание: Не только открученная гайка хвостовика может быть причиной данного звука, но и износ подшипников хвостовика. Этот износ приводит к осевой «игре» (смещению) хвостовика при сбросе газа, и возврату хвостовика в расчётное (рабочее) положение (в зацеплении с главной парой) при нагрузке.
Гул данной неисправности напоминает подъезжающий к остановке троллейбус.
Пока мы жмём педаль газа (разгоняем машину) — гула нет.
Но как только мы отпускаем педаль газа (не выключая передачу!!!) воспроизводя режим торможения двигателем — так сразу слышим знакомый «троллейбусный» гул.
При движении накатом гул есть, но он легкий, «шебуршащий».
Если Ваш гул подпадает под данное описание — Вам нужно срочно делать как минимум подтяжку гайки (не перетяните её), чтобы иметь шанс добраться до места ремонта редуктора. В лучшем случае удастся ограничиться заменой распорной втулки и сальника (данную неисправность в большинстве случаев сопровождает течь сальника), а в большинстве случаев придется менять главную пару и подшипники хвостовика.
4. Неправильная регулировка редуктора
Гул не отрегулированного редуктора однозначно описать не возможно (различается в зависимости от степени разрегулированности). Но чаще всего это гул отсутствующий при движении накатом (на нейтрали) и появляющийся на одинаковых скоростях в обоих режимах (как в натяг, так и при торможении двигателем).
Эту неисправность чаще всего подозревают владельцы автомобилей с гудящим мостом и так же часто работники автосервисов. Ежедневно и не однократно приходится разубеждать клиентов, что причина гула не в регулировке.
Редуктор регулируется (по базовым регулировкам влияющим на шумность работы) один раз и навсегда (на весь срок его службы). Ему не требуется плановая регулировка, за исключением регулировки на уменьшение люфта.
Поскольку главная пара при её установке в редуктор устанавливается в одно единственное — верное для данной конкретной детали положение. Вся тонкость регулировки как раз и состоит в профессионализме мастера найти это единственное положение для данной детали — это гарантирует долгий срок службы и бесшумность работы одновременно. Не профессиональный мастер установит пару так как получилось (например просто прикрутит другую пару без последующей регулировки) и редуктор будет работать шумно и не долго.
Первоначально отрегулированный исправный редуктор может отработать сотни тысяч километров и ему даже на таком пробеге не потребуется регулировка.
Так вот… если изначально редуктор на Вашем автомобиле НЕ гудел (по умолчанию считаем что не гудел, ведь Ваш автомобиль был когда то новым и в 99% случаев редуктора на таких машинах с завода не гудят — за исключением отечественного автопрома), и в какой-то момент загудел, то ни какая регулировка появившийся гул не устранит.
А что если всё же изначально не правильно был отрегулирован Ваш редуктор??? Не смотря на то, что шестерни главной пары изготовлены из высокопрочной стали с последующей закалкой, то пара с неправильной регулировкой при пробеге свыше 1000 км уже будет иметь выработку, которую регулировкой не исправить.
Поэтому — если Ваш редуктор изначально не гудел — то появившися гул — к ремонту, а не к регулировке.
Если Вы самостоятельно починили редуктор и он сразу же загудел — то Вам нужно сделать его регулировку, и желательно срочно, пока не вышла из строя главная пара, конечно при условии, если она вообще была исправная при её установке.
5. Вибрация
Вам не требуется ремонт редуктора — причина не в нём. Редуктор не может служить источником вибрации*
* За редким исключением — когда гайка хвостовика редуктора открутилась (или подносились подшипники хвостовика) и хвостовик (фланец редуктора) имеет лишний люфт. Либо привод износил шейку дифференциала и имеет подобный люфт.
Данный люфт проявляется качанием фланца редуктора в плоскости вверх — вниз.
Если на Вашем редукторе присутствует данный люфт (его не должно быть вообще), его необходимо устранить, не зависимо от того есть вибрация или нет.
Данный люфт может быть причиной вибрации. Равно как и сама вибрация (если она есть на кардане) может служить причиной возникновения данного люфта на фланце редуктора.
В случае, если данного люфта на редукторе нет, то точно редуктор не служит источником вибрации.
Для устранения вибрации Вам нужно заняться проверкой и ремонтом или заменой при необходимости таких узлов как:
- карданный вал
- колёса
- привода
- регулировкой положения раздаточной коробки
Если Вам кто то обещает устранить вибрацию ремонтом или заменой редуктора — знайте — Вас обманывают.
6. Рокот
Данная неисправность проявляется только в накате и не слышна в других режимах движения. То есть, пока мы разгоняем автомобиль (едем в нагрузку), либо когда мы сбрасываем скорость движения (едем в режиме торможения двигателем — НЕ включая нейтральную передачу) — рокота не слышно.
Но как только разогнавшись до определённой скорости мы пускаем автомобиль в накат (чистый накат — на нейтральной передаче) — то сразу же слышим рокочущий звук с большой частотой с нижней части автомобиля.
Данный рокот при снижении скорости до полной остановки зачастую перерастает в отчётливо различимый стук, хруст, и в большинстве случаев сопровождается вибрацией.
Так вот — данный рокот в 99%* случаев не имеет ни какого отношения к редуктору.
Поскольку:
- Во первых в редукторе нет такой детали, которая могла бы воспроизводить данный рокот — потому как неисправность главной пары проявляется воем (гулом), неисправность подшипников — тем же гулом (шорохом), неисправность сателлитов — излишним люфтом (единичными ударами, щелчками) в момент трогания / переключения передач. Больше вращающихся деталей в редукторе нет.
- Во вторых прислушайтесь внимательно, данный рокот — «сухой», он не в масле (не внутри какого либо агрегата залитого маслом) — он «снаружи».
- В третьих — просто поверьте опыту. Мы не принимаем автомобили в ремонт редуктора с данным рокотом. Потому как уже не однократно (всегда) поиски данного рокота в ведущем мосту заканчивались безуспешно. В начале нашей деятельности мы неоднократно «обжигались» на этом рокоте, безуспешно меняя редуктор за редуктором на ремонтируемом автомобиле в его поиске — рокот не менялся и не исчезал.
И в ходе накопленного опыта мы знаем что данный рокот издаёт изношенный карданный вал.
Зачастую клиент не удосуживается элементарной проверкой состояния карданного вала, и сразу нацеливается на ремонт/замену редуктора. Изношенная крестовина, изношенный подвесной подшипник — вот первопричина данного рокота. Достаточно поддомкратить автомобиль (ВНИМАНИЕ!!! поддомкратить ОБА колеса, НЕ одно, а ОБА!!! — почему это так важно описано ниже), разогнать его и пустить в накат и источник рокота сразу себя покажет — первая (ближняя к КПП) половинка кардана — если изношено шлицевое соединение, либо вторая (ближняя к редуктору) если изношены крестовины.
Но даже тот факт что Ваш кардан в «отличном состоянии» ни о чём не говорит. Да, возможно Вы удачно заменили крестовины и подвесной подшипник (что кстати невероятно с качеством данных запчастей), но Вы не сделали двух важнейших вещей:
- Не заменили шлицевое соединение карданного вала, потому как оно не подлежит замене (эта деталь не заменяемая).
- Во-вторых Вы не отбалансировали карданный вал (метки НЕ заменяют балансировку вала — как бы аккуратно не меняли крестовины — балансировка будет нарушена).
И сочетание изношенного (ни разу не шприцованного с завода) шлицевого соединения, и разбалансировки кардана (+зачастую добавляется ослабленная гайка хвостовика (фланца) КПП, и как следствие болтающийся на шлицах вторичного вала фланец) как раз создаёт данный рокот в накате.
* И только 1% вероятности остаётся на то, что рокочет именно редуктор. Подобный рокот может издавать сколотый зуб на ведущей шестерне главной пары, либо «заусенец» (забоина) на ней — если редуктор на Вашем автомобиле был недавно заменен на свеже купленный, хотя если подходить досконально проявление (звук) — этого дефекта правильнее уже называть стуком, а не рокотом, поскольку он имеет меньшую частоту и более отчётливый.
Отсеять этот 1 % вероятности можно либо сопоставив момент возникновения данного рокота с покупкой нового редуктора (либо щелчком — отломившегося зуба), либо если редуктор не менялся, то проведением диагностики.
О рокоте сателлитов
Теперь о том, почему при проведении диагностики (для поиска рокота) НЕОБХОДИМО, что бы на поднятом автомобиле вращались оба ведущих колеса, и мало того, НЕОБХОДИМО, что бы они вращались одновременно (с одинаковой скоростью). Если данное правило не выполнимо (допустим одно ведущее колесо притормаживает по какой-то причине и не вращается одновременно со вторым), либо у Вас просто нет второго домкрата, что бы поднять оба ведущих колеса, то ни о каком прослушивании моста речи быть не может.
Много клиентов приезжает для ремонта после того как сами, либо при проведении каких либо работ / диагностики на СТО обнаруживают сильный хруст, рокот при вращении одного поддомкраченного ведущего колеса.
Зачастую в сторону от истины (поиска источника рокота) уводит тот факт что хруст/рокот при вращении одного из колёс слышен сильнее чем при вращении второго. Это не имеет значения — одинаково сильно рокочат сателлиты или по разному. Причина не в них.
Разгоняя автомобиль с одним поднятым колесом Вы заставляете усиленно работать дифференциал (сателлиты) в редукторе моста. Это тот узел, который предназначен только для того, что бы компенсировать разную скорость вращения ведущих колёс при повороте/развороте автомобиля — доворачиваясь на несколько зубцов (а не работать со скоростью 100 км /час как Вы заставляете это делать в данном режиме ведь разгоняя автомобиль до 50 км/час — Вы заставляете вращаться одно вывешенное колесо со скоростью уже 100 км/час). И как последствие (отрицательное последствие) «благодаря» данному узлу ухудшается проходимость автомобиля когда мы застреваем на бездорожье, и одно колесо стоит на месте, а второе вращается.
Но это не рабочий режим движения, когда Вы движетесь по дороге дифференциал не работает вообще (машина же не движется только с одним вращающимся колесом — она едет двумя ведущими колёсами одновременно — не ведущие в расчёт не берём) и потому услышать тот самый рокот с него на ходу Вы ни как не сможете. Именно поэтому (в силу малых требований к шумности работы данного узла) заводы изготовители автомобилей при проектировании и изготовлении данного узла (в целях экономии) делают зубья сателлитов прямозубыми — обречёнными работать шумно.
Вывод: Если Вас беспокоит рокот в накате — смотрите карданный вал, и при необходимости меняйте. Редуктор, а тем более сателлиты при движении прямолинейно, в накате рокотать не могут.
7. Ритмичный стук в движении
Для определения причины данного стука нужно определиться со следующими вопросами:
1. Момент возникновения стука. Вспомните, когда Вы впервые его услышали? Это было после:
- Внезапного щелчка, что то щелкнуло, как будто сломалось
- После снятия / установки одного из колёс (для какого либо ремонта, установки запаски, смены резины, дисков)
- После движения на ручнике
2. Частота стука. Обычно данный стук имеет два типа частоты (количества отдельных, различимых ударов).
- Равную оборотам колеса
- Равную оборотам карданного вала
Здесь необходимо пояснить, что на большинстве автомобилей карданный вал вращается (делает количество оборотов) в 4-5 раз быстрее чем колёса, и соответственно частота возможного стука будет в 4-5 раз бОльшая, чем обороты колеса. Что бы понять частоту стука, нужно проехать с минимально медленной скоростью на которой этот стук слышен. Допустим 5 км/час, и понимая с какой частотой вращается в этот момент колёса сопоставить частоту слышимого стука с частотой вращения колеса.
Далее…
Если ритмичный стук появился после щелчка/удара в трансмиссии, то с вероятностью 99% Вам предстоит серьёзный ремонт — так выламывается зуб на главной паре (или отламывается зуб на сателлитах и попадает в зацепление главной пары), и данный ремонт откладывать нельзя. Обычно частота данного стука большая (со скоростью вращения карданного вала). Если частота стука, что Вас беспокоит равна частоте вращения колёс — то возможна причина данного стука в колёсах — а точнее в тормозных щитах колёс (выход из строя подшипника полуоси, через чур длинные (а потому задевающие за детали тормозного механизма) болты крепления колеса и т.п.) Зачастую данный стук появляется после снятия- установки колеса (установки запаски, сезонной резины резины, либо ремонта колеса).
Оригинал этой статьи находится на сайте «Автосервис Редуктор» (г.Новосибирск)
Источник