Möjligheter till reduktion av ljud från kuggväxel i markvibrator

Sammanfattning: Bakgrunden till projektet är ett examensarbete initierat av Metso Dynapac. Företaget tillverkar maskiner för utläggning och packning av beläggnings- och fyllnadsmaterial, t.ex. vid asfaltering. En av de maskiner som företaget tillverkar är en markvibrator, vilken har problem med buller. En ingående komponent i maskinen består av en kuggväxel. Kuggväxeln bedöms av företaget vara en av källorna till buller, vilket fastställts genom mätningar. Pga. nya EU-direktiv krävs en sänkning av maskinens ljudnivå. I examensarbetet ingår därför att undersöka och föreslå lämpliga åtgärder i syfte att reducera ljudnivån från kuggväxeln. Rapporten inleds med en litteraturstudie inom området kugghjulsbuller vilken har till uppgift att undersöka, värdera och dokumentera faktorer som påverkar ljudnivån i kuggväxeln. I det kapitel som följer presenteras de krav som ställs på kuggväxeln. Kraven har utarbetats i samråd med företaget och skall uppfyllas då omkonstruktion av kuggväxeln sker. Befintlig kuggväxel undersöks sedan gällande geometri och hållfasthet både analytiskt och numeriskt. Även svagheter i konstruktionen har studerats och dokumenterats. Då dimensionering av nya kugghjul sker gäller de befintliga kugghjulen som referens, dvs. hållfasthetsmässigt skall de framtagna hjulen vara likvärdiga eller bättre. Dessutom skall konstruktion ske under samtidig bullerreduktion. För dimensionering av kuggväxeln har programvaran KISSsoft Hirnware tagits till hjälp. Programmet klarar de flesta förekommande maskinelement och har egenhändigt införskaffats av examensarbetarna. Ofta är det önskvärt att optimera konstruktionen, t.ex. genom att reducera massan. I detta fall var parametern som skulle studeras istället buller och att denna möjlighet gavs togs därför i grundligt övervägande vid valet av mjukvara. Ett stort antal lösningsförslag har tagits fram mha. programmet, där de kravuppfyllande och ur bullersynpunkt betraktade bästa lösningarna valts. De lösningar som utsetts är ett set kugghjul med rakskurna kuggar och ett set med snedskurna kuggar. De två tänkbara lösningarna har resulterat i ytterligare modifieringar av i kuggväxeln ingående komponenter. Förslagen har därför genomarbetats för att kunna presenteras som helhetslösningar. Vidareutvecklingen har inneburit beräkningar avseende lager, samt modifiering av de ingående delarna; drivande axel, hylsa, distans och excenterhus. Även gällande toleranser har till viss del undersökts. De två tänkbara lösningarna har utvärderats och kravuppfyllelsen kontrollerats, varefter rekommendation gjorts av den möjliga lösning som bedöms inneha störst förbättringspotential. Avslutningsvis presenteras rekommenderat förslag innehållande ritningsunderlag färdigt för tillverkning, samt bestämda produktionstoleranser. Kvarstår i arbetet gör för företagets del prototypframtagning och utprovning av produkten, vilket sker i form av nya bullermätningar på maskinen.