فهم تردد شبكة التروس
التعريف: ما هو تردد شبكة التروس؟
تردد شبكة التروس (GMF، ويسمى أيضًا تردد شبكة الأسنان أو تردد ارتباط الأسنان) هو اهتزاز التردد الناتج عن تلامس أسنان التروس عند دخولها وخروجها من التلامس أثناء دورانها. يُحسب بضرب عدد أسنان الترس في سرعته الدورانية (GMF = عدد الأسنان × عدد الدورات في الدقيقة / 60). يمثل GMF معدل تلامس الأسنان، وهو عادةً التردد السائد في أطياف اهتزاز علبة التروس.
يعد فهم ومراقبة GMF أمرًا أساسيًا لتشخيص علبة التروس لأن السعة،, التوافقيات، و أشرطة جانبية توفر بيانات ذروة GMF معلومات مفصلة حول حالة التروس، بما في ذلك التآكل، وسوء المحاذاة، وعيوب الأسنان، وكفاية التزييت.
حساب تردد شبكة التروس
الصيغة الأساسية
يمكن حساب GMF من أي ترس في زوج شبكي:
- GMF = Nجناح الطائر × دورة في الدقيقةجناح الطائر / 60 (باستخدام الترس الصغير)
- GMF = Nمعدات × دورة في الدقيقةمعدات / 60 (باستخدام العتاد)
- كلا الطريقتين تعطي نفس النتيجة (يجب أن يكون ذلك لأن الأسنان تتشابك مع بعضها البعض)
أمثلة على الحسابات
المثال 1: علبة تروس بسيطة
- الإدخال (الترس): 20 سنًا عند 1800 دورة في الدقيقة
- الإخراج (التروس): 60 سنًا عند 600 دورة في الدقيقة
- GMF = 20 × 1800/60 = 600 هرتز
- تَحَقّق: 60 × 600 / 60 = 600 هرتز ✓
المثال 2: علبة التروس متعددة المراحل
- المرحلة الأولى: 18 سنًا عند 3600 دورة في الدقيقة → GMF₁ = 1080 هرتز
- المرحلة الثانية: 25 سنًا عند 1200 دورة في الدقيقة → GMF₂ = 500 هرتز
- المرحلة الثالثة: 30 سنًا عند 400 دورة في الدقيقة → GMF₃ = 200 هرتز
- نطاق: سيتم عرض القمم في جميع الترددات الثلاثة بالإضافة إلى التوافقيات والنطاقات الجانبية
GMF في أطياف الاهتزاز
علبة تروس عادية (سليمة)
- ذروة GMF: ذروة واضحة عند التردد المحسوب
- السعة: معتدلة ومتسقة مع مرور الوقت
- التوافقيات: قد يكون 2×GMF و3×GMF موجودين ولكن بسعة منخفضة (< 25% من GMF)
- النطاقات الجانبية: الحد الأدنى أو غائب
- سرعات العمود: 1 × قمم لأعمدة الإدخال والإخراج أقل من GMF
التوقيعات غير الطبيعية التي تشير إلى وجود مشاكل
سعة GMF عالية
- سبب: تآكل عام في التروس، عدم المحاذاة، الأحمال العالية
- مؤشر: تزايد سعة GMF بمرور الوقت
- فعل: زيادة وتيرة المراقبة، وتخطيط التفتيش
التوافقيات المتعددة لـ GMF
- سبب: عيوب أسنان التروس، التآكل الشديد، نمط التلامس السيئ
- نمط: 2×GMF، 3×GMF، 4×GMF بسعة كبيرة
- خطورة: مزيد من التوافقيات = حالة أكثر خطورة
النطاقات الجانبية حول GMF
النطاقات الجانبية هي تعديل لـ GMF بواسطة سرعات العمود:
- أشرطة جانبية للترس: GMF ± سرعة عمود الإدخال → تشير إلى عيوب الترس الصغير
- أشرطة جانبية للعتاد: GMF ± سرعة عمود الإخراج → تشير إلى عيوب التروس
- نطاقات جانبية متعددة: GMF ± n×(سرعة العمود) حيث n = 1، 2، 3… → عيوب الأسنان المحددة
- النطاقات الجانبية غير المتماثلة: أقوى على جانب واحد يشير إلى وجود ترس غريب الأطوار أو تباعد غير متساوٍ بين الأسنان
التفسير التشخيصي
تقييم حالة التروس
| حالة | سعة GMF | التوافقيات | أشرطة جانبية |
|---|---|---|---|
| جديد/جيد | منخفض، مستقر | الحد الأدنى (< 25% من GMF) | غائب أو صغير جدًا |
| ارتداء عادي | زيادة معتدلة وتدريجية | 2×GMF موجود ولكنه منخفض | قد تظهر نطاقات جانبية صغيرة |
| ارتداء معتدل | ارتفاع مستمر | 2×، 3×GMF مرئية | نطاقات جانبية واضحة ± ترددات العمود |
| التآكل/التلف الشديد | عالية جدًا | التوافقيات المتعددة (4×، 5×+) | عائلات النطاق الجانبي المتعددة |
| عيب موضعي | معتدل | حاضر | نطاقات جانبية قوية ومتباعدة بانتظام |
توقيعات الخطأ المحددة
عدم محاذاة التروس
- التوافقيات العالية 2×GMF و3×GMF
- قد يكون الاهتزاز المحوري مرتفعًا
- تم التحسين من خلال تصحيح محاذاة التروس
تروس لامركزية
- أشرطة جانبية قوية عند سرعة عمود ±1× للتروس اللامركزية
- يختلف اتصال الأسنان مرة واحدة لكل دورة
- قد نرى تعديل السعة في شكل موجة زمنية
الأسنان المكسورة أو المتشققة
- نطاقات جانبية عالية السعة عند تباعد سرعة العمود
- تأثير واحد لكل دورة من الترس المعيب
- قد تظهر الأحداث الاندفاعية في شكل موجة زمنية
- نمو السعة السريع
عدم كفاية التشحيم
- ارتفاع سعة GMF بسبب زيادة الاحتكاك
- زيادة الضوضاء عالية التردد
- ارتفاع درجة الحرارة في علبة التروس
GMF والرنين الهيكلي
غالبًا ما يقع GMF في النطاق الذي يثير الرنينات الهيكلية:
- نموذج GMF: 200-2000 هرتز لعلب التروس الصناعية
- ترددات الإطار الطبيعية: غالبًا 50-500 هرتز
- المطابقة: يمكن لـ GMF أو التوافقيات إثارة رنينات الإطار أو الغلاف
- نتيجة: صوت صرير التروس العالي، واهتزاز الغلاف المفرط
- حل: تقوية الهيكل، إضافة التخميد، تغيير عدد أسنان التروس (يغير GMF)
استراتيجية الرصد
إنشاء خط الأساس
- سجل سعة GMF عندما يكون صندوق التروس جديدًا أو تم تجديده حديثًا
- توثيق مستويات التوافقيات الطبيعية والنطاق الجانبي
- تحديد حدود الإنذار (عادةً 2-3 × خط الأساس)
المعلمات الشائعة
- سعة GMF: المؤشر الأساسي للحالة العامة للترس
- النسب التوافقية: 2×GMF/GMF، 3×GMF/GMF تشير الزيادة إلى التدهور
- طاقة النطاق الجانبي: مجموع سعات النطاق الجانبي
- المحتوى عالي التردد: طاقة النطاق العريض في نطاق 5-50 كيلو هرتز (حالة سطح الترس)
مستويات الإنذار
- يُحذًِر: سعة GMF 2× خط الأساس
- إنذار: سعة GMF 4 × خط الأساس أو الزيادة السريعة
- شديد الأهمية: توافقيات قوية متعددة، أو نطاقات جانبية واسعة، أو خط أساسي 10×
يُعدّ تردد شبكة التروس أساسًا لمراقبة حالة علبة التروس وتشخيصها. إن فهم حساب GMF، والأنماط الطيفية الطبيعية وغير الطبيعية، والأهمية التشخيصية للتوافقيات والنطاقات الجانبية، يُمكّن من الكشف الفعال عن مشاكل التروس قبل حدوث عطل كارثي بوقت طويل، مما يسمح بالصيانة المخططة ويمنع خسائر الإنتاج الباهظة.