Диагностициране на дефекти на зъбните колела

1. Вибрационният подпис на зъбните колела

Зъбните колела са основен компонент за предаване на мощност в индустриалните машини. Зацепването на зъбите на зъбните колела е по своята същност шумен и вибриращ процес. Здравите зъбни колела създават много ясна и стабилна вибрационна сигнатура, а отклоненията от тази сигнатура са силен индикатор за износване или повреда.

Анализ на вибрациите е високоефективен метод за откриване на дефекти в зъбните колела на много ранен етап, много преди те да доведат до катастрофална повреда на скоростната кутия.

2. Честота на зацепване на зъбното колело (GMF)

Най-важната честота при анализа на скоростната кутия е Честота на зацепване на зъбното колело (GMF)Това е скоростта, с която зъбите на зъбните колела се зацепват помежду си.

GMF = Брой зъби на зъбно колело × Скорост на въртене на това зъбно колело

В здрава скоростна кутия, FFT спектър ще покаже ясен пик при GMF, често с няколко малки хармоници (2xGMF, 3xGMF). Амплитудата на този пик на GMF е индикатор за натоварването на зъбните колела. Високият пик на GMF сам по себе си не е непременно признак за повреда, а по-скоро за голямо натоварване. Ключът към диагнозата е наблюдението на честотите *около* пика на GMF.

3. Използване Странични ленти за диагностициране на неизправности

Странични ленти са най-мощният инструмент за диагностициране на специфични проблеми със зъбните колела. Това са малки пикове, които се появяват от двете страни на GMF и неговите хармоници. Разстоянието между страничните ленти показва кой вал има проблем.

• Износена или ексцентрична предавка: Ако зъбното колело е износено, ексцентрично или има производствен дефект, то ще модулира GMF с неговата скорост на въртене. Това ще създаде странични ленти около пика на GMF, които са разположени на разстояние... скорост на бягане (1X) на вала на това конкретно зъбно колело. Например, ако пикът на GMF има странични ленти, разположени на разстояние една от друга при скоростта на входния вал, повредата е във входното зъбно колело.
• Износване на зъбите: Общото износване на зъбите често се индикира от повишаване на амплитудата на GMF и неговите хармоници, придружено от 1X странични ленти от съответното зъбно колело.
• Счупен или напукан зъб: Един единствен пукнат или счупен зъб ще генерира силен вибрационен пик при скоростта на движение 1X на това зъбно колело, често с много хармоници. Той също така ще създаде странични ленти около GMF, разположени на разстояние една от друга при скоростта на движение на зъбното колело. времева вълна също е много полезен тук, тъй като ще показва отчетлив, периодичен удар всеки път, когато счупеният зъб се опита да се зацепи.
• Несъответствие на зъбните колела: Несъосността на предавките често показва висок хармоник на 2X GMF, понякога по-голям от основния пик на GMF. То ще бъде съпроводено и от странични ленти, разположени на разстояние една от друга в рамките на скоростта на движение.

4. Специализирани техники за анализ

Тъй като вибрациите на зъбните колела могат да бъдат сложни, често се използват специализирани техники:

• Анализ на времевата вълнова форма: От съществено значение за откриване на счупени зъби, които се проявяват като повтарящи се, остри удари.
• Анализ на кепструма: Техника, използвана за по-ясно идентифициране на семейства странични ленти, които може да са трудни за наблюдение в стандартен FFT спектър.

5. Етапи на повреда на предавката

Анализът на вибрациите може да проследи развитието на повредата на зъбното колело през няколко етапа:

1. Етап 1 (Ранен): Около GMF се появяват малки странични ленти. Общото ниво на вибрации може да не се промени.
2. Етап 2 (Умерен): Амплитудата на страничните ленти се увеличава и хармониците на GMF могат да започнат да се появяват със собствени странични ленти.
3. Етап 3 (Сериозен): GMF и неговите хармоници може да имат много големи странични ленти. Честотата 1X на проблемното устройство може да започне да се покачва. Шумовият праг на спектъра се увеличава.
4. Етап 4 (Катастрофален): GMF може да изчезне и да бъде заменен от шумна, произволна вибрационна сигнатура, тъй като зъбите са силно увредени или разрушени.

← Обратно към основния индекс