Diagnostika vad ozubených kol

1. Vibrační charakteristika ozubených kol

Ozubená kola jsou základní součástí přenosu výkonu v průmyslových strojích. Záběr zubů ozubených kol je ze své podstaty hlučný a pulzující proces. Zdravá ozubená kola vytvářejí velmi jasný a stabilní vibrační signál a odchylky od tohoto signálu jsou silným indikátorem opotřebení nebo poškození.

Analýza vibrací je vysoce účinná metoda pro detekci vad převodových stupňů ve velmi rané fázi, dlouho předtím, než mohou vést ke katastrofickému selhání převodovky.

2. Frekvence záběru ozubených kol (GMF)

Nejdůležitější frekvencí při analýze převodovky je Frekvence záběru ozubených kol (GMF)Toto je rychlost, s jakou do sebe zuby ozubených kol zabírají.

GMF = Počet zubů na ozubeném kole × Rychlost otáčení daného ozubeného kola

V bezvadné převodovce, Spektrum FFT bude mít jasný vrchol na GMF, často s několika malými harmonické (2xGMF, 3xGMF). Amplituda tohoto vrcholu GMF je indikátorem zatížení ozubených kol. Vysoký vrchol GMF sám o sobě nemusí být nutně známkou závady, ale spíše vysokého zatížení. Klíčem k diagnóze je pohled na frekvence *kolem* vrcholu GMF.

3. Používání Postranní pásma diagnostikovat poruchy

Postranní pásma jsou nejúčinnějším nástrojem pro diagnostiku specifických problémů s převody. Jsou to malé vrcholy, které se objevují po obou stranách GMF a jeho harmonických. Rozteč postranních pásem indikuje, který hřídel má problém.

• Opotřebované nebo excentrické ozubené kolo: Pokud je ozubené kolo opotřebované, excentrické nebo má výrobní vadu, bude modulovat GMF svou rotační rychlostí. To vytvoří postranní pásma kolem vrcholu GMF, která jsou rozmístěna v rychlost běhu (1X) hřídele daného konkrétního ozubeného kola. Například pokud má vrchol GMF postranní pásma rozmístěná v oblasti otáček vstupního hřídele, je závada na vstupním ozubeném kole.
• Opotřebení zubů: Obecné opotřebení zubů je často indikováno zvýšením amplitudy GMF a jeho harmonických, doprovázeným postranními pásmy 1X z odpovídajícího ozubeného kola.
• Prasklý nebo zlomený zub: Jeden prasklý nebo zlomený zub vygeneruje při 1X rychlosti chodu daného ozubeného kola silný vibrační vrchol, často s mnoha harmonickými. Také vytvoří postranní pásma kolem GMF rozmístěná při rychlosti chodu ozubeného kola. časový průběh je zde také velmi užitečný, protože pokaždé, když se zlomený zub pokusí zacvaknout, projeví se zřetelný, periodický náraz.
• Nesprávné zarovnání ozubených kol: Nesouosost převodů často vykazuje vysokou harmonickou složku 2X GMF, někdy větší než primární vrchol GMF. Bude také doprovázena postranními pásmy rozmístěnými v rozmezí rychlosti jízdy.

4. Specializované analytické techniky

Protože vibrace ozubených kol mohou být složité, často se používají specializované techniky:

• Analýza časového průběhu: Nezbytné pro detekci zlomených zubů, které se projevují jako opakované ostré nárazy.
• Analýza kepstru: Technika používaná k jasnější identifikaci skupin postranních pásem, které by mohly být obtížně viditelné ve standardním FFT spektru.

5. Fáze selhání převodového stupně

Analýza vibrací může sledovat postup selhání ozubeného kola v několika fázích:

1. Fáze 1 (raná): Kolem GMF se objevují malé postranní pásy. Celková úroveň vibrací se nemusí změnit.
2. Fáze 2 (střední): Amplituda postranních pásem se zvyšuje a mohou se začít objevovat harmonické složky GMF s vlastními postranními pásmy.
3. Fáze 3 (závažná): GMF a jeho harmonické mohou mít mnoho velkých postranních pásem. Frekvence 1X problémového zařízení může začít stoupat. Zvyšuje se šumová podlaha spektra.
4. Fáze 4 (katastrofická): GMF může zmizet a být nahrazen hlučným, náhodným vibračním signálem, protože zuby jsou vážně poškozeny nebo zničeny.

← Zpět na hlavní index