Co je opotřebení ozubených kol? Typy a metody detekce • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je opotřebení ozubených kol? Typy a metody detekce • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je opotřebení ozubeného kola? Typy a metody detekce

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení opotřebení ozubených kol

Definice: Co je to opotřebení ozubeného kola?

Opotřebení ozubených kol je postupná ztráta materiálu z povrchů zubů ozubených kol v důsledku mechanických procesů, včetně oděru, adheze, únavy povrchu a koroze. Na rozdíl od náhlých poruch způsobených zlomením zubu je opotřebení ozubeného kola postupná degradace, která mění geometrii profilu zubu, zvyšuje vůli, zvyšuje hluk a vibrace úrovně a nakonec vede k funkčnímu selhání, když se opotřebení zubů stane nadměrným nebo přejde do závažnějších režimů poškození, jako je důlkování nebo zlomenina zubu.

Pochopení mechanismů opotřebení ozubených kol a sledování postupu opotřebení prostřednictvím analýza vibrací, analýza oleje a pravidelné kontroly umožňují prediktivní strategie údržby, které optimalizují spolehlivost převodovky a minimalizují neplánované prostoje.

Typy a mechanismy opotřebení ozubených kol

1. Abrazivní opotřebení

Nejběžnější mechanismus opotřebení v průmyslových převodovkách:

  • Příčina: Tvrdé částice (nečistoty, kovové třísky, úlomky opotřebení) v mazivu působící jako abrazivo
  • Proces: Částice zachycené mezi povrchy zubů odstraňují materiál broušením
  • Vzhled: Leštěné, hladké povrchy zubů; materiál je odstraňován rovnoměrně
  • Hodnotit: Úměrné úrovni znečištění a zatížení
  • Prevence: Efektivní filtrace, těsnění, čistá montáž

2. Opotřebení lepidlem (oděrování/rýhy)

Vyskytuje se při silném zatížení nebo nedostatečném mazání:

  • Příčina: Rozrušení mazacího filmu umožňuje kontakt kovu s kovem
  • Proces: Mikroskopické svařování a trhání v kluzných kontaktních bodech
  • Vzhled: Drsné, roztržené povrchy; přenos materiálu mezi spojovacími zuby; rýhy ve směru kluzu
  • Závažnost: Po zahájení se může rychle rozvíjet, což vede ke katastrofickému selhání
  • Prevence: Dostatečné mazání, přísady pro extrémní tlaky (EP), snížené zatížení

3. Mikrodůlková tvorba

Únavové opotřebení povrchu vytvářející jemnou texturu povrchu:

  • Příčina: Tenké mazací filmy umožňující vysoké kontaktní napětí na povrchu
  • Vzhled: Matně šedý povrch; tisíce mikroskopických důlků (10–50 µm)
  • Umístění: Typicky poblíž čáry sklonu, kde se kombinuje valení a klouzání
  • Postup: Může se stabilizovat (mírná forma) nebo přejít do makropittingu (těžká forma)
  • Účinek: Mění profil zubů, zvyšuje hluk a vibrace

4. Střední (normální) opotřebení

  • Postupné leštění a odstraňování materiálu v průběhu let
  • Do určité míry se očekává u všech převodových stupňů
  • Tempo by mělo být předvídatelné a pomalé (< 0,1 mm v průběhu let)
  • Přijatelné, pokud je v rámci konstrukčních tolerancí

5. Korozivní opotřebení

  • Příčina: Vlhkost, kyselá maziva nebo chemická kontaminace
  • Vzhled: Rezavé skvrny, drsnost povrchu, důlky
  • Společný: Když převodovky stojí v klidu a je v nich vlhkost
  • Prevence: Správné utěsnění, inhibitory koroze, ochrana při skladování

Vlivy opotřebení ozubených kol

Geometrické změny

  • Úprava profilu: Evolventní profil se zhoršuje, což ovlivňuje konjugované působení
  • Zvýšená vůle: Úbytek materiálu zvyšuje vůli mezi spojovacími zuby
  • Snížený kontaktní poměr: Méně zubů v kontaktu současně
  • Koncentrace zatížení: Zbývající materiál nese vyšší namáhání

Zhoršení výkonu

  • Zvýšené vibrace: Špatný kontakt zubů vytváří rázy a proměnlivou tuhost sítě
  • Hluk: Chrastění z vůle, kvílení z drsnosti povrchu
  • Snížená účinnost: Zvýšené ztráty třením
  • Ztráta přesnosti: Zvýšená vůle ovlivňuje přesnost polohování

Zrychlené zhoršení

  • Opotřebované zuby nesou vyšší zatížení (méně zubů sdílí zatížení)
  • Koncentrace napětí v opotřebovaných oblastech
  • Přechod do důlkové deformace nebo zlomení zubu
  • Vytváří úlomky opotřebení, které urychlují opotřebení (pozitivní zpětná vazba)

Detekční metody

Analýza vibrací

  • GMF Trendy amplitudy: Postupné zvyšování naznačuje postupné opotřebení
  • Harmonický vývoj: Vzhled a růst 2×GMF, 3×GMF
  • Postranní pásma: Vývoj postranních pásem otáček hřídele kolem GMF
  • Šum v širokopásmovém připojení: Zvýšený vysokofrekvenční obsah z drsnosti povrchu
  • Časový průběh: Rostoucí nesrovnalost a dopad

Analýza oleje

  • Analýza částic opotřebení: Koncentrace železa ve vzorcích oleje
  • Ferografie: Morfologie částic (tření vs. řezání vs. únavové částice)
  • Spektrografická analýza: Elementární složení odhalující opotřebitelné kovy
  • Počítání částic: Trendy koncentrace a distribuce velikosti částic
  • Včasná detekce: Analýza oleje dokáže odhalit opotřebení dříve, než se objeví příznaky vibrací

Vizuální kontrola

  • Inspekce boroskopem bez demontáže
  • Kompletní kontrola během generálních oprav
  • Změřte tloušťku zubu na roztečné linii
  • Zkontrolujte kontaktní vzory (modrání nebo přenos povlaku)
  • Vyfoťte zuby pro historické srovnání
  • Porovnejte s limity opotřebení stanovenými výrobcem

Monitorování hluku

  • Akustická emise z kontaktů zubů
  • Ultrazvuková měření stavu povrchu
  • Změny slyšitelného hluku indikující postup opotřebení

Prevence a prodloužení života

Správné mazání

  • Správná viskozita maziva pro zatížení a rychlost
  • Přísady EP (extrémní tlak) pro vysoké zatížení
  • Dostatečné množství a průtok maziva
  • Udržujte čistotu oleje filtrací
  • Pravidelné výměny oleje dle plánu výrobce

Kontrola kontaminace

  • Účinné utěsnění zabraňující vniknutí částic
  • Odvzdušňovače s filtry
  • Čisté postupy montáže a údržby
  • Systémy pro filtraci oleje (absolutní hodnota 10–25 µm)

Řízení zátěže

  • Provoz v rámci jmenovitého zatížení
  • Zabraňte rázovému zatížení nebo náhlým změnám zatížení
  • Sledování přenosu točivého momentu a výkonu
  • Zvažte zvětšení převodovky, pokud je trvale přetížena.

Zarovnání a instalace

  • Zajistěte správné seřízení ozubených kol (kontaktní vzor po celé šířce čelní plochy)
  • Korekce nesouososti hřídele vytvářením zatížení na hraně
  • Správný výběr a údržba ložiska
  • Ověřte vůli v rámci specifikací

Kdy vyměnit ozubená kola

Kritéria pro nahrazení

  • Tloušťka zubu: Opotřebení nad rámec limitů stanovených výrobcem (obvykle úbytek materiálu 10-20%)
  • Úrovně vibrací: Amplituda GMF překračuje limity alarmu i přes zlepšení mazání
  • Rozsah důlkování: > 30% povrchu zubu vykazujícího středně těžkou až těžkou důlkovou korozi
  • Bodnutí/oder: Jakékoli středně silné až silné poškrábání naznačuje nutnost výměny
  • Hluk: Nadměrný hluk indikující špatný kontakt zubů
  • Vůle: Překročení maximálních specifikovaných hodnot

Úvahy o načasování

  • Náhrada plánu během plánovaných výpadků
  • Vyměňte ozubená kola společně (páry ozubených kol se opotřebovávají společně)
  • Zvažte kompletní výměnu převodovky oproti výměně převodového stupně, pokud je poškozena skříň
  • Objednejte si náhradní převody včas (může dojít k delší dodací lhůtě)

Opotřebení ozubených kol je nevyhnutelným důsledkem přenosu výkonu, ale správným mazáním, kontrolou kontaminace a sledováním stavu lze minimalizovat míru opotřebení a maximalizovat životnost převodovky. Systematické sledování frekvence záběru ozubených kol a jejich postranních pásem v kombinaci s analýzou oleje umožňuje včasnou detekci abnormálního opotřebení a umožňuje plánovanou výměnu ozubených kol dříve, než dojde ke katastrofickým poruchám.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp