Forståelse af jagttandfrekvens

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er jagttandfrekvens?

Jagttandfrekvens (HTF, også kaldet samlingsfasefrekvens eller største fælles divisorfrekvens) er en lavfrekvent vibrationer komponent i tandhjulspar, der repræsenterer den hastighed, hvormed de samme individuelle tænder på tandhjulet og tandhjulet kommer i kontakt med hinanden igen. Denne frekvens bestemmes af den største fælles divisor (GCD) af antallet af tænder på hvert tandhjul og fremstår som en modulationsfrekvens, der skaber sidebånd omkring gearindgrebsfrekvens (GMF).

Hyppigheden af jagttænder er diagnostisk signifikant, fordi vibrationer ved HTF indikerer problemer med specifikke individuelle tænder (såsom en revnet tand, lokalt slid eller excentricitet) snarere end den generelle geartilstand, hvilket hjælper med at præcist fastslå den nøjagtige placering og art af geardefekter.

Matematisk grundlag

Beregningsmetode

HTF beregnes ved hjælp af den største fælles divisor (GCD) af tandantallet:

Formel

• HTF = GCD(N₁, N₂) × omdr./min._tandhjul / 60
• Hvor N₁ = antal tænder på tandhjulet
• N₂ = antal tænder på tandhjulet
• GCD = største fælles divisor af N₁ og N₂

Eksempler

Eksempel 1: Jagttandpar

• Tandhjul: 23 tænder ved 1800 omdr./min.
• Gear: 67 tænder
• GCD(23, 67): 1 (primtal, ingen fælles faktorer)
• HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (samme som tandhjulets hastighed)
• Mening: Hver tandhjulstand går i indgreb med hver tandhjulstand, før mønsteret gentages
• Resultat: Jagttandudstyr — optimal slidfordeling

Eksempel 2: Ikke-jagtende par

• Tandhjul: 20 tænder ved 1800 omdr./min.
• Gear: 60 tænder
• GCD(20, 60): 20
• HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
• Mening: De samme 20 tandpar griber ind gentagne gange
• Resultat: Koncentreret slidmønster på de samme tænder

Eksempel 3: Mellemtilfælde

• Tandhjul: 18 tænder ved 3600 omdr./min.
• Gear: 54 tænder
• GCD(18, 54): 18
• HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
• Mønster: 18 forskellige tandkontaktpar gentager sig

Jagt vs. ikke-jagtudstyrssæt

Jagttanddesign (GCD = 1)

Opnås når tandantallet er relativt primt (ingen fælles faktorer):

• Fordele:
  • Hver tandhjulstand går til sidst i indgreb med hver tandhjulstand
  • Slid fordelt jævnt over alle tænder
  • Produktionsfejl udlignet
  • Længere gearlevetid
  • Foretrukket til de fleste anvendelser
• Ulemper:
  • Specifikke tanddefekter skaber vibrationer ved akselhastighed (HTF = shaft speed)
  • Kan kræve mere præcis fremstilling

Ikke-jagtdesign (GCD > 1)

Opstår når tandantallet deler fælles faktorer:

• Fordele:
  • Enklere valg af tandantal
  • Kan tillade standard gearstørrelser
• Ulemper:
  • De samme tænder griber gentagne gange ind i hinanden (kun unikke GCD-par)
  • Slid koncentreret på de samme tandpar
  • Produktionsfejl på specifikke tænder gentages hver cyklus
  • Typisk kortere gearlevetid
  • Generelt undgås i kvalitetsgearkassedesign

Vibrationssignatur

HTF som sidebåndsafstand

HTF vises primært som sidebåndsafstand omkring GMF:

• Central Peak: GMF (gearindgrebsfrekvens)
• Sidebånd: GMF ± HTF, GMF ± 2×HTF, GMF ± 3×HTF
• Fortolkning: Sidebånd ved HTF-afstand indikerer individuelle tanddefekter eller excentricitet
• Amplitude: Sidebåndsamplitude angiver sværhedsgraden af den lokaliserede defekt

Diagnostiske mønstre

Enkelt beskadiget tand

• Stærke sidebånd ved HTF-afstand omkring GMF
• HTF = akselhastighed for gear med beskadiget tand
• Anslag én gang pr. omdrejning af defekt gear
• Tidsbølgeform viser periodisk impuls

Gearets excentricitet

• HTF-sidebånd fra runout (excentrisk montering)
• Tandindgrebsdybden varierer én gang pr. omdrejning
• Skaber amplitudemodulation af GMF
• Kan korrigeres ved genmontering eller kastkompensation

Ulige tandafstand

• Produktionsfejl i tandafstand
• Opretter mønstergentagelse ved HTF
• Kan kræve udskiftning eller godkendelse af gear, hvis det er inden for tolerancerne

Praktisk diagnose

Identificering af defekt udstyr

Bestem hvilket gear (tandhjul eller hovedgear) der har defekten:

1. Beregn begge akselhastigheder: Indgangs- og udgangs-omdrejningstal
2. Mål sidebåndsafstand: Fra vibrationsspektret
3. Sammenligne: Hvis sidebåndsafstand = indgangsakselfrekvens → tandhjulsfejl
4. Sammenligne: Hvis sidebåndsafstand = udgangsakselfrekvens → gearfejl
5. Konklusion: Sidebåndsafstanden identificerer hvilken aksel (og dermed hvilket gear) der har problemet

Vurdering af alvorlighedsgrad

• Sidebåndsamplitude: Højere amplituder indikerer en mere alvorlig lokaliseret defekt
• Antal sidebånd: Flere sidebånd (højere ordener) indikerer dårligere tilstand
• Tidsbølgeform: Tydelig periodisk impuls bekræfter individuel tandpåvirkning
• Sammenligning med GMF: Sidebånd > 25% af GMF-amplitude indikerer signifikant defekt

Designovervejelser

Valg af tandnumre

Bedste praksis for geardesign:

• Brug primtal: Sikrer GCD = 1 (jagtandsdesign)
• Undgå fælles faktorer: Brug ikke tandantal som 20:60 (GCD=20)
• Eksempler på gode par: 17:51, 19:57, 23:69 (alle GCD=1)
• Afvejning: Kan begrænse gearudvekslingsmulighederne en smule

Hvornår det er acceptabelt at ikke jage

• Lavbelastningsapplikationer, hvor slid ikke er kritisk
• Standard gearsæt hvor præcise udvekslingsforhold kræves
• Kortlivede anvendelser (slidfordeling mindre vigtig)
• Når fremstillingsfordele opvejer slidhensyn

Forhold til andre gearfrekvenser

Frekvenshierarki i gearkassen

• Akselhastigheder: 1× for input og output (laveste frekvenser)
• HTF: Ligesom akselhastighed (jagtdesign) eller højere (ikke-jagtdesign)
• GMF: Antal tænder × akselhastighed (højeste primærfrekvens)
• GMF-harmoniske: 2×GMF, 3×GMF osv. (fra ikke-lineariteter)

Strategi for sidebåndsanalyse

• Sidebånd ved akselhastighedsafstand → excentrisk tandhjul eller individuel tandfejl
• Sidebånd ved HTF-afstand (hvis HTF ≠ akselhastighed) → problem med gentagende tandmønster
• Ingen tydelige sidebånd → generel fordelt slid eller god geartilstand

Jagtende tandfrekvens, selvom det er et subtilt aspekt af geardynamikken, giver kraftfuld diagnostisk information. Forståelse af HTF-beregning og genkendelse af HTF-sidebånd muliggør præcis identifikation af, hvilket gear der har en defekt, og om problemet er en specifik beskadiget tand eller en mere distribueret tilstand, hvilket vejleder målrettede vedligeholdelseshandlinger i fejlfinding af gearkassen.

---

← Tilbage til hovedindekset