Διάγνωση ελαττωμάτων γραναζιών

1. Η Υπογραφή Δόνησης των Γραναζιών

Τα γρανάζια αποτελούν θεμελιώδες εξάρτημα για τη μετάδοση ισχύος στα βιομηχανικά μηχανήματα. Η εμπλοκή των δοντιών των γραναζιών είναι μια εγγενώς θορυβώδης και δυναμική διαδικασία. Τα υγιή γρανάζια παράγουν μια πολύ καθαρή και σταθερή υπογραφή δόνησης και οι αποκλίσεις από αυτήν την υπογραφή αποτελούν ισχυρή ένδειξη φθοράς ή ζημιάς.

Ανάλυση κραδασμών είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδος για την ανίχνευση ελαττωμάτων σε ένα κιβώτιο ταχυτήτων σε πολύ πρώιμο στάδιο, πολύ πριν αυτά οδηγήσουν σε καταστροφική βλάβη ενός κιβωτίου ταχυτήτων.

2. Συχνότητα πλέγματος γραναζιών (GMF)

Η πιο σημαντική συχνότητα στην ανάλυση του κιβωτίου ταχυτήτων είναι η Συχνότητα πλέγματος γραναζιών (GMF)Αυτός είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα δόντια των γραναζιών εμπλέκονται μεταξύ τους.

GMF = Αριθμός δοντιών σε ένα γρανάζι × Ταχύτητα περιστροφής αυτού του γραναζιού

Σε ένα υγιές κιβώτιο ταχυτήτων, το Φάσμα FFT θα εμφανίσει μια σαφή κορυφή στο GMF, συχνά με μερικές μικρές αρμονικές (2xGMF, 3xGMF). Το πλάτος αυτής της κορυφής GMF αποτελεί ένδειξη του φορτίου στα γρανάζια. Μια υψηλή κορυφή GMF από μόνη της δεν αποτελεί απαραίτητα ένδειξη σφάλματος, αλλά μάλλον βαρέος φορτίου. Το κλειδί για τη διάγνωση είναι η εξέταση των συχνοτήτων *γύρω* από την κορυφή GMF.

3. Χρήση Πλευρικές ζώνες για τη διάγνωση βλαβών

Πλευρικές ζώνες είναι το πιο ισχυρό εργαλείο για τη διάγνωση συγκεκριμένων προβλημάτων γραναζιών. Αυτές είναι μικρές κορυφές που εμφανίζονται εκατέρωθεν του GMF και των αρμονικών του. Η απόσταση των πλευρικών ζωνών υποδεικνύει ποιος άξονας αντιμετωπίζει το πρόβλημα.

• Φθαρμένο ή εκκεντρικό γρανάζι: Εάν ένα γρανάζι είναι φθαρμένο, έκκεντρο ή έχει κατασκευαστικό ελάττωμα, θα διαμορφώσει το GMF στην ταχύτητα περιστροφής του. Αυτό θα δημιουργήσει πλευρικές ζώνες γύρω από την κορυφή του GMF που είναι κατανεμημένες στο ταχύτητα λειτουργίας (1X) του άξονα αυτού του συγκεκριμένου γραναζιού. Για παράδειγμα, εάν η κορυφή GMF έχει πλευρικές ζώνες σε απόσταση στην ταχύτητα του άξονα εισόδου, το σφάλμα βρίσκεται στο γρανάζι εισόδου.
• Φθορά των δοντιών: Η γενική φθορά των δοντιών συχνά υποδεικνύεται από την αύξηση του πλάτους του GMF και των αρμονικών του, συνοδευόμενη από πλευρικές ζώνες 1X από το αντίστοιχο γρανάζι.
• Ραγισμένο ή σπασμένο δόντι: Ένα μόνο ραγισμένο ή σπασμένο δόντι θα δημιουργήσει μια ισχυρή κορυφή δόνησης στην ταχύτητα λειτουργίας 1X αυτού του γραναζιού, συχνά με πολλές αρμονικές. Θα παράγει επίσης πλευρικές ζώνες γύρω από το GMF που κατανέμεται στην ταχύτητα λειτουργίας του γραναζιού. κυματομορφή χρόνου είναι επίσης πολύ χρήσιμο εδώ, καθώς θα δείχνει μια ξεχωριστή, περιοδική επίδραση κάθε φορά που το σπασμένο δόντι προσπαθεί να πλεχθεί.
• Κακή ευθυγράμμιση γραναζιών: Η κακή ευθυγράμμιση των γραναζιών συχνά εμφανίζει υψηλή αρμονική 2X GMF, μερικές φορές μεγαλύτερη από την κύρια κορυφή GMF. Θα συνοδεύεται επίσης από πλευρικές ζώνες που κατανέμονται στην ταχύτητα λειτουργίας.

4. Εξειδικευμένες Τεχνικές Ανάλυσης

Επειδή οι κραδασμοί των γραναζιών μπορεί να είναι πολύπλοκοι, συχνά χρησιμοποιούνται εξειδικευμένες τεχνικές:

• Ανάλυση Χρονικής Κυματομορφής: Απαραίτητο για την ανίχνευση σπασμένων δοντιών, τα οποία εμφανίζονται ως επαναλαμβανόμενες, αιχμηρές κρούσεις.
• Ανάλυση Cepstrum: Μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την πιο σαφή αναγνώριση οικογενειών πλευρικών ζωνών που μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστούν σε ένα τυπικό φάσμα FFT.

5. Στάδια αστοχίας γραναζιών

Η ανάλυση κραδασμών μπορεί να παρακολουθήσει την εξέλιξη της βλάβης του γραναζιού σε διάφορα στάδια:

1. Στάδιο 1 (Πρώιμο): Μικρές πλευρικές ζώνες εμφανίζονται γύρω από το GMF. Το συνολικό επίπεδο δόνησης ενδέχεται να μην αλλάξει.
2. Στάδιο 2 (Μέτριο): Το πλάτος των πλευρικών ζωνών αυξάνεται και οι αρμονικές του GMF μπορεί να αρχίσουν να εμφανίζονται με τις δικές τους πλευρικές ζώνες.
3. Στάδιο 3 (Σοβαρό): Το GMF και οι αρμονικές του μπορεί να έχουν πολλές μεγάλες πλευρικές ζώνες. Η συχνότητα 1X του προβληματικού εξοπλισμού μπορεί να αρχίσει να αυξάνεται. Το κατώτατο όριο θορύβου του φάσματος αυξάνεται.
4. Στάδιο 4 (Καταστροφικό): Το GMF μπορεί να εξαφανιστεί και να αντικατασταθεί από μια θορυβώδη, τυχαία δονητική υπογραφή καθώς τα δόντια υποβάλλονται σε σοβαρή ζημιά ή καταστρέφονται.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο