Κατανόηση της συχνότητας πλέγματος γραναζιών
Συχνότητα εμπλοκής γραναζιών (GMF - επίσης αποκαλούμενη συχνότητα οδοντικού πλέγματος ή συχνότητα εμπλοκής των δοντιών) είναι η δόνηση συχνότητα που παράγεται καθώς τα δόντια του γραναζιού έρχονται και φεύγουν σε επαφή κατά την περιστροφή. Βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των δοντιών ενός γραναζιού με την ταχύτητα περιστροφής του γραναζιού: GMF = (αριθμός δοντιών × στροφές ανά λεπτό) / 60. Η GMF είναι συνήθως η κυρίαρχη κορυφή σε ένα κιβώτιο ταχυτήτων φάσμα δόνησης, και το πλάτος του, το αρμονικές, και το πλευρικές ζώνες γύρω από αυτό φέρουν λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση των εργαλείων - φθορά, κακή ευθυγράμμιση, ελαττώματα δοντιών και επάρκεια λίπανσης. Η ανίχνευση του GMF αποτελεί επομένως το θεμέλιο της διάγνωσης του κιβωτίου ταχυτήτων και βασικό μέρος του εντοπισμού ελαττώματα γραναζιών πριν γίνουν αποτυχίες.
1. Υπολογισμός της συχνότητας ματιών εργαλείων
Βασικός τύπος
Η GMF μπορεί να υπολογιστεί από οποιοδήποτε μέλος ενός ζεύγους πλεγμάτων, και τα δύο πρέπει να δίνουν την ίδια απάντηση επειδή τα δόντια περνούν το ένα από το άλλο με έναν ενιαίο κοινό ρυθμό:
- GMF = Nμικρός οδοντωτός τροχός × Στροφές/λεπτόμικρός οδοντωτός τροχός / 60 (από το γρανάζι)
- GMF = Nγρανάζι × Στροφές/λεπτόγρανάζι / 60 (από το εργαλείο)
Οι δύο αυτές σχέσεις είναι ισοδύναμες επειδή ο λόγος στροφών είναι το αντίστροφο του λόγου αριθμού δοντιών. Σημειώστε ότι η GMF δεν είναι ένα απλό ταχύτητα λειτουργίας αρμονική - είναι ο αριθμός των δοντιών επί την ταχύτητα του άξονα, οπότε συνήθως βρίσκεται πολύ πάνω από το 1×.
Επεξεργασμένα παραδείγματα
Παράδειγμα 1 - Απλό κιβώτιο ταχυτήτων
- Είσοδος (γρανάζι): 20 δόντια στις 1.800 στροφές ανά λεπτό
- Έξοδος (γρανάζι): 60 δόντια στις 600 στροφές ανά λεπτό
- GMF = 20 × 1,800 / 60 = 600 Hz
- Ελεγχος: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓
Παράδειγμα 2 - Κιβώτιο ταχυτήτων πολλαπλών σταδίων
- Πρώτο στάδιο: 18 δόντια στις 3.600 στροφές ανά λεπτό → GMF₁ = 1.080 Hz
- Δεύτερο στάδιο: 25 δόντια στις 1.200 στροφές ανά λεπτό → GMF₂ = 500 Hz
- Τρίτο στάδιο: 30 δόντια στις 400 στροφές ανά λεπτό → GMF₃ = 200 Hz
- Φάσμα: δείχνει μια ξεχωριστή κορυφή για κάθε στάδιο, καθώς και αρμονικές και πλευρικές ζώνες.
Η επεξεργασία τους με το χέρι για κάθε στάδιο είναι κουραστική. Υπολογιστής συχνότητας πλέγματος γραναζιών επιστρέφει αμέσως το GMF και την αναμενόμενη απόσταση πλευρικών ζωνών, και το Υπολογιστής αρμονικής συχνότητας βοηθά στην τοποθέτηση των παραγγελιών ταχύτητας του περιβάλλοντος άξονα.
2. GMF στο φάσμα κραδασμών
Ένα υγιές κιβώτιο ταχυτήτων
- GMF κορυφή: μια σαφή, ενιαία κορυφή στην υπολογισμένη συχνότητα.
- Πλάτος: μέτρια και σταθερή με την πάροδο του χρόνου.
- Αρμονικές: 2×GMF και 3×GMF μπορεί να υπάρχουν αλλά είναι μικρά (κάτω από ~25% του GMF).
- Πλευρικές ζώνες: ελάχιστη ή απούσα.
- Στροφές άξονα: οι κορυφές 1× για τους άξονες εισόδου και εξόδου βρίσκονται πολύ κάτω από το GMF.
Ανώμαλες υπογραφές
Υψηλό εύρος GMF
Ένα αυξανόμενο πλάτος GMF με την πάροδο του χρόνου υποδεικνύει γενική φθορά του γραναζιού, κακή ευθυγράμμιση ή υψηλό φορτίο. Η ενέργεια είναι να αυξηθεί η συχνότητα παρακολούθησης και να προγραμματιστεί επιθεώρηση.
Πολλαπλές αρμονικές GMF
Οι ισχυρές κορυφές 2×GMF, 3×GMF και 4×GMF υποδεικνύουν ελαττώματα δοντιών, έντονη φθορά ή κακή εικόνα επαφής - γενικά, όσο περισσότερες αρμονικές εμφανίζονται, τόσο πιο σοβαρή είναι η κατάσταση.
Πλευρικές ζώνες γύρω από το GMF
Οι πλευρικές ζώνες είναι η διαμόρφωση του GMF από την ταχύτητα του άξονα και εντοπίζουν το οποίο το γρανάζι φταίει:
- Πλευρικές ζώνες πινιόν: GMF ± ταχύτητα άξονα εισόδου → ελάττωμα οδοντωτού τροχού.
- Πλευρικές ζώνες εργαλείων: GMF ± ταχύτητα άξονα εξόδου → ελάττωμα στο κινούμενο γρανάζι.
- Πολλαπλές πλευρικές ζώνες: GMF ± n×(ταχύτητα άξονα) → εντοπισμένα ελαττώματα δοντιών.
- Ασύμμετρες πλευρικές ζώνες: ισχυρότερη από τη μία πλευρά → έκκεντρος οδοντωτός τροχός ή άνιση απόσταση μεταξύ των δοντιών.
3. Διαγνωστική ερμηνεία
Αξιολόγηση της κατάστασης με μια ματιά
| Κατάσταση | Πλάτος GMF | Αρμονικές | Πλευρικές ζώνες |
|---|---|---|---|
| Νέο / καλό | Χαμηλό, σταθερό | Ελάχιστη (< 25% του GMF) | Απουσία ή πολύ μικρή |
| Κανονική φθορά | Μέτρια, σταδιακή αύξηση | 2×GMF παρόν αλλά χαμηλό | Εμφανίζονται μικρές πλευρικές ζώνες |
| Μέτρια φθορά | Υψηλό, εξακολουθεί να αυξάνεται | 2×, 3×GMF ορατό | Καθαρές πλευρικές ζώνες σε συχνότητες ± άξονα |
| Σοβαρή φθορά/ζημιά | Πολύ υψηλό | Πολλαπλές αρμονικές (4×, 5×+) | Πολλαπλές οικογένειες πλευρικών ζωνών |
| Τοπικό ελάττωμα | Μέτριος | Παρόν | Ισχυρές, κανονικά κατανεμημένες πλευρικές ζώνες |
Συγκεκριμένες υπογραφές σφαλμάτων
- Κακή ευθυγράμμιση εργαλείων: υψηλές αρμονικές 2×GMF και 3×GMF, συχνά με αυξημένες αξονική δόνηση; Διορθώνεται με την εκ νέου ευθυγράμμιση των γραναζιών.
- Έκκεντρος οδοντωτός τροχός: ισχυρές πλευρικές ζώνες στο ±1× της ταχύτητας του άξονα του έκκεντρου γραναζιού, με την επαφή των δοντιών να μεταβάλλεται μία φορά ανά περιστροφή - ορατή ως διαμόρφωση πλάτους στο χρονική κυματομορφή.
- Σπασμένο ή ραγισμένο δόντι: πλευρικές ζώνες υψηλού πλάτους σε απόσταση μεταξύ των ταχυτήτων του άξονα, μία κρούση ανά περιστροφή του ελαττωματικού γραναζιού, παλμικά γεγονότα στη χρονική κυματομορφή και ταχεία αύξηση του πλάτους.
- Ανεπαρκής λίπανση: αυξημένο πλάτος GMF από την αυξημένη τριβή, αύξηση του θορύβου υψηλής συχνότητας και άνοδος της θερμοκρασίας στο κιβώτιο ταχυτήτων.
Υπερβολική εκκαθάριση από backlash μπορεί να θολώσει περαιτέρω αυτές τις υπογραφές, επιτρέποντας στα δόντια να κροταλίζουν σε κάθε εμπλοκή.
4. GMF και δομικός συντονισμός
Η GMF συχνά προσγειώνεται σε μια ζώνη που μπορεί να διεγείρει δομικούς τρόπους, ενισχύοντας αυτό που διαφορετικά θα ήταν μια μέτρια πηγή:
- Τυπικό GMF: 200-2.000 Hz για βιομηχανικά κιβώτια ταχυτήτων.
- Φυσικές συχνότητες πλαισίου: συχνά 50-500 Hz.
- Ο κίνδυνος: Η GMF ή μία από τις αρμονικές της συμπίπτει με ένα περίβλημα ή πλαίσιο δομικός συντονισμός.
- Το αποτέλεσμα: δυνατός θόρυβος ταχυτήτων και υπερβολική δόνηση του περιβλήματος.
- Οι διορθώσεις: σκληρύνετε το περίβλημα, προσθέστε απόσβεση ή αλλάξτε τον αριθμό των δοντιών για να μετατοπίσετε την GMF από τον συντονισμό.
5. Οικοδόμηση μιας στρατηγικής παρακολούθησης
Βασική γραμμή και εξέλιξη
Καταγράψτε το πλάτος του GMF - μαζί με τα κανονικά επίπεδα αρμονικών και πλευρικών ζωνών - όταν το κιβώτιο ταχυτήτων είναι καινούργιο ή πρόσφατα επισκευασμένο, και χρησιμοποιήστε το ως σημείο αναφοράς για όλα όσα ακολουθούν. Οι πιο χρήσιμες παραμέτρους με τάση είναι οι εξής:
- Πλάτος GMF: ο πρωταρχικός δείκτης της συνολικής κατάστασης των εργαλείων.
- Αρμονικές αναλογίες: η αύξηση του 2×GMF/GMF ή του 3×GMF/GMF σηματοδοτεί επιδείνωση.
- Ενέργεια πλευρικής ζώνης: το αθροιστικό πλάτος των οικογενειών πλευρικών ζωνών.
- Περιεχόμενο υψηλών συχνοτήτων: η ευρυζωνική ενέργεια στην περιοχή 5-50 kHz αντικατοπτρίζει την κατάσταση της επιφάνειας του δοντιού.
Επίπεδα συναγερμού
- Συναγερμός: Πλάτος GMF σε 2× βασική γραμμή.
- Τρομάζω: Πλάτος GMF στο 4× της βασικής γραμμής ή οποιαδήποτε ταχεία αύξηση.
- Κρίσιμος: πολλαπλές ισχυρές αρμονικές, εκτεταμένες πλευρικές ζώνες ή γραμμή βάσης 10×.
Μέτρηση του GMF στο πεδίο
Η καθαρή σύλληψη του GMF, των αρμονικών του και των πλευρικών ζωνών του απαιτεί αρκετό εύρος ζώνης και ανάλυση για να διαχωρίζονται στενά διατεταγμένες γραμμές. Ένας φορητός αναλυτής δύο καναλιών, όπως ο Balanset-1A καταγράφει το φάσμα του κιβωτίου ταχυτήτων και τη χρονική κυματομορφή επί τόπου, επιτρέποντας σε έναν μηχανικό να διαβάσει απευθείας την κορυφή GMF και τις οικογένειες πλευρικών ζωνών της - και, όπου μια αύξηση 1× δείχνει ότι ένας προσαρτημένος ανεμιστήρας ή ζεύξη έχει επίσης βγει εκτός ισορροπίας, να εκτελέσει την εξισορρόπηση πεδίου στην ίδια επίσκεψη. Με αυτόν τον τρόπο, η ανάλυση συχνότητας πλέγματος γραναζιών εντοπίζει τα προβλήματα γραναζιών πολύ πριν από την καταστροφική βλάβη, μετατρέποντας τις απρογραμμάτιστες βλάβες σε προγραμματισμένη συντήρηση.
