Käigukasti kulumise mõistmine
Käigukasti kulumine on hammasratta hammaste pindade järkjärguline kulumine, mille põhjustavad mehaanilised protsessid – hõõrdumine, kleepumine, pindväsimus ja korrosioon. Erinevalt hammaste äkilisest purunemisest on hammasratta kulumine järkjärguline protsess, mis muudab hammaste profiili ja suurendab tagasilöögi, ning suurendab järk-järgult müra ja vibratsioon tasemed. Kui seda ei kontrollita, viib see funktsionaalsete häireteni, kui materjali kadu muutub liiga suureks või areneb agressiivsemateks kahjustuste vormideks, nagu näiteks aukude tekitamine või hamba murdumine. Kuna kulumine kulgeb aeglaselt ja etteaimatavalt, on see üks kõige kasulikumaid probleeme, mida jälgida: selle mehhanismide mõistmine ja nende arengu jälgimine vibratsioonianalüüs, õlianalüüs, ning korrapärane ülevaatus muudab ähvardava rikke planeeritud ja odavaks hammasratta vahetuseks.
1. Hammasrataste kulumise liigid ja mehhanismid
Kulumine ei ole ühekordne protsess. Selle tuvastamine mis Selle toimimismehhanismi mõistmine on esimene samm selle peatamiseks, sest abrasiivse kulumise lahendus (puhasem õli) erineb kriimustuste lahendusest (parem määrdekile). Need on peamised tööstuses esinevad kulumisviisid gearing.
Abrasive Wear
Tööstuslike reduktorite puhul kõige levinum mehhanism. Kõvad osakesed – mustus, metallilaastud või varem tekkinud kulumisjäägid – jäävad hammaste külgede vahele kinni ja eemaldavad materjali lihvimise teel, sarnaselt lihvimispastaga. Tulemuseks on poleeritud, sile pind, millelt materjal on eemaldatud üsna ühtlaselt, ning eemaldamise kiirus sõltub nii saastatuse tasemest kui ka koormusest. Tõhus filtreerimine, hea tihendus ja puhas kokkupanek on peamised kaitsemeetmed.
Kulumine (kriimustused / kriimud)
See tekib suure koormuse või ebapiisava määrimise korral, kui kaitsva õlikile puruneb ja ebatasasused põhjustavad otsese metall-metalli kontakti. Mikroskoopiline keevitamine ja rebimine libisevates kontaktpunktides tekitab karedad, rebitud pinnad, nähtava materjali ülekande vastastikku puutuvate hammaste vahel ning libisemissuunaga paralleelsed kriimustused. Hõõrdumine on ohtlik, kuna see võib alguse saanud kiiresti edasi areneda ja eskaleeruda katastroofiliseks rikkeks; piisav määrimine, äärmusliku surve (EP) lisandid ja vähendatud koormused hoiavad selle ära.
Mikropitting
Pinna väsimuskulum, mis tekitab peene, jäätunud tekstuuri. Õhukesed määrdekiled võimaldavad tekkida suurt kontaktpinget ebatasasuste tasandil, mille tulemusena tekivad tuhanded mikroskoopilised augud läbimõõduga umbes 10–50 µm ning iseloomulik matt-hall välimus. See on tavaliselt kontsentreerunud teljejoone lähedusse, kus veeremine ja libisemine ühinevad. Mikroaukude teke võib kergel juhul stabiliseeruda või raskel juhul edasi areneda makroaukudeks – mõlemal juhul muudab see hammaste profiili ning suurendab müra ja vibratsiooni.
Mõõdukas (normaalne) kulumine
Kõik kulumise ilmingud ei ole tingimata defekt. Kõikidel hammasratastel on aastate jooksul oodata teatavat järkjärgulist poleerimist ja materjali kadu. See protsess peaks toimuma aeglaselt ja etteaimatavalt (hammasratta kasutusaja jooksul kindlasti alla 0,1 mm) ning on täiesti aktsepteeritav, kui see jääb projekteeritud tolerantside piiridesse. Normaalse kulumise äratundmine kandma väldib tarbetut sekkumist.
Corrosive Wear
Niiskuse, happeliste määrdeainete või keemilise saastumise tagajärjel tekkiv korrosiivne kulumine avaldub roostekarva laikudena, pinna karedusena ja punktkorrosioonina. See esineb kõige sagedamini siis, kui reduktor seisab niiskes keskkonnas kasutamata – näiteks varuajami või ladustatava seadme puhul. Nõuetekohane tihendamine, korrosioonitõrjevahendid ja ladustamise kaitse (sh õhutuskuivatusained) on tavapärased ennetusmeetmed.
2. Hammasrataste kulumise mõjud
Kui materjal külgedelt kaob, avaldub see mõju kõigele alates geomeetriast ja jõudlusest kuni kiireneva enesehävitamiseni.
Geomeetrilised muutused
- Profiili muutmine: evolventprofiili kvaliteet halveneb, häirides sujuvat vastastikust liikumist, mis tagab hammaste vahelise vaiksuse.
- Suurem tagasilöök: materjali kadu suurendab kokkupuutuvate hammaste vahelist vahet.
- Vähendatud kontaktide arv: igal hetkel jaguneb koormus vähemate hammaste vahel.
- Koormuse kontsentratsioon: ülejäänud kontaktpinnale langeb suurem koormus.
Jõudluse halvenemine
- Suurem vibratsioon: Halb hammaste kokkupuude ja hammaste vahelise kokkupuute tugevuse kõikumine põhjustavad perioodilisi lööke.
- Müra: Tagasilöögist ragin, pinna ebatasasusest vingumine
- Vähendatud tõhusus: Suuremad hõõrdkaod põhjustavad sisendvõimsuse kadu.
- Accuracy loss: Suurenev tagasilöök halvendab positsioneerimistäpsust indeks- ja servomootorites.
Kiirendatud halvenemine
Kulumine on omamoodi iseennast toitev protsess. Kulunud hambad peavad kandma suuremat koormust, kuna seda jagavad vähem hambad; koormus koondub kulunud piirkondadesse ning see protsess võib viia sügavate lohkude tekkeni või lausa hamba murdumiseni. Veelgi halvem on see, et kulumise käigus tekkinud osakesed muutuvad abrasiivseks materjaliks, mis põhjustab veelgi suuremat abrasiivset kulumist – see on positiivse tagasiside ahel, mis ongi põhjus, miks varajane avastamine tasub end ära.
3. Avastamismeetodid
Mitmed üksteist täiendavad meetodid tuvastavad kulumist erinevates etappides. Kõige tõhusamad programmid ühendavad endas vähemalt kahte meetodit, sest igaüks neist võimaldab näha sama kulumisprotsessi erinevat külge.
Vibratsioonianalüüs
Hammasrataste kokkupuutepunktis tekitab tugeva tooni hammasrataste hambumissagedus (GMF)ja selle ümber jäävad selged sõrmejäljed:
- GMF amplituudi suundumused: järkjärguline tõus viitab kulumisele.
- Harmooniline areng: 2×GMF ja 3×GMF ilmumine ja kasv profiili lagunemisel.
- Külgribad: shaft-speed külgribad GMFi ümber tekkivad, mis viitavad võrgustiku modulatsioonile.
- Lairibamüra: pinnakaredusest tingitud kõrgendatud kõrgsageduslik sisu.
- Ajalaine: suurenev ebaregulaarsus ja mõju aja lainekuju.
Kui teada, kust täpselt otsida, on tõlgendamine palju lihtsam; Hammasratta võrgusilma sageduse kalkulaator annab sulle eeldatava GMF-i ja külgribade vahekauguse hammaste arvu ja võlli pöörlemiskiiruse põhjal, enne kui sa spektrit üldse avad.
Õli analüüs
- Kulumisosakeste analüüs: raua kontsentratsiooni jälgimine naftaproovides.
- Ferrograafia: osakeste morfoloogia liigitamine – hõõrdumisest, lõikamisest ja väsimusest tekkinud osakesed –, et kindlaks teha kulumise viis.
- Spektrograafiline analüüs: keemiline koostis, mis näitab, milliseid kulumismetalle on olemas.
- Osakeste loendamine: jälgib prahi kontsentratsiooni ja suurusjaotust.
- Varajane avastamine: Õlianalüüs võib märgata ebanormaalset kulumist juba enne vibratsiooni ilmnemist, mistõttu on see tõhus esimene hoiatus.
Visuaalne kontroll
Otsene kontroll on endiselt otsustava tähtsusega. Endoskoobiga kontrollimine võimaldab olukorda hinnata ilma lahtimonteerimiseta; täielik kontroll toimub kapitaalremondi käigus. Insenerid mõõdavad hammaste paksust hammasjoonel, kontrollivad kontaktmustreid (kasutades sinist värvi või katte ülekandumist), pildistavad hambaid võrdluseks varasemate andmetega ning võrdlevad tulemusi tootja avaldatud kulumispiiridega.
Müra jälgimine
Tööriistakomplekti täiendavad akustilised meetodid: akustiline emissioon hambakontaktidest, pinna seisundi ultraheli mõõtmisest ning lihtsatest helilistest muutustest, mis annavad kogenud operaatorile sageli märku juba ammu enne andurite läbiviimist.
4. Ennetamine ja eluea pikendamine
Enamiku seadmete kulumist on võimalik kontrollida. Nelja teguri – määrimine, saaste kontroll, koormuse juhtimine ja joondamine – abil saab sellega hästi hakkama.
Õige määrimine
Kasutage koormuse ja pöörlemiskiiruse jaoks sobiva viskoossusega määrdeainet, lisage suure koormuse korral EP-lisaaineid ning tagage piisav kogus ja voolavus. Õli puhtuse säilitamine filtreerimise abil ja õlivahetus vastavalt tootja soovitatud ajakavale kaitseb määrdekihti, mis hoiab ära adhesiooni.
Saastumise kontroll
Tõhus tihendus takistab osakeste sissepääsu; filtreeritud õhutusava takistab tolmu sattumist käigukasti sisse selle kuumenemise ja jahtumise ajal; puhas paigaldus ja hooldus aitavad vältida võõrkehade sattumist süsteemi; ning õlifiltrisüsteemid, mille absoluutne filtrimispiir on umbes 10–25 µm, eemaldavad juba ringluses olevad abrasiivsed osakesed.
Koormuse haldamine
Töötage ettenähtud koormuspiiride piires, vältige löökkoormusi ja järske koormuse kõikumisi, jälgige edastatavat pöördemomenti ja võimsust ning kaaluge reduktori suurema mudeli valimist, kui see on pidevalt ülekoormatud.
Joondamine ja paigaldamine
Veenduge, et kontaktpind hõlmab kogu tera laius, korrigeerige vajadusel tera joondusviga mis põhjustab koormuse koondumist servadesse, valige ja hooldage laagrid nõuetekohaselt ning veenduge, et tagasilöök jääb lubatud piiridesse. Pange tähele, et reduktori nihestus pärineb sageli eelnevast lülist – halvasti joondatud ühendusvõll või jääk tasakaalutus ajamirotoris koormab hambaid ebaühtlaselt. Nende algpõhjuste kõrvaldamine töökohal kaasaskantava tasakaalustaja ja analüsaatori abil, nagu näiteks Balanset-1A kõrvaldab hammasrataste kiirenenud kulumise varjatud põhjust, enne kui see jõuab hammaste külgedele.
5. Millal hammasrattad välja vahetada
Lõpuks jõuab kulumine punkti, kus seade tuleb asendada. Selged ja mõõdetavad kriteeriumid tagavad, et see otsus on objektiivne, mitte reaktiivne.
Asenduskriteeriumid
- Hamba paksus: kulumine, mis ületab tootja poolt määratud piiri, tavaliselt 10–20% materjalikadu.
- Vibratsioonitase: GMF-i amplituud ületab alarmi piire vaatamata määrimisparandustele
- Pittingu ulatus: üle 30% hamba pinnast on kaetud mõõduka kuni tugeva punktkorrosiooniga.
- Kriimustused / kulumisjäljed: Iga keskmise raskusastme või raske raskusastme hindamine on iseenesest asendamise põhjus.
- Müra: liigne müra, mis viitab halvale hammaste kokkupuutele.
- Tagasilöök: mõõdetud väärtused, mis ületavad määratud maksimumväärtust.
Ajastuse kaalutlused
Kavandage asendamine pigem plaaniliste seisakute ajal kui hädaolukordades. Vahetage kokkupuutuvad hammasrattad paarikaupa välja – need kuluvad üheaegselt ja uus hammasratas, mis puutub kokku kulunud rattaga, kulub kiiresti. Kui korpus on kahjustatud, kaaluge kogu reduktori väljavahetamist võrreldes ainult hammasrataste asendamisega ning tellige asendushammasrattad varakult, kuna lõigatud hammasrataste tarneaeg võib olla pikk.
Hammasrataste kulumine on jõuülekande vältimatu tagajärg, kuid samas ka üks kergemini ohjeldatavaid. Õige määrimise, järjekindla saaste kontrolli ja süstemaatilise seisundi jälgimine — eriti kui jälgida hammasrataste kokkupuutemissagedust ja selle külgribasid koos õlianalüüsiga — on võimalik kulumist vähendada, käigukasti kasutusiga pikendada ning käiguvahetusi teha plaanipäraselt juba ammu enne, kui tekib mõni tõsine rike.
