تشخیص عیوب چرخ دنده

۱. مشخصه ارتعاش چرخ‌دنده‌ها

چرخ‌دنده‌ها جزء اساسی انتقال قدرت در ماشین‌آلات صنعتی هستند. درگیری دندانه‌های چرخ‌دنده ذاتاً فرآیندی پر سر و صدا و پرجنب‌وجوش است. چرخ‌دنده‌های سالم، ارتعاش بسیار واضح و پایداری تولید می‌کنند و انحراف از این ارتعاش، نشانگر قوی فرسودگی یا آسیب است.

تحلیل ارتعاش روشی بسیار مؤثر برای تشخیص عیوب چرخ‌دنده در مراحل بسیار اولیه، مدت‌ها قبل از اینکه بتوانند منجر به خرابی فاجعه‌بار گیربکس شوند، می‌باشد.

۲. فرکانس مش دنده (GMF)

مهمترین فرکانس در تحلیل گیربکس، فرکانس ... فرکانس مش دنده (GMF)این نرخی است که دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها با یکدیگر درگیر می‌شوند.

GMF = تعداد دندانه‌های یک چرخ‌دنده × سرعت چرخش آن چرخ‌دنده

در یک گیربکس سالم، FFT spectrum یک پیک واضح در GMF نشان خواهد داد، اغلب با چند پیک کوچک هارمونیک ها (2xGMF، 3xGMF). دامنه این پیک GMF نشان دهنده بار روی چرخ دنده ها است. یک پیک GMF بالا به خودی خود لزوماً نشانه عیب نیست، بلکه بار سنگین است. کلید تشخیص، نگاه کردن به فرکانس های *اطراف* پیک GMF است.

۳. استفاده باندهای کناری برای تشخیص عیب

باندهای کناری قدرتمندترین ابزار برای تشخیص مشکلات خاص چرخ‌دنده هستند. اینها پیک‌های کوچکی هستند که در دو طرف GMF و هارمونیک‌های آن ظاهر می‌شوند. فاصله باندهای کناری نشان می‌دهد که کدام شفت دچار مشکل شده است.

• چرخ دنده‌های فرسوده یا خارج از مرکز: اگر چرخ‌دنده فرسوده، خارج از مرکز یا دارای نقص تولیدی باشد، GMF را در سرعت چرخش خود تعدیل می‌کند. این امر باعث ایجاد نوارهای جانبی در اطراف پیک GMF می‌شود که در فاصله ... قرار دارند. سرعت دویدن (1X) از شفت آن چرخ‌دنده خاص. برای مثال، اگر پیک GMF دارای نوارهای جانبی با فاصله از سرعت شفت ورودی باشد، عیب از چرخ‌دنده ورودی است.
• ساییدگی دندان: سایش عمومی دندانه اغلب با افزایش دامنه GMF و هارمونیک‌های آن، همراه با نوارهای جانبی 1X از چرخ‌دنده مربوطه، نشان داده می‌شود.
• دندان ترک خورده یا شکسته: یک دندانه ترک خورده یا شکسته، در سرعت ۱X آن چرخ دنده، یک پیک ارتعاش قوی ایجاد می‌کند که اغلب با هارمونیک‌های زیادی همراه است. همچنین نوارهای جانبی در اطراف GMF که با سرعت چرخ دنده فاصله دارند، ایجاد می‌کند. شکل موج زمانی در اینجا نیز بسیار مفید است، زیرا هر بار که دندان شکسته سعی در گیر کردن دارد، تأثیر متمایز و دوره‌ای از خود نشان می‌دهد.
• ناهمراستایی چرخ دنده ها: ناهمراستایی چرخ‌دنده اغلب هارمونیک GMF بالایی معادل 2X را نشان می‌دهد که گاهی اوقات بزرگتر از پیک GMF اولیه است. همچنین با نوارهای جانبی که در سرعت چرخش از هم فاصله دارند، همراه خواهد بود.

۴. تکنیک‌های تحلیل تخصصی

از آنجا که ارتعاش چرخ‌دنده می‌تواند پیچیده باشد، اغلب از تکنیک‌های تخصصی استفاده می‌شود:

• تحلیل شکل موج زمانی: برای تشخیص شکستگی دندان که به صورت ضربات شدید و مکرر ظاهر می‌شود، ضروری است.
• تحلیل کپستروم: تکنیکی که برای شناسایی واضح‌تر خانواده‌های باندهای جانبی که ممکن است دیدن آنها در طیف استاندارد FFT دشوار باشد، استفاده می‌شود.

۵. مراحل خرابی چرخ‌دنده

آنالیز ارتعاش می‌تواند پیشرفت خرابی چرخ‌دنده را در چندین مرحله پیگیری کند:

1. مرحله ۱ (اولیه): نوارهای جانبی کوچکی در اطراف GMF ظاهر می‌شوند. سطح کلی ارتعاش ممکن است تغییر نکند.
2. مرحله ۲ (متوسط): دامنه باندهای کناری افزایش می‌یابد و هارمونیک‌های GMF ممکن است با باندهای کناری خود شروع به ظاهر شدن کنند.
3. مرحله ۳ (جدی): GMF و هارمونیک‌های آن ممکن است باندهای جانبی بزرگی داشته باشند. فرکانس 1X مربوط به چرخ‌دنده مشکل‌دار ممکن است شروع به افزایش کند. کف نویز طیف افزایش می‌یابد.
4. مرحله ۴ (فاجعه‌بار): با آسیب شدید یا از بین رفتن دندان‌ها، GMF ممکن است ناپدید شود و با یک اثر ارتعاشی پر سر و صدا و تصادفی جایگزین شود.

← بازگشت به فهرست اصلی