गियर मेश आवृत्ति को समझना
गियर मेष आवृत्ति (GMF — दांत-जाली या दांत-जुड़ाव आवृत्ति भी कहा जाता है) है कंपन घूर्णन के दौरान गियर दाँत संपर्क में आने और छोड़ते समय उत्पन्न आवृत्ति। इसे गियर पर दाँतों की संख्या को उस गियर की घूर्णन गति से गुणा करके पाया जाता है: GMF = (दाँतों की संख्या × rpm) / 60। GMF आमतौर पर गियरबॉक्स में प्रमुख शिखर होता है कंपन स्पेक्ट्रम, और इसका आयाम, इसका हार्मोनिक्स, and the साइडबैंड इसके चारों ओर गियर स्थिति के बारे में विस्तृत जानकारी रखते हैं — घिसाव, मिसलिग्न्मेंट, दाँत के दोष, और स्नेहन पर्याप्तता। इसलिए GMF को ट्रैक करना गियरबॉक्स निदान की नींव है और की पहचान का एक मुख्य भाग है गियर दोष वे विफलताओं में बदलने से पहले।
1. गियर मेश आवृत्ति की गणना
मूल सूत्र
GMF की गणना एक जालीदार जोड़ी के किसी भी सदस्य से की जा सकती है, और दोनों को एक ही उत्तर देना चाहिए क्योंकि दाँत एक एकल साझा दर पर एक दूसरे को पास करते हैं:
- जीएमएफ = एनपिनियन × आरपीएमपिनियन / 60 (पिनियन से)
- जीएमएफ = एनगियर × आरपीएमगियर / 60 (गियर से)
दोनों समान हैं क्योंकि गति अनुपात दाँत-गणना अनुपात का व्युत्क्रम है। ध्यान दें कि GMF एक साधारण नहीं है running-speed हार्मोनिक — यह दाँत गणना गुणा शाफ्ट गति है, इसलिए यह आमतौर पर 1× के ऊपर बहुत दूर गिरता है।
हल किए गए उदाहरण
उदाहरण 1 — सरल गियरबॉक्स
- इनपुट (पिनियन): 20 दाँत 1,800 rpm पर
- आउटपुट (गियर): 60 दाँत 600 rpm पर
- GMF = 20 × 1,800 / 60 = 600 Hz
- जाँच करना: 60 × 600 / 60 = 600 हर्ट्ज ✓
उदाहरण 2 — बहु-स्तरीय गियरबॉक्स
- First stage: 18 दाँत 3,600 rpm पर → GMF₁ = 1,080 Hz
- Second stage: 25 दाँत 1,200 rpm पर → GMF₂ = 500 Hz
- Third stage: 30 दाँत 400 rpm पर → GMF₃ = 200 Hz
- स्पेक्ट्रम: प्रत्येक चरण के लिए एक विशिष्ट शिखर दिखाता है, साथ ही हार्मोनिक्स और साइडबैंड।
हर चरण के लिए इसे हाथ से निकालना कष्टप्रद है; the गियर मेश आवृत्ति कैलकुलेटर तुरंत GMF और अपेक्षित साइडबैंड रिक्ति देता है, और हार्मोनिक आवृत्ति कैलकुलेटर आसपास के शाफ्ट-स्पीड ऑर्डर को रखने में मदद करता है।
2. कंपन स्पेक्ट्रम में GMF
एक स्वस्थ गियरबॉक्स
- GMF peak: गणना की गई आवृत्ति पर एक स्पष्ट, एकल शिखर।
- आयाम: समय के साथ मध्यम और सुसंगत।
- हार्मोनिक्स: 2×GMF और 3×GMF मौजूद हो सकते हैं लेकिन छोटे हों (GMF के ~25% से कम)।
- साइडबैंड: न्यूनतम या अनुपस्थित।
- Shaft speeds: इनपुट और आउटपुट शाफ्ट के लिए 1× शिखर GMF से काफी नीचे बैठते हैं।
असामान्य हस्ताक्षर
उच्च GMF आयाम
समय के साथ बढ़ता GMF आयाम सामान्य गियर घिसाव, गलत संरेखण, या उच्च भार को इंगित करता है। कार्रवाई निगरानी आवृत्ति बढ़ाना और निरीक्षण की योजना बनाना है।
एकाधिक GMF हार्मोनिक्स
मजबूत 2×GMF, 3×GMF, और 4×GMF शिखर दांत के दोष, भारी घिसाव, या खराब संपर्क पैटर्न को इंगित करते हैं — व्यापक रूप से, जितने अधिक हार्मोनिक्स दिखाई देते हैं, स्थिति उतनी ही गंभीर होती है।
GMF के चारों ओर साइडबैंड
साइडबैंड शाफ्ट गति द्वारा GMF का मॉड्यूलेशन हैं, और वे इंगित करते हैं कौन सा गियर दोषपूर्ण है:
- पिनियन साइडबैंड: GMF ± input-shaft speed → a pinion defect.
- गियर साइडबैंड: GMF ± आउटपुट-शाफ्ट गति → चालित गियर पर एक दोष।
- कई साइडबैंड: GMF ± n×(shaft speed) → localised tooth defects.
- असममित साइडबैंड: एक तरफ मजबूत → एक सनकी गियर या असमान दांत रिक्ति।
3. नैदानिक व्याख्या
एक नजर में स्थिति मूल्यांकन
| स्थिति | जीएमएफ आयाम | हार्मोनिक्स | साइडबैंड |
|---|---|---|---|
| New / good | कम, स्थिर | न्यूनतम (< GMF का 25%) | अनुपस्थित या बहुत छोटा |
| Normal wear | मध्यम, क्रमिक वृद्धि | 2×GMF मौजूद है लेकिन कम है | छोटे साइडबैंड दिखाई देते हैं |
| Moderate wear | उच्च, अभी भी बढ़ रहा है | 2×, 3×GMF दृश्यमान | ± शाफ्ट आवृत्तियों पर स्पष्ट साइडबैंड |
| गंभीर पहनावट / क्षति | बहुत ऊँचा | एकाधिक हार्मोनिक्स (4×, 5×+) | एकाधिक साइडबैंड परिवार |
| स्थानीयकृत दोष | मध्यम | उपस्थित | मजबूत, नियमित रूप से दूरी वाले साइडबैंड |
विशिष्ट दोष हस्ताक्षर
- गियर गलत संरेखण: उच्च 2×GMF और 3×GMF हार्मोनिक्स, अक्सर ऊंचा के साथ अक्षीय कंपन; गियर को पुनः संरेखित करके सुधारा गया।
- सनकी गियर: सनकी गियर की शाफ्ट गति के ±1× पर मजबूत साइडबैंड, दांत के संपर्क के साथ प्रति क्रांति एक बार भिन्न होता है — में आयाम मॉड्यूलेशन के रूप में दृश्यमान समय तरंगरूप.
- टूटा हुआ या दरार वाला दांत: शाफ्ट-गति अंतराल पर उच्च-आयाम साइडबैंड, दोषपूर्ण गियर की प्रत्येक क्रांति में एक प्रभाव, समय तरंग में आवेगपूर्ण घटनाएं, और तीव्र आयाम वृद्धि।
- अपर्याप्त स्नेहन: बढ़े हुए घर्षण से GMF आयाम में वृद्धि, उच्च आवृत्ति शोर में वृद्धि, और गियरबॉक्स में तापमान चढ़ाव।
अतिरिक्त क्लीयरेंस से बैकलैश प्रत्येक एनगेजमेंट के दौरान दांतों को झड़ना और भी अधिक इन हस्ताक्षरों को धुंधला कर सकता है।
4. GMF और संरचनात्मक अनुनाद
GMF अक्सर एक ऐसी पट्टी में होता है जो संरचनात्मक मोड को उत्तेजित कर सकती है, जो अन्यथा एक मामूली स्रोत होने वाले को बढ़ा देता है:
- विशिष्ट जीएमएफ: औद्योगिक गियरबॉक्स के लिए 200–2,000 Hz।
- फ्रेम की प्राकृतिक आवृत्तियाँ: अक्सर 50–500 Hz।
- The risk: GMF या इसके एक हारमोनिक्स आवास या फ्रेम के साथ मेल खाता है संरचनात्मक अनुनाद.
- The result: जोर का गियर हाउल और अत्यधिक आवरण कंपन।
- The fixes: आवास को सख्त करें, अवमंदन जोड़ें, या दांत गणना को बदलकर GMF को अनुनाद से स्थानांतरित करें।
5. निगरानी रणनीति का निर्माण
आधारभूत स्तर और प्रवृत्ति
गियरबॉक्स नए होने पर या ताजा ओवरहाल किए गए समय पर GMF आयाम को रिकॉर्ड करें — सामान्य हारमोनिक और साइडबैंड स्तर के साथ — और इसे उपयोग करें जो इसके बाद सब कुछ के लिए संदर्भ के रूप में। सबसे उपयोगी प्रवृत्ति पैरामीटर हैं:
- GMF आयाम: समग्र गियर स्थिति का प्राथमिक संकेतक।
- हार्मोनिक अनुपात: a rising 2×GMF/GMF or 3×GMF/GMF signals deterioration.
- साइडबैंड ऊर्जा: साइडबैंड परिवारों का योग किया गया आयाम।
- उच्च-आवृत्ति सामग्री: 5–50 kHz रेंज में व्यापकबैंड ऊर्जा दांत सतह की स्थिति को दर्शाती है।
अलार्म स्तर
- चेतावनी: आधारभूत स्तर के 2× पर GMF आयाम।
- खतरे की घंटी: GMF आयाम बेसलाइन का 4× है, या कोई तीव्र वृद्धि।
- गंभीर: बहुसंख्यक मजबूत हार्मोनिक्स, व्यापक साइडबैंड्स, या बेसलाइन का 10×।
क्षेत्र में GMF को मापना
GMF, इसके हारमोनिक्स, और इसके साइडबैंड को स्वच्छ रूप से कैप्चर करने के लिए निकटता से अंतरित लाइनों को अलग करने के लिए पर्याप्त बैंडविड्थ और संकल्प की आवश्यकता होती है। एक पोर्टेबल दो-चैनल विश्लेषक जैसे कि Balanset-1A साइट पर गियरबॉक्स स्पेक्ट्रम और समय तरंग को रिकॉर्ड करता है, जिससे एक इंजीनियर GMF शिखर और इसके साइडबैंड परिवारों को सीधे पढ़ सकता है — और, जहां एक बढ़ता हुआ 1× दिखाता है कि एक संलग्न पंखा या युग्मन भी संतुलन से बाहर हो गया है, उसी दौरे में क्षेत्र संतुलन करें। इस तरह से उपयोग किए गए, गियर मेश आवृत्ति विश्लेषण आपदाजनक विफलता से बहुत पहले गियर समस्याओं को पकड़ता है, अनियोजित ब्रेकडाउन को निर्धारित रखरखाव में बदल देता है।
