Razumijevanje frekvencije mreže zupčanika

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definicija: Što je frekvencija mreže zupčanika?

Frekvencija mreže zupčanika (GMF, također nazvana frekvencija zahvata zuba ili frekvencija zahvata zuba) je vibracija frekvencija generirana zahvatom zuba zupčanika dok ulaze i izlaze iz kontakta tijekom rotacije zupčanika. Izračunava se kao broj zuba na zupčaniku pomnožen s njegovom brzinom rotacije (GMF = Broj zuba × RPM / 60). GMF predstavlja brzinu kojom se zubi spajaju i obično je dominantna frekvencija u spektrima vibracija mjenjača.

Razumijevanje i praćenje GMF-a je temeljno za dijagnostiku mjenjača jer amplituda, harmonicii bočni pojasevi GMF vrha pružaju detaljne informacije o stanju zupčanika, uključujući istrošenost, neusklađenost, nedostatke zuba i adekvatnost podmazivanja.

Izračun frekvencije mreže zupčanika

Osnovna formula

GMF se može izračunati iz bilo kojeg zupčanika u paru zupčanika koji se spajaju:

• GMF = N_zupčanik × RPM_zupčanik / 60 (koristeći zupčanik)
• GMF = N_oprema × RPM_oprema / 60 (koristeći opremu)
• Obje metode daju isti rezultat (obavezno, jer se zubi spajaju)

Primjeri izračuna

Primjer 1: Jednostavni mjenjač

• Ulaz (Zupčanik): 20 zuba pri 1800 okretaja u minuti
• Izlaz (prijenosnik): 60 zuba pri 600 okretaja u minuti
• GMF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
• Provjera: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓

Primjer 2: Višestupanjski mjenjač

• Prva faza: 18 zuba pri 3600 okretaja u minuti → GMF₁ = 1080 Hz
• Druga faza: 25 zuba pri 1200 okretaja u minuti → GMF₂ = 500 Hz
• Treća faza: 30 zuba pri 400 okretaja u minuti → GMF₃ = 200 Hz
• Spektar: Pokazat će vrhove na sve tri frekvencije plus harmonike i bočne pojaseve

GMF u vibracijskim spektrima

Normalan (ispravan) mjenjač

• Vrh GMF-a: Jasan vrh na izračunatoj frekvenciji
• Amplituda: Umjereno, dosljedno tijekom vremena
• Harmonici: 2×GMF i 3×GMF mogu biti prisutni, ali niske amplitude (< 25% GMF-a)
• Bočni pojasevi: Minimalno ili odsutno
• Brzine osovine: 1× vrhovi za ulazna i izlazna vratila niži od GMF-a

Neobični potpisi koji ukazuju na probleme

Visoka amplituda GMF-a

• Uzrok: Opće trošenje zupčanika, neusklađenost, velika opterećenja
• Indikator: Amplituda GMF-a se povećava s vremenom
• Akcijski: Povećajte učestalost praćenja, planirajte inspekcije

Višestruki GMF harmonici

• Uzrok: Defekti zuba zupčanika, jako trošenje, loš kontaktni uzorak
• Uzorak: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF sa značajnim amplitudama
• Ozbiljnost: Više harmonika = teže stanje

Bočni pojasevi oko GMF-a

Bočni pojasevi su modulacija GMF-a brzinama osovine:

• Bočne trake zupčanika: GMF ± brzina ulaznog vratila → ukazuje na nedostatke zupčanika
• Bočne trake opreme: GMF ± brzina izlaznog vratila → ukazuje na nedostatke zupčanika
• Višestruki bočni pojasevi: GMF ± n×(brzina osovine) gdje je n = 1, 2, 3… → specifični defekti zuba
• Asimetrični bočni pojasevi: Jači na jednoj strani ukazuje na ekscentrični zupčanik ili nejednak razmak zuba

Dijagnostička interpretacija

Procjena stanja zupčanika

Stanje	Amplituda GMF-a	Harmonici	Bočni pojasevi
Novo/Dobro	Nisko, stabilno	Minimalno (< 25% GMF-a)	Odsutan ili vrlo mali
Normalno trošenje	Umjereno, postupno povećanje	2×GMF prisutan, ali nizak	Mogu se pojaviti male bočne trake
Umjereno trošenje	Visok, kontinuirani porast	2×, 3×GMF vidljiv	Čisti bočni pojasevi ± frekvencije osovine
Teško trošenje/oštećenje	Vrlo visoko	Višestruki harmonici (4×, 5×+)	Višestruke obitelji bočnih pojaseva
Lokalizirani defekt	Umjereno	Predstaviti	Jake, pravilno razmaknute bočne trake

Specifični potpisi grešaka

Neusklađenost zupčanika

• Visoki 2×GMF i 3×GMF harmonici
• Aksijalne vibracije mogu biti povišene
• Poboljšano korekcijom poravnanja zupčanika

Ekscentrični zupčanik

• Jaki bočni pojasevi pri ±1× brzini osovine ekscentričnog zupčanika
• Kontakt zuba mijenja se jednom po okretu
• Može se vidjeti amplitudska modulacija u vremenskom valu

Slomljen ili napuknut zub

• Bočni pojasevi visoke amplitude pri razmaku brzine osovine
• Jedan udar po okretu neispravnog zupčanika
• Može prikazivati impulsne događaje u vremenskom valu
• Brzi rast amplitude

Nedovoljno podmazivanje

• Povećana amplituda GMF-a zbog povećanog trenja
• Povećanje visokofrekventne buke
• Porast temperature u mjenjaču

GMF i strukturna rezonanca

GMF često pada u raspon koji pobuđuje strukturne rezonancije:

• Tipični GMF: 200-2000 Hz za industrijske mjenjače
• Prirodne frekvencije okvira: Često 50-500 Hz
• Podudaranje: GMF ili harmonici mogu pobuditi rezonancije okvira ili kućišta
• Proizlaziti: Glasno zujanje mjenjača, prekomjerne vibracije kućišta
• Riješenje: Učvrstiti kućište, dodati prigušivanje, promijeniti broj zubaca zupčanika (mijenja GMF)

Strategija praćenja

Uspostavljanje osnovnih vrijednosti

• Zabilježite amplitudu GMF-a kada je mjenjač nov ili nedavno remontovan
• Dokumentirajte normalne harmoničke i bočne razine
• Utvrdite granice alarma (obično 2-3 × osnovna vrijednost)

Trendovi u parametrima

• Amplituda GMF-a: Primarni pokazatelj ukupnog stanja zupčanika
• Harmonijski omjeri: Povećanje 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF ukazuje na pogoršanje
• Energija bočnog pojasa: Zbroj amplituda bočnih pojaseva
• Visokofrekventni sadržaj: Širokopojasna energija u rasponu od 5-50 kHz (stanje površine zupčanika)

Razine alarma

• Upozorenje: Amplituda GMF-a 2× osnovna vrijednost
• Alarm: Amplituda GMF-a 4× početna vrijednost ili brzi porast
• Kritično: Višestruki jaki harmonici, opsežni bočni pojasevi ili 10× osnovna linija

Frekvencija zahvata zupčanika temelj je praćenja stanja i dijagnostike mjenjača. Razumijevanje izračuna GMF-a, normalnih i abnormalnih spektralnih uzoraka te dijagnostičkog značaja harmonika i bočnih pojaseva omogućuje učinkovito otkrivanje problema s zupčanicima mnogo prije katastrofalnog kvara, omogućujući planirano održavanje i sprječavajući skupe gubitke u proizvodnji.

---

← Natrag na glavni indeks