Memahami Frekuensi Mesh Roda Gigi
Definisi: Apa itu Frekuensi Mesh Roda Gigi?
Frekuensi mesh roda gigi (GMF, juga disebut frekuensi jala gigi atau frekuensi keterlibatan gigi) adalah getaran Frekuensi yang dihasilkan oleh gigi-gigi roda gigi saat bersentuhan dan keluar dari kontak selama putaran roda gigi. Frekuensi ini dihitung sebagai jumlah gigi pada roda gigi dikalikan dengan kecepatan putarnya (GMF = Jumlah Gigi × RPM / 60). GMF merupakan laju gigi-gigi yang saling bersentuhan dan biasanya merupakan frekuensi dominan dalam spektrum getaran kotak roda gigi.
Memahami dan memantau GMF merupakan hal mendasar dalam diagnostik gearbox karena amplitudo, harmonik, Dan pita samping puncak GMF memberikan informasi terperinci tentang kondisi roda gigi, termasuk keausan, ketidaksejajaran, cacat gigi, dan kecukupan pelumasan.
Perhitungan Frekuensi Mesh Roda Gigi
Rumus Dasar
GMF dapat dihitung dari roda gigi mana pun dalam pasangan yang saling bertautan:
- GMF = Nsayap × RPMsayap / 60 (menggunakan pinion)
- GMF = Ngigi × RPMgigi / 60 (menggunakan perlengkapan)
- Kedua metode memberikan hasil yang sama (harus, karena gigi saling bertautan)
Contoh Perhitungan
Contoh 1: Gearbox Sederhana
- Masukan (Pinion): 20 gigi pada 1800 RPM
- Keluaran (Roda Gigi): 60 gigi pada 600 RPM
- GMF = 20×1800/60 = 600Hz
- Verifikasi: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓
Contoh 2: Gearbox Multi-Tahap
- Tahap Pertama: 18 gigi pada 3600 RPM → GMF₁ = 1080 Hz
- Tahap Kedua: 25 gigi pada 1200 RPM → GMF₂ = 500 Hz
- Tahap Ketiga: 30 gigi pada 400 RPM → GMF₃ = 200 Hz
- Spektrum: Akan menunjukkan puncak pada ketiga frekuensi ditambah harmonik dan sideband
GMF dalam Spektrum Getaran
Gearbox Normal (Sehat)
- Puncak GMF: Puncak yang jelas pada frekuensi yang dihitung
- Amplitudo: Sedang, konsisten dari waktu ke waktu
- Harmonik: 2×GMF dan 3×GMF mungkin ada tetapi amplitudonya rendah (< 25% dari GMF)
- Pita samping: Minimal atau tidak ada
- Kecepatan Poros: 1× puncak untuk poros input dan output lebih rendah dari GMF
Tanda-tanda Abnormal yang Menunjukkan Masalah
Amplitudo GMF Tinggi
- Menyebabkan: Keausan roda gigi umum, ketidaksejajaran, beban tinggi
- Indikator: Amplitudo GMF meningkat seiring waktu
- Tindakan: Tingkatkan frekuensi pemantauan, rencanakan inspeksi
Beberapa Harmonik GMF
- Menyebabkan: Cacat gigi roda gigi, keausan berat, pola kontak buruk
- Pola: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF dengan amplitudo signifikan
- Kerasnya: Lebih banyak harmonik = kondisi yang lebih parah
Sideband di Sekitar GMF
Sideband adalah modulasi GMF oleh kecepatan poros:
- Pita Samping Pinion: GMF ± kecepatan poros input → menunjukkan cacat pinion
- Pita Samping Roda Gigi: GMF ± kecepatan poros keluaran → menunjukkan cacat roda gigi
- Beberapa Sideband: GMF ± n×(kecepatan poros) dimana n = 1, 2, 3… → cacat gigi tertentu
- Sideband Asimetris: Lebih kuat di satu sisi menunjukkan gigi eksentrik atau jarak gigi tidak sama
Interpretasi Diagnostik
Penilaian Kondisi Roda Gigi
| Kondisi | Amplitudo GMF | Harmonik | Pita samping |
|---|---|---|---|
| Baru/Bagus | Rendah, stabil | Minimal (< 25% dari GMF) | Tidak ada atau sangat kecil |
| Keausan Normal | Peningkatan sedang dan bertahap | 2×GMF hadir tetapi rendah | Sideband kecil mungkin muncul |
| Keausan Sedang | Peningkatan yang tinggi dan berkelanjutan | 2×, 3×GMF terlihat | Sideband yang jelas ± frekuensi poros |
| Keausan/Kerusakan Parah | Sangat tinggi | Beberapa harmonik (4×, 5×+) | Beberapa keluarga sideband |
| Cacat Terlokalisasi | Sedang | Hadiah | Sideband yang kuat dan berjarak teratur |
Tanda-tanda Kesalahan Khusus
Ketidaksejajaran Gigi
- Harmonik 2×GMF dan 3×GMF tinggi
- Getaran aksial mungkin meningkat
- Ditingkatkan dengan koreksi penyelarasan roda gigi
Perlengkapan Eksentrik
- Sideband kuat pada kecepatan poros ±1× roda gigi eksentrik
- Kontak gigi bervariasi sekali per putaran
- Mungkin melihat modulasi amplitudo dalam bentuk gelombang waktu
Gigi Patah atau Retak
- Sideband amplitudo tinggi pada jarak kecepatan poros
- Satu dampak per putaran roda gigi yang rusak
- Mungkin menunjukkan peristiwa impulsif dalam bentuk gelombang waktu
- Pertumbuhan amplitudo yang cepat
Pelumasan Tidak Memadai
- Amplitudo GMF meningkat akibat peningkatan gesekan
- Peningkatan kebisingan frekuensi tinggi
- Kenaikan suhu di kotak roda gigi
GMF dan Resonansi Struktural
GMF sering kali berada dalam rentang yang menimbulkan resonansi struktural:
- GMF yang umum: 200-2000 Hz untuk gearbox industri
- Bingkai Frekuensi Alami: Seringkali 50-500 Hz
- Cocok: GMF atau harmonik dapat membangkitkan resonansi rangka atau rumah
- Hasil: Suara roda gigi yang keras, getaran casing yang berlebihan
- Solusi: Perkuat rumah, tambahkan peredam, ubah jumlah gigi roda gigi (ubah GMF)
Strategi Pemantauan
Pembentukan Dasar
- Rekam amplitudo GMF saat gearbox baru atau baru saja dirombak
- Mendokumentasikan level harmonik normal dan sideband
- Tetapkan batas alarm (biasanya 2-3× garis dasar)
Parameter Tren
- Amplitudo GMF: Indikator utama kondisi roda gigi secara keseluruhan
- Rasio Harmonik: Peningkatan 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF menunjukkan kemunduran
- Energi Pita Samping: Jumlah amplitudo pita samping
- Konten Frekuensi Tinggi: Energi pita lebar dalam rentang 5-50 kHz (kondisi permukaan roda gigi)
Tingkat Alarm
- Peringatan: Amplitudo GMF 2× garis dasar
- Alarm: Amplitudo GMF 4× garis dasar atau peningkatan cepat
- Kritis: Beberapa harmonik kuat, sideband luas, atau baseline 10×
Frekuensi mesh roda gigi merupakan fondasi pemantauan dan diagnostik kondisi roda gigi. Memahami perhitungan GMF, pola spektral normal vs. abnormal, serta signifikansi diagnostik harmonik dan sideband memungkinkan deteksi masalah roda gigi secara efektif jauh sebelum kegagalan fatal, sehingga memungkinkan perawatan terencana dan mencegah kerugian produksi yang mahal.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 