Comprensione della frequenza dei denti da caccia

Dispositivi

Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

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Sensore di vibrazioni

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Parti di ricambio

Sensore ottico (tachimetro laser)

$148.07

Dispositivi

Balanset-4

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Parti di ricambio

Standard magnetico Insize-60-kgf

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Parti di ricambio

Nastro riflettente

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Dispositivi

Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

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Definizione: Che cosa è la frequenza dei denti da caccia?

Frequenza dei denti da caccia (HTF, detta anche frequenza di fase di assemblaggio o frequenza del massimo comune divisore) è una bassa frequenza vibrazione componente nelle coppie di ingranaggi che rappresenta la velocità con cui gli stessi denti individuali sul pignone e sull'ingranaggio tornano in contatto tra loro. Questa frequenza è determinata dal massimo comune divisore (MCD) del numero di denti su ciascun ingranaggio e appare come una frequenza di modulazione che crea bande laterali intorno al frequenza di accoppiamento degli ingranaggi (GMF).

La frequenza dei denti di caccia è significativa dal punto di vista diagnostico perché la vibrazione nell'HTF indica problemi con denti specifici (ad esempio un dente rotto, usura localizzata o eccentricità) piuttosto che le condizioni generali dell'ingranaggio, aiutando a individuare la posizione esatta e la natura dei difetti dell'ingranaggio.

Basi matematiche

Metodo di calcolo

L'HTF viene calcolato utilizzando il massimo comune divisore (MCD) del numero di denti:

Formula

• HTF = MCD(N₁, N₂) × RPM_pignone / 60
• Dove N₁ = numero di denti sul pignone
• N₂ = numero di denti dell'ingranaggio
• MCD = massimo comun divisore di N₁ e N₂

Esempi

Esempio 1: coppia di denti da caccia

• Pignone: 23 denti a 1800 giri/min
• Ingranaggio: 67 denti
• MCD(23, 67): 1 (numeri primi, nessun fattore comune)
• HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (uguale alla velocità dell'albero del pignone)
• Senso: Ogni dente del pignone si innesta con ogni dente dell'ingranaggio prima che il modello si ripeta
• Risultato: Ingranaggio a denti di caccia: distribuzione ottimale dell'usura

Esempio 2: Coppia non cacciatrice

• Pignone: 20 denti a 1800 giri/min
• Ingranaggio: 60 denti
• MCD(20, 60): 20
• HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
• Senso: Le stesse 20 coppie di denti si incastrano ripetutamente
• Risultato: Modello di usura concentrato sugli stessi denti

Esempio 3: Caso intermedio

• Pignone: 18 denti a 3600 giri/min
• Ingranaggio: 54 denti
• MCD(18, 54): 18
• HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
• Modello: Si ripetono 18 diverse coppie di contatti dei denti

Set di attrezzature da caccia e non da caccia

Progettazione dei denti da caccia (MCD = 1)

Ottenuto quando il numero dei denti è relativamente primo (nessun fattore comune):

• Vantaggi:
  • Ogni dente del pignone alla fine si innesta con ogni dente dell'ingranaggio
  • Usura distribuita uniformemente su tutti i denti
  • Errori di fabbricazione mediati
  • Maggiore durata degli ingranaggi
  • Preferito per la maggior parte delle applicazioni
• Svantaggi:
  • Difetti specifici dei denti creano vibrazioni alla velocità dell'albero (HTF = velocità dell'albero)
  • Potrebbe richiedere una produzione più precisa

Progettazione non di caccia (MCD > 1)

Si verifica quando il numero dei denti condivide fattori comuni:

• Vantaggi:
  • Selezione più semplice del conteggio dei denti
  • Può consentire dimensioni di ingranaggi standard
• Svantaggi:
  • Gli stessi denti si ingranano ripetutamente (solo coppie uniche MCD)
  • Usura concentrata sulle stesse coppie di denti
  • Errori di fabbricazione su denti specifici ripetuti ad ogni ciclo
  • Durata degli ingranaggi solitamente più breve
  • Generalmente evitato nella progettazione di cambi di qualità

Firma di vibrazione

HTF come spaziatura delle bande laterali

L'HTF appare principalmente come spaziatura delle bande laterali attorno al GMF:

• Picco Centrale: GMF (frequenza di accoppiamento degli ingranaggi)
• Bande laterali: GMF±HTF, GMF±2×HTF, GMF±3×HTF
• Interpretazione: Le bande laterali nella spaziatura HTF indicano difetti individuali dei denti o eccentricità
• Ampiezza: L'ampiezza della banda laterale indica la gravità del difetto localizzato

Modelli diagnostici

Singolo dente danneggiato

• Forti bande laterali a distanza HTF attorno a GMF
• HTF = velocità dell'albero dell'ingranaggio con dente danneggiato
• Impatto una volta per giro dell'ingranaggio difettoso
• La forma d'onda del tempo mostra un impulso periodico

Eccentricità dell'ingranaggio

• Bande laterali HTF da eccentricità (montaggio eccentrico)
• La profondità di innesto dei denti varia una volta per giro
• Crea modulazione di ampiezza del GMF
• Correggibile tramite rimontaggio o compensazione dell'eccentricità

spaziatura non uniforme dei denti

• Errore di fabbricazione nella spaziatura dei denti
• Crea un motivo ripetuto a HTF
• Potrebbe richiedere la sostituzione dell'ingranaggio o l'accettazione se entro le tolleranze

Diagnosi pratica

Identificazione degli ingranaggi difettosi

Determinare quale ingranaggio (pignone o ingranaggio principale) presenta il difetto:

1. Calcola entrambe le velocità dell'albero: RPM di ingresso e di uscita
2. Misura la spaziatura delle bande laterali: Dallo spettro delle vibrazioni
3. Confrontare: Se la spaziatura della banda laterale = frequenza dell'albero di ingresso → difetto del pignone
4. Confrontare: Se la spaziatura della banda laterale = frequenza dell'albero di uscita → difetto dell'ingranaggio
5. Conclusione: La spaziatura della banda laterale identifica quale albero (e quindi quale ingranaggio) presenta il problema

Valutazione della gravità

• Ampiezza della banda laterale: Ampiezze più elevate indicano un difetto localizzato più grave
• Numero di bande laterali: Più bande laterali (ordini superiori) indicano condizioni peggiori
• Forma d'onda temporale: Un chiaro impulso periodico conferma l'impatto del singolo dente
• Confronto con GMF: Bande laterali > 25% dell'ampiezza GMF indicano un difetto significativo

Considerazioni di progettazione

Selezione dei numeri dei denti

Buone pratiche per la progettazione degli ingranaggi:

• Usa i numeri primi: Garantisce MCD = 1 (progettazione dei denti di caccia)
• Evitare i fattori comuni: Non usare conteggi dei denti come 20:60 (MCD=20)
• Esempio di buone coppie: 17:51, 19:57, 23:69 (tutti MCD=1)
• Scambio: Potrebbe limitare leggermente le opzioni del rapporto di trasmissione

Quando la caccia non è accettabile

• Applicazioni a basso carico in cui l'usura non è critica
• Set di ingranaggi standard dove sono richiesti rapporti esatti
• Applicazioni di breve durata (distribuzione dell'usura meno importante)
• Quando i vantaggi di produzione superano le considerazioni sull'usura

Relazione con altre frequenze di trasmissione

Gerarchia di frequenza nel cambio

• Velocità dell'albero: 1× per ingresso e uscita (frequenze più basse)
• HTF: Uguale alla velocità dell'albero (progettazione da caccia) o superiore (non da caccia)
• GMF: Numero di denti × velocità dell'albero (frequenza primaria più alta)
• Armoniche GMF: 2×GMF, 3×GMF, ecc. (da non linearità)

Strategia di analisi della banda laterale

• Bande laterali alla distanza della velocità dell'albero → ingranaggio eccentrico o difetto del singolo dente
• Bande laterali alla spaziatura HTF (se HTF ≠ velocità dell'albero) → problema di ripetizione del modello dei denti
• Nessuna banda laterale chiara → usura generale distribuita o buone condizioni dell'ingranaggio

La frequenza di ricerca dei denti, pur essendo un aspetto sottile della dinamica degli ingranaggi, fornisce potenti informazioni diagnostiche. Comprendere il calcolo dell'HTF e riconoscere le bande laterali dell'HTF consente di identificare con precisione quale ingranaggio presenta un difetto e se il problema è dovuto a un dente danneggiato specifico o a una condizione più diffusa, guidando azioni di manutenzione mirate nella risoluzione dei problemi del cambio.

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