ნადირობის კბილების სიხშირის გაგება
სანადირო კბილების სიხშირე (HTF — ასევე მოიწოდება აკრიფა ფაზის სიხშირე ან უდიდესი საერთო გამყოფი სიხშირე) არის დაბალი სიხშირის ვიბრაცია კომპონენტი გარკვეულ წყვილებში, რომელიც წარმოადგენს სიჩქარეს, რომლითაც იგივე პინიონის ცალკეული კბილი კვლავ შედის კონტაქტში ბორბლის იმავე ცალკეულ კბილთან. ეს განისაზღვრება ორივე კბილების რაოდენობის უმცირესი საერთო ჯერადით (LCM) და, როგორც წესი, ძალიან დაბალი სიხშირეა — ლილვის სიჩქარეზე ბევრად დაბლა — რომელიც ჩნდება როგორც ნელი, პერიოდული ამპლიტუდური მოდულაცია კბილანების გადაბმის სიხშირე (GMF) და მისი გვერდითი ზოლები.
HTF მნიშვნელოვანია დიაგნოსტიკის თვალსაზრისით, რადგან ვიბრაცია ამ სიჩქარით გადატანილი მიუთითებს პრობლემებზე კონკრეტული ცალკეული კბილი — დაბზე კბილი, ლოკალიზებული აბლაცია ან ექსცენტრული მონტაჟი — ვიდრე აკრიფის კომპლექტის ზოგადი მდგომარეობა. HTF გვერდითი ხაზების ამოცნობა ამიტომ ეხმარება ანალიტიკოსს ზუსტად განსაზღვროს რომელი აკრიფი, და თუნდაც რომელი კბილი, არის ხარვეზის წყარო, რაც აქცევს მას ერთ-ერთ უფრო მკვეთრ ინსტრუმენტად ფართო ხელმოწერის ნაკრებში gear defect diagnosis.
1. განმარტება და ფიზიკური მნიშვნელობა
როდესაც ორი აკრიფი ერთად მუშაობს, მოცემული მცირე აკრიფის კბილი იმეშება აკრიფის კბილების თანმიმდევრობით, ერთი მეორეს მერე, რევოლუცია რევოლუციის შემდეგ. შესაძლო თუ არა, რომ ის ოდესმე დაბრუნდეს ზუსტად პირველ აკრიფის კბილთან, რომელსაც ის შეეხო — და როგორი სიჩქარით — დამოკიდებულია არითმეტიკული ურთიერთობიდან ორი კბილის რაოდენობას შორის. მონადიების კბილის სიხშირე არის უბრალოდ ის დაბრუნების სიჩქარე. დაბალი HTF ნიშნავს, რომ კბილის კონკრეტული წყვილი იშვიათად იმეშება; მაღალი HTF ნიშნავს, რომ კბილის იგივე რამდენიმე წყვილი თავს დაბრუნებს ისევ და ისევ.
ამას აქვს ორი შედეგი, რომლებიც საპირისპირ მიმართულებებში იმოქმედებენ. ცაცხლის მდგომარეობის შემთხვევაში, დაბალი HTF კარგია: დაზიანება და წარმოების შეცდომა ვრცელდება ყველა კბილზე. დიაგნოსტიკის შემთხვევაში, იგივე დაბალი HTF თავმჩაგრებული ხდის ერთი ცუდი კბილის ვიბრაციის ხელმოწერას სუფთა, ერთი რევოლუციის ივენტში, რომელიც მარტივია გამოყვანილი. რიცხვის გაგება გაძლევს ორივე ამბავი ერთდროულად წაკითხვის უნარს.
2. მათემატიკური საფუძველი
The formula
HTF = GMF / LCM(N₁, N₂) = GMF × GCD(N₁, N₂) / (N₁ × N₂)
- N₁ = number of teeth on the pinion
- N₂ = აკრიფის კბილების რაოდენობა
- GMF = gear mesh frequency = N₁ × pinion speed (Hz) = N₂ × gear speed (Hz)
- LCM = the least common multiple of N₁ and N₂ (equal to N₁ × N₂ / GCD, where GCD is the greatest common divisor)
GMF, რომელსაც HTF მოდულირებს, თავად არის N × ლილვის სიჩქარე დებისთვის ან აკრიფისთვის; ა გადაბმის სიხშირის კალკულატორი აითვლის GMF-ს და მის გვერდითი ხაზის ოჯახს პირდაპირ, ხოლო ა აკრიფის რადიო კალკულატორი გაკორექტირებული არის შეყვანის/გამოყვანის სიჩქარის დამოკიდებულება, რომელიც საჭიროა ფორმულის გამოყენებამდე.
მაგალითი 1: სიკვდილის კბილების წყვილი
- პინიონი: 23 კბილი 1800 ბრ/წთ-ზე
- გადაცემა: 67 კბილი
- GCD(23, 67): 1 — both are prime, so they share no common factor; LCM(23, 67) = 23 × 67 = 1541
- გმფ: 23 × (1800 / 60) = 690 Hz
- HTF = 690 / 1541 ≈ 0.45 Hz — იგივე კბილის წყვილი ერთმანეთს ხვდება მხოლოდ დაახლოებით ყოველ 2.2 წამში ერთხელ, რაც 30 Hz პინიონის ლილვის სიჩქარეზე ბევრად დაბალია
- მნიშვნელობა: თითოეული pinion კბილი შედედებული გადაცემის ყოველი კბილთან ნიმუშის გამეორებამდე
- შედეგი: ნამდვილი სიკვდილის კბილების გადაცემა ოპტიმალური ტარების განაწილებით
მაგალითი 2: არასიკვდილის წყვილი
- პინიონი: 20 კბილი 1800 ბრ/წთ-ზე
- გადაცემა: 60 კბილი
- GCD (20, 60): 20; LCM(20, 60) = 60
- გმფ: 20 × (1800 / 60) = 600 Hz
- HTF = 600 / 60 = 10 Hz — გამომავალ (gear) ლილვის სიჩქარეს ტოლი
- მნიშვნელობა: არსებობს მხოლოდ 20 განსხვავებული კბილის წყვილი და თითოეული წყვილი ხელახლა ერთვება წამში ათჯერ
- შედეგი: კონცენტრირებული ტარის ნიმუში იმავე კბილებზე
მაგალითი 3: შუალედური შემთხვევა
- პინიონი: 18 კბილი 3600 ბრ/წთ-ზე
- გადაცემა: 54 კბილი
- GCD(18, 54): 18; LCM(18, 54) = 54
- გმფ: 18 × (3600 / 60) = 1080 Hz
- HTF = 1080 / 54 = 20 Hz
- ნიმუში: არსებობს მხოლოდ 18 განსხვავებული კბილთა კონტაქტის წყვილი, თითოეული მეორდება წამში 20-ჯერ
3. სიკვდილის და არასიკვდილის გადაცემის კომპლექტები
სიკვდილის კბილების დიზაინი (GCD = 1)
მიიღწევა, როდესაც კბილების რაოდენობა შედარებით პრიმიტიულია (საერთო ფაქტორები არ არსებობს):
- უპირატესობები:
- თითოეული პინიონის კბილი საბოლოოდ ერწყმის გადაცემათა კოლოფის თითოეულ კბილს
- ტარი ერთნაირად განაწილებული ყველა კბილზე.
- წარმოების შეცდომები საშუალოდ განხრებილია, ვიდრე გამძაფრებული.
- უფრო ხანგრძლივი გადაცემის მცირე ნაწილი.
- სასურველი უმეტეს აპლიკაციებისთვის.
- ნაკლოვანებები:
- ერთ კონკრეტულ კბილთან დაკავშირებული დეფექტი pair მეორდება მხოლოდ ძალიან დაბალ HTF-ზე (ლილვის სიჩქარის მცირე წილი), ამიტომ მის გამოსაყოფად საჭიროა ხანგრძლივი დროის ჩანაწერები. ერთი დაზიანებული კბილი მაინც ახდენს ერთ დარტყმას თავისი ლილვის თითო ბრუნვაზე.
- შეიძლება მოითხოვოს უფრო ზუსტი წარმოება.
არასიკვდილის დიზაინი (GCD > 1)
ხდება, როდესაც კბილების რაოდენობა საერთო ფაქტორებს იზიარებს:
- უპირატესობები:
- უფრო მარტივი კბილების რაოდენობის არჩევა.
- შეიძლება სტანდარტული, მაღაზიაში შესაძენი გადაცემათა ზომების გამოყენება.
- ნაკლოვანებები:
- იგივე კბილები განმეორებით გაბჯენილია (მხოლოდ GCD უნიკალური წყვილი არსებობს).
- ცაბლობა ამ იმავე კბილების წყვილებზე კონცენტრირებულია.
- წარმოების ხარვეზები კონკრეტულ კბილებზე ყოველი ციკლის განმეორებით ხდება.
- გადაცემათი ხანგრძლივობა ტიპიურად მოკლე ხდება.
- ხარისხიანი გადაცემის ყუთის დიზაინში ზოგადად თავს ვარდებს.
4. ვიბრაციის ხელმოწერა
HTF სპექტრში და ტალღის ფორმაში
HTF იშვიათად ჩანს როგორც ძლიერი დამოუკიდებელი პიკი და ჩვეულებრივ ზედმეტად დაბალია იმისთვის, რომ გვერდითი ზოლების დაშორებად გაირჩეს. კბილანების ჩაბმის სიხშირის ირგვლივ არსებული გვერდითი ზოლები ვიბრაციის სპექტრი განლაგებულია ორი კბილანას ლილვის სიჩქარეების ინტერვალით; თავად HTF კი ვლინდება როგორც კბილანების ჩაბმის ვიბრაციის ნელი, პერიოდული ამპლიტუდური მოდულაცია (ცემა):
- ცენტრალური მწვერვალი: GMF (გადაცემის მეშინგის სიხშირე).
- გვერდითი ზოლები: GMF ± 1×, 2×, 3× the shaft speed of the gear carrying a localised defect.
- HTF signature: დროით ტალღის ფორმაში ნელი ცემა — ვიბრაციის საერთო დონე იზრდება და მცირდება HTF სიხშირით (ჩვეულებრივ ჰერცის წილიდან რამდენიმე ჰერცამდე).
- ინტერპრეტაცია: HTF-ზე განმეორებადი მოდულაცია მიუთითებს კონკრეტულ კბილთან დაკავშირებულ ხარვეზზე pair, მაგალითად, დაზიანებული პინიონის კბილი პერიოდულად ურტყამს დაზიანებულ ბორბლის კბილს; მოდულაციის სიღრმე ასახავს ლოკალიზებული დეფექტის სიმძიმეს.
ვინაიდან ეს გამოყოფები კლასტერი ქმნის მაღალი მეშინგის სიხშირის გარშემო და შეიძლება მკრთალი იყოს, ორი ტექნიკა ეხმარება მათი ამოღებას. ცეპსტრუმის ანალიზი კოლაფსი ხდება რეგულარული დაშორების გამოქვემდებარებული ოჯახი ერთ quefrency ხაზში, რის გამოც დაშორება ადვილი წასაკითხია, და კონვერტის ანალიზი აკრეფს ერთხელ რევოლუცია დაზიანებული კბილის ზემოქმედებას მოდულირებული მეშინგის სიგნალიდან.
დიაგნოსტიკური ნიმუშები
ერთი დაზიანებული კბილი: ძლიერი გვერდითი ზოლები GMF-ის ირგვლივ, დაშორებული იმ ბორბლის ლილვის სიჩქარით, რომელსაც დაზიანებული კბილი აქვს; ერთი დარტყმა ამ ბორბლის თითო ბრუნვაზე; the დროის ტალღის ფორმა აჩვენებს ნათელ პერიოდულ აბსოლუტური მოკროფიტი.
გადაცემის ოდენობის ეკსცენტრიკულობა: ლილვის სიჩქარის გვერდითი ზოლები, რომლებიც წარმოიშობა ცემის ან ექსცენტრული მონტაჟისგან; კბილების ჩაბმის სიღრმე იცვლება თითო ბრუნვაზე ერთხელ, რაც GMF-ის ამპლიტუდურ მოდულაციას იწვევს; ჩვეულებრივ გამოსასწორებელია ხელახალი მონტაჟით ან ცემის კომპენსაციით (იხ. ექსცენტრულობა).
დაზიანება ორივე კბილანაზე (კბილის წყვილის ხარვეზი): როდესაც დაზიანებული პინიონის კბილი პერიოდულად ხვდება დაზიანებულ ბორბლის კბილს, ვიბრაცია იზრდება და მცირდება დაბალი HTF სიხშირით — ნელი ცემა, რომელიც ზედდებულია კბილანების ჩაბმის ვიბრაციაზე; შეიძლება საჭირო იყოს კბილანის შეცვლა, ან მისაღებად ჩაითვალოს, თუ ტოლერანსის ფარგლებშია.
5. პრაქტიკული დიაგნოსტიკა
დეფექტური გადაცემის დაidentificirება
იმის დასაცილებლად, რომელი წევრი - პინიონი თუ მთავარი გადაცემა - აქვს დეფექტი:
- გამოთვალეთ ორივე ლილვის სიჩქარე: შეყვანის და გამოყვანის RPM.
- გაზომეთ გვერდითი ზოლის მდებარეობა ვიბრაციის სპექტრიდან.
- თუ მდებარეობა = შეყვანის ლილვის სიხშირე → დეფექტი პინიონზეა.
- თუ მდებარეობა = გამოყვანის ლილვის სიხშირე → დეფექტი გადაცემაზეა.
- დასკვნა: გვერდითი ზოლის მდებარეობა განსაზღვრავს რომელი ლილვი - და შესაბამისად რომელი გადაცემა - არის პრობლემა.
ეს ზუსტად ის ტიპის გაზომვა, რომელსაც მოსახერხებელი ორ-არხიანი ანალიზატორი ამზადებულია. მისი ოპტიკური ტახომეტრი ლილვის კუთხეზე მონაცემები ჩაბლოკავს, ბალანსეტი-1ა იღებს სპექტრს და დროის ტალღას გადაცემის კორპუსზე, ასე რომ გვერდითი ზოლის მდებარეობა შეიძლება შედარდეს ცნობილი შეყვანის და გამოყვანის სიჩქარეებთან, და ღრმა კბილის ერთჯერადი რევოლუციური დარტყმა შეიძლება დადასტურდეს ტალღაში - ყველა სამუშაო მანქანაზე, კოშკის გახსნის გარეშე. A harmonic frequency calculator შემდეგ გარდაქმნის გაზომილ RPM-ს ზუსტ Hz მნიშვნელობებში ძებნისთვის.
სიმძიმის შეფასება
- გვერდითი ზოლის ამპლიტუდა: უფრო მაღალი ამპლიტუდები მიუთითებენ უფრო მწვავე ლოკალიზებულ დეფექტზე.
- გვერდითი ზოლების რაოდენობა: მეტი გვერდითი ზოლი (უფრო მაღალი რიგი) უარეს მდგომარეობაზე მიუთითებს
- Time waveform: ნათელი პერიოდული ძალა ადასტურებს ცალკეული კბილის ზეწოლას.
- შედარება GMF-თან: გვერდითი ზოლები GMF ამპლიტუდის ~25%-ზე მეტი მიუთითებენ მნიშვნელოვან დეფექტზე — სასარგებლო defect-severity threshold.
6. დიზაინის მოსაზრებები
კბილების რაოდენობის არჩევა
- გამოიყენეთ პირველი რიცხვები სადაც შესაძლებელია GCD = 1-ის გაკეთებისთვის (ძებნადი-კბილის დიზაინი).
- თავიდან აიცილოთ საერთო ფაქტორები — თავი დაიჩეხით წყვილებისგან, როგორიცაა 20:60 (GCD = 20).
- კარგი მაგალითის წყვილი: 17:51, 19:57, 23:69 (ყველა GCD = 1).
- კომპრომისი: შეზღუდვა შეიძლება ოდნავ შეზღუდოს ხელმისაწვდომი გაწყობის კოეფიციენტები.
როდესაც არაძებნადი მისაღებია
- დაბალი დატვირთვის აპლიკაციები, სადაც ცვეთა არ არის კრიტიკული.
- სტანდარტული გაწყობის ნაკრები, სადაც ზუსტი კოეფიციენტი სავალდებულოა.
- მოკლე მუშაობის ხანგრძლივობის აპლიკაციები, სადაც ცვეთის განაწილება ნაკლებ მნიშვნელოვანია.
- სადაც წარმოების უპირატესობები აღემატება ცვეთის სანაფიკროს.
7. კავშირი სხვა გაწყობის სიხშირეებთან
სიხშირის იერარქია გაწყობაში
- Shaft speeds: 1× შესასვლელისთვის და გამოსასვლელისთვის — ყველაზე დაბალი ბრუნვითი სიხშირეები.
- HTF: ჩვეულებრივ ყველაზე დაბალი სიხშირეა მათ შორის — hunting დიზაინში (GCD = 1) ლილვის სიჩქარის მცირე წილი, ხოლო არაჰანტინგურ დიზაინშიც კი არასოდეს არის ნელა მბრუნავი ლილვის სიჩქარეზე მაღალი.
- გმფ: კბილის რაოდენობა × ღეროს სიჩქარე — უმაღლესი პირველადი სიხშირე.
- GMF harmonics: 2×GMF, 3×GMF and so on, arising from mesh non-linearities and backlash.
გვერდითი ზოლების ანალიზის სტრატეგია
- გვერდითი ზოლები ღეროს სიჩქარის ინტერვალით → ექსცენტრიული გადაცემა ან ცალკეული კბილის დეფექტი.
- ნელი ამპლიტუდური მოდულაცია (ცემა) HTF სიხშირეზე → განმეორებადი კბილის წყვილის პრობლემა, მაგალითად ორივე კბილანაზე შეწყვილებული დაზიანება.
- გასაკვირი გვერდითი ზოლების გარეშე → ზოგადი განაწილებული გადაცემათა კოლოფის ცვეთაან უბრალოდ ჯანმრთელი გადაცემა.
მხეთი კბილის სიხშირე, მიუხედავად იმისა, რომ გადაცემის დინამიკის დელიკატური კუთხე, იძლევა ძლიერ დიაგნოსტიკურ ინფორმაციას. HTF გაანგარიშებისა და HTF გვერდითი ზოლების ამოცნობის გაგება ხელმძღვანელობს ანალიტიკოსს, რომ ზუსტად განსაზღვროს რომელ გადაცემას აქვს დეფექტი და არის თუ არა პრობლემა ერთი დაზიანებული კბილი ან უფრო განაწილებული მდგომარეობა — ეს ხელმძღვანელობს მიზნობრივ, დარწმუნებულ შენარჩუნების გადაწყვეტილებებში გადაცემის კოლოფის აგვრის დროს.
