Тісті зацеп жиілігін түсіну
Тісті зацеп жиілігі (GMF — тіс зацепі немесе тіс ілінісу жиілігі деп те аталады) — vibration айналу кезінде беріліс тістері бір-бірімен жанасып, ажырасқан сайын туындайтын жиілік. Ол берілістегі тіс санын сол берілістің айналу жылдамдығына көбейту арқылы табылады: GMF = (number of teeth × rpm) / 60. GMF әдетте редуктордың тербеліс спектріндегі басым шыңы болып табылады вибрация спектрін, оның амплитудасы, оның harmonics, and the sidebands оның айналасындағылар беріліс жағдайы туралы толық ақпарат береді — тозу, misalignment, тіс ақаулары және майлау жеткіліктілігі. Сондықтан GMF бақылау редуктор диагностикасының негізі және gear defects істен шығуға айналмай тұрып анықтаудың өзекті бөлігі болып табылады.
1. Тісті зацеп жиілігін есептеу
Basic Formula
GMF ілінісу жұбының кез келген мүшесінен есептеуге болады, ал екеуі де бірдей нәтиже беруі тиіс, өйткені тістер бір-бірімен жалғыз ортақ жылдамдықпен өтеді:
- GMF = Npinion × RPMpinion / 60 (шестернядан)
- GMF = Ngear × RPMgear / 60 (берілістен)
Екеуі тең, өйткені жылдамдық қатынасы тіс саны қатынасының кері шамасы болып табылады. GMF қарапайым running-speed гармоник емес екенін ескеріңіз — ол тіс санының білік жылдамдығына көбейтіндісі, сондықтан әдетте 1× деңгейінен әлдеқайда жоғары жерге түседі.
Есептеу мысалдары
1-мысал — қарапайым редуктор
- Кіріс (шестерня): 20 тіс, 1,800 айн/мин
- Output (gear): 60 тіс, 600 айн/мин
- GMF = 20 × 1,800 / 60 = 600 Hz
- Check: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓
2-мысал — Көп сатылы редуктор
- First stage: 18 teeth at 3,600 rpm → GMF₁ = 1,080 Hz
- Second stage: 25 тіс, 1,200 айн/мин → GMF₂ = 500 Hz
- Third stage: 30 тіс, 400 айн/мин → GMF₃ = 200 Hz
- Spectrum: әр сатыға сәйкес айқын шың, сондай-ақ гармоникалар мен бүйір жолақтар көрсетіледі.
Әр сатыны қолмен есептеу өте ұзақ; мұны Gear Mesh Frequency Calculator GMF мәнін және күтілетін бүйір жолақ аралығын лезде қайтарады, ал Гармоникалық Жиілік Калькулятор жанындағы білік жиілік ретін орналастыруға көмектеседі.
2. Тербеліс спектріндегі GMF
Дұрыс жұмыс істейтін редуктор
- GMF peak: есептелген жиіліктегі айқын, жалғыз шың.
- Amplitude: уақыт бойы орташа деңгейде тұрақты.
- Harmonics: 2×GMF and 3×GMF may be present but small (under ~25% of GMF).
- Sidebands: минималды немесе жоқтың қасы.
- Shaft speeds: кіріс және шығыс біліктерінің 1× шыңдары GMF-тен әлдеқайда төмен.
Ауытқу белгілері
GMF амплитудасының жоғарылауы
GMF амплитудасының уақыт бойы өсуі тісті берілістің жалпы тозуына, центрден ауытқуына немесе жоғары жүктемеге нұсқайды. Бұл жағдайда бақылау жиілігін арттырып, тексеру жоспарлау қажет.
GMF Гармоникаларының Көптігі
Strong 2×GMF, 3×GMF, and 4×GMF peaks indicate tooth defects, heavy wear, or a poor contact pattern — broadly, the more harmonics that appear, the more severe the condition.
GMF Айналасындағы Бүйірлік Жолақтар
Бүйірлік жолақтар — GMF жиілігінің біліктің айналу жиілігімен модуляциясы, олар which қай тісті дөңгелек ақауланған:
- Шестерня бүйірлік жолақтары: GMF ± input-shaft speed → a pinion defect.
- Тісті дөңгелек бүйірлік жолақтары: GMF ± output-shaft speed → a defect on the driven gear.
- Бірнеше бүйірлік жолақ: GMF ± n×(shaft speed) → localised tooth defects.
- Асимметриялық бүйірлік жолақтар: бір жақта күштірек → эксцентрлі тісті дөңгелек немесе тістердің тең емес қадамы.
3. Диагностикалық Интерпретация
Жай-күйді Жылдам Бағалау
| Condition | GMF Amplitude | Harmonics | Sidebands |
|---|---|---|---|
| New / good | Low, stable | Минималды (< GMF мәнінің 25%) | Жоқ немесе өте аз |
| Normal wear | Орташа, біртіндеп өсу | 2×GMF бар, бірақ аз | Шағын бүйірлік жолақтар пайда болады |
| Moderate wear | Жоғары, әлі де өсуде | 2×, 3×GMF visible | ± білік жиіліктерінде айқын бүйірлік жолақтар |
| Айтарлықтай тозу / зақымдану | Very high | Multiple harmonics (4×, 5×+) | Бүйірлік жолақтардың бірнеше топтамасы |
| Жергілікті ақау | Moderate | Present | Қатты, бірқалыпты аралықтағы бүйірлік жолақтар |
Нақты ақау белгілері
- Берілістің дұрыс емес туралануы: high 2×GMF and 3×GMF harmonics, often with elevated радиал вибрациясы; тістер туралануын қайта реттеу арқылы жойылады.
- Эксцентрлік берілу: strong sidebands at ±1× of the eccentric gear’s shaft speed, with tooth contact varying once per revolution — visible as amplitude modulation in the time waveform.
- Сынған немесе жарықшақ пайда болған тіс: білік айналу жиілігі аралығындағы жоғары амплитудалы бүйірлік жолақтар, ақаулы берілістің әр айналымына бір соққы, уақыттық сигналдағы импульстік оқиғалар және амплитуданың жылдам өсуі.
- Жеткіліксіз майлау: үйкелістің артуынан туындаған тістер жанасу жиілігі амплитудасының жоғарылауы, жоғары жиілікті шудың өсуі және редуктордағы температураның көтерілуі.
Артық саңылаудан туындаған backlash тістердің әр жанасу кезінде соғылуына жол бере отырып, осы белгілерді одан әрі бұлыңғырлатуы мүмкін.
4. Тістер жанасу жиілігі және құрылымдық резонанс
Тістер жанасу жиілігі (GMF) жиі құрылымдық меншікті тербелістерді қоздыра алатын жолаққа түседі және басқа жағдайда елеусіз болар дереккөзді күшейтеді:
- Typical GMF: өнеркәсіптік редукторлар үшін 200–2 000 Гц.
- Рама меншікті жиіліктері: көбінесе 50–500 Гц.
- The risk: GMF немесе оның гармониктерінің бірі корпус немесе рамамен құрылымдық резонанс.
- The result: қатты берілістік ысқырық және корпустың шамадан тыс тербелісі.
- The fixes: корпусты қатайту, сөндіру элементтерін қосу немесе GMF-ті резонанстан ауыстыру үшін тіс санын өзгерту.
5. Мониторинг стратегиясын қалыптастыру
Базалық деңгей және үрдісті бақылау
Редуктор жаңа немесе жаңадан жөнделген кезде ГТЖ амплитудасын — қалыпты гармоникалық және бүйірлік жолақ деңгейлерімен бірге — тіркеп, оны барлық кейінгі өлшемдер үшін анықтамалық ретінде пайдаланыңыз. Үрдіс бойынша бақылауға ең пайдалы параметрлер:
- GMF amplitude: тістер жалпы жай-күйінің негізгі көрсеткіші.
- Гармоникалық қатынастар: a rising 2×GMF/GMF or 3×GMF/GMF signals deterioration.
- Бүйірлік жолақ энергиясы: бүйірлік жолақ топтамаларының жинақталған амплитудасы.
- Жоғары жиіліктің мазмұны: 5–50 кГц диапазонындағы кең жолақты энергия тіс беткейінің жай-күйін көрсетеді.
Alarm Levels
- Alert: ГТЖ амплитудасы базалық деңгейден 2 есе артқан жағдайда.
- Alarm: ГТЖ амплитудасы базалық деңгейден 4 есе артқан немесе кез келген жылдам өсу орын алған жағдайда.
- Critical: бірнеше қатты гармоника, кең бүйірлік жолақтар немесе базалық деңгейден 10 есе артқан жағдайда.
Далалық жағдайда ГТЖ өлшеу
ГТЖ-ні, оның гармоникаларын және бүйірлік жолақтарын таза түрде алу үшін жақын орналасқан жиілік сызықтарын ажырата алатын жеткілікті өткізу жолағы мен ажыратымдылық қажет. Мысалы, Балансет-1А сияқты екі арналы портативті анализатор редуктор спектрі мен уақыт толқынын орнында тіркей отырып, инженерге ГТЖ шыңы мен оның бүйірлік жолақ топтамаларын тікелей оқуға мүмкіндік береді — ал 1× жиілігінің өсуі тіркелген желдеткіш немесе муфтаның да баланссыздыққа ұшырағанын көрсеткен жағдайда, балансировкалауды сол баруда орнында жүргізуге болады. Осылайша пайдаланылған тіс торы жиілігін талдау тіс ақауларын апатты істен шыққанға дейін ерте анықтайды және жоспарланбаған тоқтаулардың орнына жоспарлы техникалық қызмет көрсетуге мүмкіндік береді.
