ಗಿಯರ್ ಮೆಶ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
Gear mesh frequency (GMF — tooth-mesh ಅಥವಾ tooth-engagement frequency ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಎಂಬುದು vibration ಗಿಯರ್ ಹಲ್ಲುಗಳು ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಳೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬಂದು ಹೊರಬರುವಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಆವೃತ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಗಿಯರ್ನ ಹಲ್ಲುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅದರ ಭ್ರಮಣ ವೇಗದಿಂದ ಗುಣಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ: GMF = (number of teeth × rpm) / 60. GMF ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗಿಯರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಕಂಪನ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನುನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ peak ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ amplitude, ಅದರ harmonics, ಹಾಗೂ ಅದರ ಸುತ್ತಲಿನ sidebands ಗಿಯರ್ ಸ್ಥಿತಿ — ಕುಂದು, misalignment, ಹಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳು, ಮತ್ತು ಲೂಬ್ರಿಕೇಷನ್ ಸಮರ್ಪಕತೆ — ಕುರಿತ ವಿವರವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ GMF ಅನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವುದು gearbox diagnostics ನ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದ್ದು ಗಿಯರ್ ದೋಷಗಳು ಅವು ವಿಫಲವಾಗುವ ಮೊದಲು ಗುರುತಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಗಿದೆ.
1. Gear Mesh Frequency ಲೆಕ್ಕಿಸುವುದು
ಮೂಲ ಸೂತ್ರ
mesh ಆಗಿರುವ ಜೋಡಿಯ ಯಾವುದೇ ಸದಸ್ಯದಿಂದ GMF ಲೆಕ್ಕಿಸಬಹುದು; ಎರಡೂ ಒಂದೇ ಉತ್ತರ ನೀಡಲೇಬೇಕು, ಏಕೆಂದರೆ ಹಲ್ಲುಗಳು ಒಂದೇ ಹಂಚಿಕೊಂಡ ದರದಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತವೆ:
- GMF = Nಪಿನಿಯನ್ × RPMಪಿನಿಯನ್ / 60 (pinionನಿಂದ)
- GMF = Nಗಿಯರ್ × RPMಗಿಯರ್ / 60 (gearನಿಂದ)
ಈ ಎರಡೂ ಸಮಾನ, ಏಕೆಂದರೆ ವೇಗ ಅನುಪಾತವು tooth-count ratio ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಮವಾಗಿದೆ. GMF ಒಂದು ಸರಳ ರನ್ನಿಂಗ್-ಸ್ಪೀಡ್ harmonic ಅಲ್ಲ — ಅದು ಹಲ್ಲುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ × shaft speed ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1× ಗಿಂತ ಬಹಳ ಮೇಲಿರುತ್ತದೆ.
ಸಂಪೂರ್ಣ ಉದಾಹರಣೆಗಳು
ಉದಾಹರಣೆ 1 — ಸರಳ ಗಿಯರ್ಬಾಕ್ಸ್
- ಇನ್ಪುಟ್ (pinion): 1,800 rpm ನಲ್ಲಿ 20 ಹಲ್ಲುಗಳು
- ಔಟ್ಪುಟ್ (gear): 600 rpm ನಲ್ಲಿ 60 ಹಲ್ಲುಗಳು
- GMF = 20 × 1,800 / 60 = 600 Hz
- ಪರಿಶೀಲನೆ: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓
ಉದಾಹರಣೆ 2 — ಬಹು-ಹಂತದ ಗಿಯರ್ಬಾಕ್ಸ್
- ಮೊದಲ ಹಂತ: 3,600 rpm ನಲ್ಲಿ 18 ಹಲ್ಲುಗಳು → GMF₁ = 1,080 Hz
- ಎರಡನೇ ಹಂತ: 1,200 rpm ನಲ್ಲಿ 25 ಹಲ್ಲುಗಳು → GMF₂ = 500 Hz
- ಮೂರನೇ ಹಂತ: 400 rpm ನಲ್ಲಿ 30 ಹಲ್ಲುಗಳು → GMF₃ = 200 Hz
- ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್: ಪ್ರತಿ ಹಂತಕ್ಕೂ ವಿಭಿನ್ನ peak ಅನ್ನು, ಜೊತೆಗೆ harmonics ಮತ್ತು sidebandsಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿ ಹಂತಕ್ಕೂ ಇದನ್ನು ಕೈಯಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರ; ಗೇರ್ ಜಾಲ ಆವೃತ್ತಿ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಇದು GMF ಮತ್ತು ನಿರೀಕ್ಷಿತ sideband spacing ಅನ್ನು ತಕ್ಷಣ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಫ್ರಿಕ್ವೆನ್ಸಿ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಸುತ್ತಲಿನ shaft-speed orders ಅನ್ನು ಸರಿಯಾದ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
2. ಕಂಪನ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ನಲ್ಲಿನ GMF
ಆರೋಗ್ಯಕರ ಗಿಯರ್ಬಾಕ್ಸ್
- GMF peak: ಲೆಕ್ಕಿಸಿದ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ, ಒಂದೇ peak.
- ಆಯಾಮ: ಮಧ್ಯಮ ಮಟ್ಟದಿದ್ದು, ಕಾಲಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
- ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಗಳು: 2×GMF ಮತ್ತು 3×GMF ಕಾಣಬಹುದು, ಆದರೆ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರಬೇಕು (GMF ನ ~25% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ).
- ಪಾರ್ಶ್ವಪಟ್ಟಿಗಳು: ಕನಿಷ್ಠ ಅಥವಾ ಇಲ್ಲದಷ್ಟೇ.
- ಶಾಫ್ಟ್ ವೇಗಗಳು: ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ shaftಗಳ 1× peaks ಗಳು GMF ಗಿಂತ ಬಹಳ ಕೆಳಗಿರುತ್ತವೆ.
ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸಿಗ್ನೇಚರ್ಗಳು
ಹೆಚ್ಚಿನ GMF ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್
ಕಾಲಕ್ರಮದಲ್ಲಿ GMF amplitude ಏರಿಕೆಯಾಗುವುದೇ ಸಾಮಾನ್ಯ gear wear, misalignment, ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ load ಇರುವುದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಕೈಗೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಕ್ರಮ ಎಂದರೆ monitoring frequency ಹೆಚ್ಚಿಸಿ inspection ಯೋಜಿಸುವುದು.
ಬಹು GMF ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಸ್
ಬಲವಾದ 2×GMF, 3×GMF, ಮತ್ತು 4×GMF peaks ಗಳು ಹಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳು, ತೀವ್ರ ಕುಂದು, ಅಥವಾ ದುರ್ಬಲ contact pattern ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ — ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚು harmonics ಕಾಣುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಸ್ಥಿತಿ ಹೆಚ್ಚು ಗಂಭೀರವಾಗುತ್ತದೆ.
GMF ಸುತ್ತಲಿನ ಸೈಡ್ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು
Sidebands ಗಳು shaft speed ಮೂಲಕ ಉಂಟಾಗುವ GMF modulation ಆಗಿದ್ದು, ಅವು ಯಾವ ಇದು ಗಿಯರ್ ದೋಷದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ:
- Pinion sidebands: GMF ± input-shaft speed → pinion ದೋಷ.
- Gear sidebands: GMF ± output-shaft speed → driven gear ಮೇಲಿನ ದೋಷ.
- ಬಹುಮುಖ ಸೈಡ್ಬ್ಯಾಂಡ್: GMF ± n×(shaft speed) → ಸ್ಥಳೀಯ ಹಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳು.
- ಅಸಮಮಿತ ಸೈಡೆಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು: ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಲವಾಗಿದ್ದರೆ → eccentric gear ಅಥವಾ ಸಮವಿಲ್ಲದ ಹಲ್ಲಿನ spacing.
3. ನಿರ್ಣಾಯಕ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ
ಒಮ್ಮೆ ನೋಡಿದರೆ ಸ್ಥಿತಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ
| ಸ್ಥಿತಿ | GMF ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ | ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಸ್ | ಸೈಡ್ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು |
|---|---|---|---|
| ಹೊಸದು / ಉತ್ತಮ | ಕಡಿಮೆ, ಸ್ಥಿರ | ಕನಿಷ್ಠ (< 25% of GMF) | ಇಲ್ಲದಷ್ಟು ಅಥವಾ ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದು |
| ಸಾಮಾನ್ಯ ಕುಂದು | ಮಧ್ಯಮ, ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಳ | 2×GMF ಇದೆ ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ | ಸಣ್ಣ sidebands ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ |
| ಮಧ್ಯಮ ಮಟ್ಟದ ಕುಂದು | ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದು, ಇನ್ನೂ ಏರುತ್ತಿದೆ | 2×, 3×GMF ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ | ± shaft frequencies ನಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ sidebands |
| ತೀವ್ರ ಕುಂದು / ಹಾನಿ | ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚು | ಬಹು ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಸ್ (4×, 5×+) | ಬಹು ಸೈಡ್ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗುಂಪುಗಳು |
| ಸ್ಥಳೀಯ ದೋಷ | ಮಧ್ಯಮ | ಇದೆ | ಬಲವಾದ, ನಿಯಮಿತ ಅಂತರದ ಸೈಡ್ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು |
ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದೋಷ ಲಕ್ಷಣಗಳು
- ಗೇರ್ ಸುಸ್ಪಷ್ಟತೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ 2×GMF ಮತ್ತು 3×GMF harmonics, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿದ ಅಕ್ಷೀಯ ಕಂಪನ; ಗಿಯರ್ಗಳನ್ನು ಮರು-ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದರಿಂದ ಸರಿಪಡಿಸಬಹುದು.
- ಎಕ್ಸೆಂಟ್ರಿಕ್ ಗಿಯರ್: eccentric gearನ shaft speed ನ ±1× ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ sidebands, ಹಲ್ಲಿನ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರತಿ revolutionಕ್ಕೆ ಒಮ್ಮೆ ಬದಲಾಗುವುದು — ಇದು time waveform.
- ಒಡೆದ ಅಥವಾ ಚಿರಿದ ಹಲ್ಲು: shaft-speed spacing ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ amplitude sidebands, ದೋಷಪೂರಿತ gear ಪ್ರತಿ revolutionಕ್ಕೆ ಒಂದು impact, time waveform ನಲ್ಲಿ impulsive ಘಟನೆಗಳು, ಮತ್ತು amplitude ವೇಗವಾಗಿ ಏರಿಕೆಯಾಗುವುದು.
- ಅಸಾಕಷ್ಟ ನಯನೀಕರಣ: ಹೆಚ್ಚಿದ frictionನಿಂದ GMF amplitude ಏರಿಕೆ, high-frequency noise ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು, ಮತ್ತು gearbox ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆ.
ಇದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಅತಿಯಾದ clearance backlash ಪ್ರತಿ engagement ವೇಳೆ ಹಲ್ಲುಗಳು rattling ಆಗಲು ಅವಕಾಶ ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ಈ ಸಿಗ್ನೇಚರ್ಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಅಸ್ಪಷ್ಟಗೊಳಿಸಬಹುದು.
4. GMF ಮತ್ತು ರಚನಾ ರೆಸೊನಾನ್ಸ್
GMF ಅನೇಕ ವೇಳೆ structural modes ಅನ್ನು ಉದ್ದೀಪಿಸುವ ಬಾಂಡ್ನಲ್ಲಿ ಬೀಳುತ್ತದೆ; ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಸಣ್ಣ ಮೂಲವಾಗಿರಬೇಕಾದುದನ್ನು ವೃದ್ಧಿಸುತ್ತದೆ:
- ಸಾಮಾನ್ಯ GMF: ಕೈಗಾರಿಕಾ ಗಿಯರ್ಬಾಕ್ಸ್ಗಳಿಗೆ 200–2,000 Hz.
- ಫ್ರೇಮ್ನ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆವೃತ್ತಿಗಳು: ಹೆಚ್ಚಾಗಿ 50–500 Hz.
- ಅಪಾಯ: GMF ಅಥವಾ ಅದರ harmonicsಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು housing ಅಥವಾ frame ರಚನಾತ್ಮಕ ಅನುರಣನ.
- ಫಲಿತಾಂಶ: ಜೋರಾದ gear whine ಮತ್ತು ಅತಿಯಾದ casing vibration.
- ಪರಿಹಾರಗಳು: housing ಅನ್ನು ಗಟ್ಟಿಗೊಳಿಸಿ, damping ಸೇರಿಸಿ, ಅಥವಾ tooth count ಅನ್ನು ಬದಲಿಸಿ GMF ಅನ್ನು resonanceನಿಂದ ದೂರ ಸರಿಸಿ.
5. ನಿಗಾವಹಿಕೆ ತಂತ್ರ ರೂಪಿಸುವುದು
ಮೂಲಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಟ್ರೆಂಡಿಂಗ್
gearbox ಹೊಸದಾಗಿದ್ದಾಗ ಅಥವಾ ಹೊಸದಾಗಿ overhaul ಮಾಡಿದಾಗ GMF amplitude ಅನ್ನು — ಸಾಮಾನ್ಯ harmonic ಮತ್ತು sideband ಮಟ್ಟಗಳೊಂದಿಗೆ — ದಾಖಲಿಸಿ, ನಂತರದ ಎಲ್ಲದರಿಗೂ ಅದನ್ನೇ reference ಆಗಿ ಬಳಸಿ. ಟ್ರೆಂಡ್ ಮಾಡಲು ಅತಿ ಉಪಯುಕ್ತ ಪರಾಮಿತಿಗಳು:
- GMF amplitude: ಒಟ್ಟು gear conditionನ ಮುಖ್ಯ ಸೂಚಕ.
- Harmonic ratios: 2×GMF/GMF ಅಥವಾ 3×GMF/GMF ಏರಿಕೆಯಾಗುವುದೇ deterioration ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
- Sideband energy: sideband ಕುಟುಂಬಗಳ ಒಟ್ಟು amplitude.
- ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ವಿಷಯವಸ್ತು: 5–50 kHz ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ broadband energy ಹಲ್ಲಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಲಾರ್ಮ್ ಮಟ್ಟಗಳು
- ಎಚ್ಚರಿಕೆ: GMF amplitude ಮೂಲಮಟ್ಟದ 2× ನಲ್ಲಿ.
- ಅಲಾರ್ಮ್: GMF amplitude ಮೂಲಮಟ್ಟದ 4× ನಲ್ಲಿ, ಅಥವಾ ಯಾವುದೇ ವೇಗದ ಏರಿಕೆ.
- ಗಂಭೀರ: ಅನೇಕ ಬಲವಾದ harmonics, ವ್ಯಾಪಕ sidebands, ಅಥವಾ ಮೂಲಮಟ್ಟದ 10×.
ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ GMF ಅಳೆಯುವುದು
GMF, ಅದರ harmonics, ಮತ್ತು sidebandsಗಳನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛವಾಗಿ ಹಿಡಿಯಲು ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರ ಇರುವ lines ಅನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು bandwidth ಮತ್ತು resolution ಅಗತ್ಯ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ portable two-channel analyser ಬ್ಯಾಲೆನ್ಸೆಟ್-1ಎ ಇದು ಸ್ಥಳದಲ್ಲೇ gearbox spectrum ಮತ್ತು time waveform ಅನ್ನು ದಾಖಲಿಸುತ್ತದೆ; ಇದರಿಂದ engineer ಗೆ GMF peak ಮತ್ತು ಅದರ sideband families ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಓದಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ — ಜೊತೆಗೆ, attached fan ಅಥವಾ coupling unbalance ಆಗಿರುವುದನ್ನು rising 1× ಸೂಚಿಸಿದರೆ, ಅದೇ ಭೇಟಿಯಲ್ಲಿ field balancing ಕೂಡ ಮಾಡಬಹುದು. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿದಾಗ, gear mesh frequency analysis ಭೀಕರ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕಿಂತ ತುಂಬಾ ಮುಂಚೆಯೇ gear ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ; ಹೀಗಾಗಿ ಅಯೋಜಿತ breakdownಗಳನ್ನು ಯೋಜಿತ maintenance ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
