Krumpliaračių susidėvėjimo supratimas
Pavarų susidėvėjimas tai laipsniškas krumplių dantų paviršių medžiagos praradimas, kurį sukelia mechaniniai procesai – dilimas, adhezija, paviršiaus nuovargis ir korozija. Skirtingai nuo staigaus danties lūžio, krumplių nusidėvėjimas yra laipsniškas susidėvėjimas, kuris keičia danties profilį, didina laisvumas, ir nuolat didina triukšmą bei vibracija lygių. Jei nebus imtasi jokių priemonių, tai gali sukelti funkcinį gedimą, kai medžiagos nuostoliai tampa pernelyg dideli arba pereina į agresyvesnius pažeidimo būdus, pavyzdžiui, įdubimas arba dantų lūžius. Kadangi nusidėvėjimas vyksta lėtai ir nuspėjamai, tai yra vienas iš labiausiai vertingų stebėti defektų: suprasti mechanizmus ir stebėti jų progresavimą per vibracijos analizė, naftos analizė, o reguliariai atliekamas patikrinimas leidžia išvengti gresiančio gedimo ir pakeisti pavarą pagal planą bei už nedidelę kainą.
1. Krumplių nusidėvėjimo rūšys ir mechanizmai
Nusidėvėjimas nėra vienas procesas. Nustatyti, kuris kuris mechanizmas veikia, yra pirmas žingsnis siekiant jį sustabdyti, nes abrazyvinio nusidėvėjimo sprendimas (švaresnė alyva) skiriasi nuo scuffing sprendimo (geresnė tepimo plėvelė). Tai yra pagrindiniai pramoniniuose gearing.
Abrazyvinis nusidėvėjimas
Dažniausiai pasitaikantis mechanizmas pramoninėse pavarų dėžėse. Kietos dalelės – nešvarumai, metalo drožlės ar anksčiau susidariusios nusidėvėjimo nuolaužos – įsiterpia tarp dantų šonų ir šlifavimo veiksmu pašalina medžiagą, panašiai kaip šlifavimo pasta. Rezultatas – poliruotas, lygus paviršius, nuo kurio medžiaga pašalinama gana tolygiai, o šlifavimo intensyvumas priklauso tiek nuo užterštumo lygio, tiek nuo apkrovos. Veiksmingas filtravimas, geras sandarumas ir švarus surinkimas yra pagrindinės apsaugos priemonės.
Lipnumo nusidėvėjimas (įbrėžimai / įdrėskimai)
Tai pasireiškia esant didelei apkrovai arba nepakankamam tepimui, kai apsauginė alyvos plėvelė suyra ir nelygumų viršūnės ima tiesiogiai liestis metalu su metalu. Mikroskopinis suvirinimas ir plėšymas slydimo kontakto taškuose sukuria šiurkščius, išplėšytus paviršius, matomą medžiagos pernašą tarp susiliečiančių dantų ir įdrėskimo žymes slydimo kryptimi. Scuffing yra pavojingas, nes prasidėjęs gali greitai progresuoti iki katastrofinio gedimo; tinkamas tepimas, ekstremalaus slėgio (EP) priedai ir sumažintos apkrovos padeda jo išvengti.
Mikroduobės
Paviršiaus nuovargio nusidėvėjimo būdas, dėl kurio susidaro smulki, matinė tekstūra. Plonos tepalinės plėvelės leidžia susidaryti dideliam kontaktiniam įtempimui nelygumų lygiu, dėl to susidaro tūkstančiai mikroskopinių duobučių, kurių skersmuo yra maždaug 10–50 µm, ir atsiranda būdingas matinis pilkas paviršius. Paprastai šis reiškinys koncentruojasi netoli žingsnio linijos, kur susilieja riedėjimas ir slydimas. Mikroįdubimai gali stabilizuotis, jei yra nežymūs, arba progresuoti į makroįdubimus, jei yra stiprūs – bet kuriuo atveju jie keičia danties profilį ir padidina triukšmą bei vibraciją.
Vidutinis (įprastas) nusidėvėjimas
Ne visos nusidėvėjimo žymės yra gedimas. Visose krumpliaračių sistemose per metus natūraliai atsiranda tam tikras laipsniškas poliravimas ir medžiagos nušlifavimas. Šis procesas turėtų vykti lėtai ir nuspėjamai (gerokai mažiau nei 0,1 mm per visą krumpliaračio tarnavimo laiką) ir yra visiškai priimtinas, jeigu neviršija projektinių leistinųjų nuokrypių. Įprasto nusidėvėjimo atpažinimas dėvėti padeda išvengti nereikalingų veiksmų.
Korozinis dėvėjimasis
Dėl drėgmės, rūgštinių tepalų ar cheminių teršalų korozinis nusidėvėjimas pasireiškia rūdžių spalvos dėmėmis, paviršiaus šiurkštėjimu ir duobutėmis. Tai dažniausiai pasitaiko, kai pavarų dėžė stovi nenaudojama drėgnoje aplinkoje – pavyzdžiui, rezervinė pavara arba sandėlyje laikomas agregatas. Tinkamas sandarinimas, korozijos inhibitoriai ir apsauga sandėliavimo metu (įskaitant oro išleidimo sausiklius) yra standartinės prevencinės priemonės.
2. Pavarų nusidėvėjimo pasekmės
Kai medžiaga nyksta iš šonų, pasekmės plinta grandinine reakcija: nuo geometrijos iki eksploatacinių savybių ir vis greitesnio savaiminio susidėvėjimo.
Geometriniai pokyčiai
- Profilio keitimas: involiutinis profilis susidėvi, sutrikdydamas sklandžią sąveiką, kuri užtikrina tylų krumpliaračių darbą.
- Padidėjęs laisvumas: dėl medžiagos nuostolių padidėja tarpas tarp susiliečiančių dantų.
- Sumažintas kontaktų santykis: bet kuriuo momentu apkrovą tenka nešti mažesniam dantų skaičiui.
- Apkrovos koncentracija: likusi kontaktinė sritis patiria didesnį įtempį.
Našumo pablogėjimas
- Padidėjusi vibracija: Dėl prasto dantų sąlyčio ir kintančio krumplių sukibimo atsiranda periodiniai smūgiai.
- Triukšmas: Barškėjimas nuo atbulinio smūgio, dūzgimas nuo paviršiaus šiurkštumo
- Sumažėjęs efektyvumas: didesni trinties nuostoliai eikvoja įėjimo galią.
- Accuracy loss: didėjantis laisvumas mažina pozicionavimo tikslumą indeksavimo ir servopavarose.
Pagreitintas blogėjimas
Dėvėjimasis turi savęs pačios stiprinimo tendenciją. Nusidėvėję dantys patiria didesnę apkrovą, nes ją tenka dalytis mažesniam dantų skaičiui, įtampa sutelkiasi nusidėvėjusiose vietose, o šis procesas gali peraugti į duobelių susidarymą ar netgi visišką danties lūžį. Dar blogiau – nusidėvėjimo metu susidarančios nuolaužos tampa abrazyvu, skatinančiu tolesnį abrazyvinį nusidėvėjimą – tai užburtas ratas, dėl kurio būtent ankstyvasis nustatymas yra toks svarbus.
3. Nustatymo metodai
Yra keletas vienas kitą papildančių metodų, leidžiančių nustatyti nusidėvėjimą įvairiuose etapuose. Veiksmingiausios programos apima bent du iš jų, nes kiekviena iš jų atskleidžia skirtingą to paties nusidėvėjimo aspektą.
Vibracijos analizė
Krumpliaračių poros dantų sąveika sukuria ryškų toną ties krumpliaračių susikabinimo dažnis (GMF), o ant jo matyti aiškūs pirštų atspaudai:
- GMF amplitudės tendencijos: laipsniškas pakilimas rodo, kad nusidėvėjimas progresuoja.
- Harmonikų raida: 2×GMF ir 3×GMF atsiradimas ir augimas, kai profilis susidėvi.
- Šoninės juostos: shaft-speed šoninės juostos atsirandančios aplink GMF ir rodančios dantų sąveikos moduliaciją.
- Plačiajuostis triukšmas: padidėjęs aukšto dažnio komponentas, atsirandantis dėl paviršiaus nelygumų.
- Laiko bangos forma: vis didėjantys pažeidimai ir poveikis laiko bangos forma.
Žinant, kur tiksliai reikia ieškoti pirmiausia, interpretuoti tampa kur kas lengviau; Pavarų tinklelio dažnio skaičiuoklė pateikia numatomą GMF ir šoninių juostų tarpą, apskaičiuotą pagal dantų skaičių ir veleno sukimosi greitį, dar prieš atidarant spektro vaizdą.
Alyvos analizė
- Dėvėjimosi dalelių analizė: geležies koncentracijos stebėjimas alyvos mėginiuose.
- Ferrografija: dalelių morfologijos klasifikavimas – trinties, pjovimo ir nuovargio dalelės – siekiant nustatyti nusidėvėjimo tipą.
- Spektrografinė analizė: cheminė sudėtis, iš kurios matyti, kokių metalų yra.
- Dalelių skaičiavimas: dilimo dalelių koncentracijos ir dydžio pasiskirstymo stebėjimas.
- Ankstyvasis nustatymas: Alyvos analizė gali nustatyti neįprastą nusidėvėjimą dar prieš pasirodant bet kokiems vibracijos požymiams, todėl ji tampa veiksminga pirmuoju įspėjimu.
Vizualinė apžiūra
Tiesioginis patikrinimas tebėra lemiamas. Atliekant endoskopinį patikrinimą galima apžiūrėti be išardymo; išsamus patikrinimas atliekamas kapitalinio remonto metu. Inžinieriai matuoja dantų storį palei žingsnio liniją, tikrina sąlyčio modelius (naudodami mėlyninimą arba dažų pernešimą), fotografuoja dantis, kad būtų galima palyginti su ankstesniais duomenimis, ir lygina gautus rezultatus su gamintojo paskelbtomis nusidėvėjimo ribomis.
Triukšmo stebėjimas
Įrankių rinkinį papildo akustiniai metodai: akustinė emisija akustinė emisija iš dantų sąlyčio, ultragarsinis paviršiaus būklės matavimas ir paprasti girdimojo triukšmo pokyčiai, kurie dažnai įspėja patyrusį operatorių gerokai anksčiau, nei pradedamas matavimo maršrutas.
4. Profilaktika ir gyvenimo trukmės pailginimas
Didžiąją dalį įrangos nusidėvėjimo galima kontroliuoti. Keturi veiksniai – tepimas, užteršimo kontrolė, apkrovos valdymas ir sureguliavimas – atlieka pagrindinį darbą.
Tinkamas tepimas
Naudokite tinkamos klampos tepalą, atsižvelgdami į apkrovą ir greitį, esant didelėms apkrovoms įmaišykite EP priedų ir užtikrinkite pakankamą kiekį bei srautą. Užtikrinant alyvos švarumą filtravimo būdu ir keičiant alyvą pagal gamintojo nurodytą grafiką, apsaugoma plėvelė, kuri neleidžia susidaryti adhezijiniam nusidėvėjimui.
Užterštumo kontrolė
Veiksmingas sandarinimas apsaugo nuo dalelių patekimo; filtruojantys ventiliacijos elementai neleidžia pavarų dėžei įsiurbti dulkių, kai ji kaista ir atvėsta; laikantis švarių surinkimo ir techninės priežiūros reikalavimų išvengiama nešvarumų patekimo; o alyvos filtravimo sistemos, kurių absoliutus filtravimo tikslumas yra maždaug 10–25 µm, pašalina cirkuliuojančias abrazyvines medžiagas.
Apkrovos valdymas
Veikite neviršydami projektinių apkrovų ribų, venkite smūginių apkrovų ir staigių apkrovos svyravimų, stebėkite perduodamą sukimo momentą ir galią, o jei reduktorius nuolat perkraunamas, apsvarstykite galimybę pasirinkti galingesnį modelį.
Išlyginimas ir montavimas
Užtikrinkite, kad kontaktinis raštas pasiskirstytų per visą danties plotį, ištaisykite bet kokį veleno nesuderinimas nesutapimą, kuris sukelia apkrovos koncentraciją kraštuose, tinkamai parinkite ir prižiūrėkite guolius bei įsitikinkite, kad laisvumas atitinka specifikaciją. Atkreipkite dėmesį, kad reduktoriaus nesutapimas dažnai kyla aukščiau grandinėje - dėl netinkamai išlygintos movos arba liekamojo disbalansas varančiojo rotoriaus disbalanso, dėl kurio dantys apkraunami netolygiai. Šias pagrindines priežastis ištaisius vietoje nešiojamuoju balansavimo ir analizės prietaisu, pavyzdžiui, Balanset-1A pašalina paslėptą veiksnį, skatinantį greitesnį krumplių nusidėvėjimą, dar prieš jam pasiekiant krumplių šonus.
5. Kada reikia keisti pavaras
Galiausiai nusidėvėjimas pasiekia ribą, kai vien stebėjimo nebeužtenka ir reikia keisti. Aiškūs, išmatuojami kriterijai užtikrina, kad sprendimas būtų priimamas objektyviai, o ne reaktyviai.
Pakeitimo kriterijai
- Danties storis: nusidėvėjimas, viršijantis gamintojo nustatytą ribą, paprastai 10–20 % medžiagos nuostolių.
- Vibracijos lygiai: GMF amplitudė viršija aliarmo ribas, nepaisant tepimo patobulinimų
- Duobučių mastas: daugiau nei 30 % danties paviršiaus yra padengta vidutinio sunkumo ar sunkiais įdubimais.
- Įbrėžimai / nubrozdinimai: bet kokie vidutinio sunkumo ar stiprūs įdrėskimai savaime yra keitimo kriterijus.
- Triukšmas: per didelis triukšmas, rodantis prastą dantų sąlytį.
- Laisvumas: matavimo reikšmės, viršijančios nustatytą maksimalią ribą.
Laiko aspektai
Planuokite keitimą atsižvelgdami į numatytus elektros tiekimo nutraukimus, o ne į avarines situacijas. Keiskite tarpusavyje sąveikaujančius krumpliaračius poromis – jie nusidėvi kartu, o naujas krumpliaraštis, sąveikaujantis su nusidėvėjusiu, greitai susidėvi. Jei korpusas yra pažeistas, įvertinkite, ar verta keisti visą reduktorių, ar tik krumpliaraščius, ir užsisakykite atsarginius krumpliaraščius iš anksto, nes pagaminti krumpliaraščiai gali būti pristatomi per ilgą laiką.
Pavarų nusidėvėjimas yra neišvengiama energijos perdavimo pasekmė, tačiau tai taip pat yra viena iš lengviausiai valdomų problemų. Tinkamai tepiant, griežtai kontroliuojant užteršimą ir sistemingai būklės stebėjimas - ypač stebint krumpliaračių sukabinimo dažnį ir jo šonines juostas kartu su alyvos analize - galima sumažinti nusidėvėjimo spartą, maksimaliai pailginti reduktoriaus tarnavimo laiką ir atlikti krumpliaračių keitimą pagal planą gerokai anksčiau, nei įvyktų katastrofinis gedimas.
