Zobratu defektu diagnostika ar vibrācijas analīzi
Pārnesumu defektu novēršana ir nodiluma un bojājumu veidi - zobu nodilums, plaisas, ekscentricitāte, nesaskaņotība -, kas rodas zobratu komplektos, kurus izmanto enerģijas pārvadē visās rūpniecības mašīnās. Zobratu zobu saķeršanās ir trokšņains un vibrējošs process, tāpēc veseli zobrati rada ļoti skaidru un stabilu vibrācijas signatūru; jebkura novirze no šīs signatūras ir spēcīgs indikators, kas liecina par problēmām. Tā kā vibrācijas analīze var atklāt šīs novirzes ļoti agrīnā stadijā, un tas novērš pārnesumkārbas defektus ilgi pirms tie pāraug katastrofālā pārnesumkārbas bojājumā.
1. Zobratu vibrācijas raksturs
Katram pārnesumu komplektam ir raksturīgs pirkstu nospiedums frekvenču jomā, kurā dominē zobu ieslēgšanās ātrums un kuru ieskauj aktivitāte, kas saistīta ar katras vārpstas rotāciju. Tāpēc veselas pārnesumkārbas bāzes mērījumi ir viens no vērtīgākajiem uzticamības programmas atskaites punktiem: defektus diagnosticē nevis pēc absolūtā skaitļa, bet gan pēc tā, kā mūsdienu spektra un laika viļņa forma atšķiras no zināmā labā paraksta. Zobratu diagnostikas disciplīna ir galvenokārt disciplīna, kā pareizi nolasīt šo atšķirību, tāpēc zobrati ieņem tik nozīmīgu vietu ikdienas darbā. stāvokļa uzraudzība.
2. Zobratu sazobes frekvence (GMF)
Vissvarīgākā frekvence pārnesumkārbas analīzē ir Zobratu sazobes frekvence (GMF) - ātrums, ar kādu divu zobratu zobi saslēdzas viens ar otru.
GMF = Zobu skaits uz zobrata × Šī zobrata rotācijas ātrums
Veselā pārnesumkārbā FFT spektrs ir redzams skaidrs maksimums pie GMF, parasti ar dažiem nelieliem harmonikas (2×GMF, 3×GMF). GMF maksimuma amplitūda atspoguļo zobratu slodzi, tāpēc augsts GMF maksimums pats par sevi ne vienmēr ir defekts - tas var vienkārši nozīmēt, ka pārnesumkārba strādā intensīvi. Patiesā diagnostikas informācija ir frekvencēs. ap GMF maksimumu, nevis pašā maksimumā. Tā kā GMF ir atkarīgs gan no zobu skaita, gan no ātruma, to ir viegli nepareizi noteikt ar rokām. Zobratu sazobes frekvences kalkulators sekundēs atrisina GMF un tā sānu joslas konkrētajam pārnesumu komplektam.
3. Blakusjoslu izmantošana defektu diagnostikai
Sānu joslas ir visspēcīgākais rīks konkrētu pārnesumu problēmu diagnosticēšanai. Tie ir nelieli maksimumi, kas parādās abpus GMF un tās harmoniskajām, kas rodas, kad defekts modulē saķeres procesu. Izšķirošais pavediens ir to atstarpes: starpība starp sānu joslu un GMF maksimumu ir vienāda ar vārpstas, uz kuras atrodas bojātais zobrats, rotācijas ātrumu, kas uzreiz norāda, ka kas pārbaudīt vārpstu.
- Nodilusi vai ekscentriska pārnesumkārba: un valkātas, ekscentriskais vai kļūdains pārnesums modulē GMF ar savu rotācijas ātrumu, radot sānu joslas, kas izvietotas pa skriešanas ātrums (1×) šī pārnesuma vārpstas. Ja sānu joslas sakrīt ar ieejas vārpstas apgriezienu skaitu, vaina ir ieejas pārnesumkārbā.
- Vispārējs zobu nodilums: pārnesumu nodilums parasti paaugstina GMF un tā harmonikas amplitūdu, ko papildina 1 × sānu joslas no atbilstošā pārnesuma.
- Plaisis vai lauzts zobs: viens ieplaisājis vai salūzis zobs rada spēcīgu maksimumu pie 1 × šī zobrata kustības ātruma, bieži vien ar daudzām harmonikām, kā arī sānu joslām ap GMF, kas izvietotas ar šī zobrata ātruma intervālu. Laika viļņu forma ir īpaši vērtīga šajā gadījumā - tā parāda skaidru, periodisku ietekmi katru reizi, kad bojātais zobs mēģina saslēgties.
- Zobratu pārnesumu nobīde: vārpstu nesakritība pārnesumu bieži rada augstu 2×GMF harmoniku, kas dažkārt ir augstāka par primāro GMF maksimumu, ko atkal pavada ātruma blakusjoslas.
Saistīts efekts, par kuru ir vērts zināt, ir medību zobu frekvence, ļoti zems ātrums, ar kādu konkrēts zobu pāris atkal saslēdzas; to var izraisīt bojājumi, kas saistīti ar vienu sliktu zobu uz katra zobrata.
4. Specializētās analīzes metodes
Tā kā pārnesumu vibrācijas ir tik bagātīgas, standarta spektra analīze bieži tiek pastiprināta ar metodēm, kas izolē pārnesumu signālu:
- Laika viļņu formas analīze: ir svarīgi, lai apstiprinātu, ka zobi ir salūzuši vai ieplaisājuši, kas izpaužas kā asi, atkārtojošies triecieni, kas sinhronizēti ar zobrata rotāciju, nevis ar zobrata zobratu.
- Cepstrum analīze: transformācija, kas kondensē veselas vienmērīgi izvietotu sāldiapazonu grupas vienotās, viegli nolasāmās sastāvdaļās, padarot sāldiapazonu modeļus redzamus, kad tie ir paslēpti pārpildītā FFT.
- Aploksnes analīze: demodulē augstfrekvences nesēju, lai atklātu lokalizēta zobu defekta zemas frekvences trieciena ātrumu, papildinot sānjoslas attēlu.
5. Pārnesumu atteices posmi
Vibrācijas analīze ļauj izsekot pārnesumu defekta attīstībai četros atpazīstamos posmos, tādējādi dodot apkopes komandām pietiekami daudz laika, lai plānotu iejaukšanos:
- 1. posms (agrīns): ap GMF parādās nelielas sānu joslas. Kopējais vibrāciju līmenis var nemainīties vispār.
- 2. posms (vidēji smags): sānu joslu amplitūdas pieaug, un GMF harmonikas sāk parādīties ar savām sānu joslām.
- 3. posms (nopietns): GMF un tās harmonikas nes daudzas lielas sānu joslas, problemātiskā pārnesuma 1 × frekvence sāk pieaugt, un spektra trokšņu līmenis paaugstinās.
- 4. posms (katastrofāls): GMF var izzust, un tā vietā var parādīties trokšņaina, nejauša vibrācijas signatūra, jo zobi ir stipri bojāti vai iznīcināti.
6. Īstenošana praksē uz lauka
Zobratu diagnostika sākas ar tīra lauka mērījumiem pie darba ātruma un slodzes. Pārnēsājams divkanālu instruments, piem. Balanset-1A fiksē FFT spektru un neapstrādātu laika viļņu formu katrā gultnī, ļaujot inženierim noteikt GMF, nolasīt sānu joslu intervālu, lai noteiktu defektu konkrētai vārpstai, un vērot viļņu formu, lai atrastu bojāta zoba periodisko ietekmi - un tas viss, neatverot pārnesumkārbu. Ja pārnesumkārba darbina vai balsta arī rotoru, tas pats instruments pārbauda, vai atlikušie gultnis un vibrācijas, kas saistītas ar nelīdzsvarotību, nepārsniedz standartu, piemēram, ISO 20816, noteiktās robežas, tāpēc apstiprinātu pārnesumu defektu nemaskē nesaistīti avoti. Ja pārnesuma defekts tiek konstatēts 1. vai 2. posmā, tas kļūst par plānotu remontu, nevis neplānotu avāriju.
