Mendiagnosis Kecacatan Gear dengan Analisis Getaran
Gear defects ialah mod haus dan kerosakan — haus gigi, retakan, eksentrisiti, salah penjajaran — yang berkembang dalam set gear yang digunakan untuk penghantaran kuasa di seluruh jentera industri. Jalinan gigi gear adalah proses yang sememangnya bising dan bergetar, jadi gear yang sihat menghasilkan tandatangan getaran yang sangat jelas dan stabil; sebarang sisihan daripada tandatangan itu adalah penunjuk masalah yang kuat. Kerana Analisis getaran dapat mengesan sisihan ini pada peringkat awal yang sangat, ia menangkap kesalahan gear jauh sebelum ia meningkat menjadi kegagalan malapetaka bagi sebuah gear.
1. Tandatangan Getaran Gear
Setiap set gear mempunyai cap jari ciri dalam domain frekuensi, dikuasai oleh kadar gigi bergerak dan dikelilingi oleh aktiviti terikat pada putaran setiap poros. Pengukuran asalan bagi sebuah gear yang sihat adalah oleh itu salah satu rujukan paling berharga yang boleh dimiliki oleh program kebolehpercayaan: kesalahan didiagnosis bukan melalui angka mutlak tetapi melalui bagaimana spektrum hari ini dan bentuk gelombang masa berbeza daripada tandatangan yang diketahui-baik itu. Disiplin diagnosis gear sebahagian besarnya adalah disiplin membaca perbezaan itu dengan betul, itulah mengapa gear tersiar begitu menonjol dalam rutin pemantauan keadaan.
2. Kekerapan Gear Mesh (GMF)
Frekuensi yang paling penting dalam analisis kotak gear ialah Frekuensi Jaringan Gear (GMF) — kadar di mana gigi dua gear yang berkaitan terlibat antara satu sama lain.
GMF = Bilangan Gigi pada Gear × Kelajuan Putaran Gear tersebut
Dalam kotak gear yang sihat, Spektrum FFT menunjukkan puncak yang jelas di GMF, biasanya dengan beberapa kecil harmonik (2×GMF, 3×GMF). Amplitud puncak GMF mencerminkan beban pada gigi gear, jadi puncak GMF yang tinggi dengan sendirinya tidak semestinya merupakan kecacatan — ia mungkin bermakna kotak gear sedang bekerja keras. Maklumat diagnostik sebenar terletak pada frekuensi around puncak GMF, bukan pada puncak itu sendiri. Kerana GMF bergantung pada kedua-dua bilangan gigi dan kecepatan, mudah untuk salah kenal pasti dengan tangan; a Pengira Frekuensi Gear Mesh menyelesaikan GMF dan jalur sampingnya untuk set gear tertentu dalam beberapa saat.
3. Menggunakan Jalur Samping untuk Mendiagnosis Kerosakan
Jalur sisi adalah alat paling berkuasa untuk mendiagnosis masalah gear spesifik. Ia adalah puncak kecil yang muncul di kedua-dua belah puncak GMF dan harmoniknya, dihasilkan apabila kerosakan memodulasi proses kaitan. Petunjuk penting ialah penjarakan: jurang antara jalur samping dan puncak GMF bersamaan dengan kecepatan putaran aci yang membawa gear yang rosak, yang segera memberitahu anda yang aci untuk diperiksa.
- Gear yang haus atau eksentrik: a worn, eccentric atau gear yang cacat memodulasi GMF pada kecepatan putarannya sendiri, mencipta jalur samping yang berjarak pada kelajuan operasi (1×) kecepatan putaran aci gear itu. Jika jalur samping sepadan dengan kecepatan aci masuk, kerosakan berada pada gear masuk.
- Kehausan gigi umum: keausan gear biasanya meningkatkan amplitud GMF dan harmoniknya, disertai oleh jalur samping 1× daripada gear yang berkaitan.
- Gigi yang retak atau patah: satu gigi yang retak atau patah menghasilkan puncak yang kuat pada kecepatan berjalan 1× gear itu, sering dengan banyak harmonik, ditambah jalur samping di sekitar GMF yang berjarak pada kecepatan gear itu. Bentuk gelombang masa amat berharga di sini — ia menunjukkan hentakan berkala yang nyata setiap kali gigi yang rosak cuba untuk berkaitan.
- Ketidaksejajaran gear: salah jajaran gigi sering menghasilkan harmonik 2×GMF yang tinggi, kadang-kadang lebih tinggi daripada puncak GMF utama, sekali lagi disertai oleh jalur samping kecepatan putaran.
Kesan berkaitan yang patut diketahui ialah frekuensi gigi berburu, kadar yang sangat rendah di mana pasangan gigi spesifik berkaitan semula; kerosakan yang melibatkan satu gigi buruk pada setiap gear boleh menggalakkannya.
4. Teknik Analisis Khusus
Kerana getaran gear sangat kaya, analisis spektrum piawai sering diperkuat dengan teknik yang mengasingkan isyarat gear:
- Analisis bentuk gelombang masa: penting untuk mengesahkan gigi patah atau retak, yang muncul sebagai impak tajam yang berulang dan disegerak dengan putaran gigi dan bukannya dengan jerat.
- Analisis Cepstrum: transformasi yang memampatkan keluarga lengkap jalur sisi yang berjarak sama ke dalam komponen tunggal yang mudah dibaca, membuat corak jalur sisi terlihat apabila ia tertanam dalam FFT yang sesak.
- Analisis sampul: menurunmodulasikan pembawa frekuensi tinggi untuk membongkar kadar impak frekuensi rendah daripada kecacatan gigi terlokalisasi, melengkapi gambaran jalur sisi.
5. Peringkat Kegagalan Gear
Analisis getaran dapat mengesan perkembangan kegagalan gigi melalui empat peringkat yang boleh dikenali, memberikan pasukan penyelenggaraan waktu pendahuluan untuk merancang sesuatu campur tangan:
- Peringkat 1 (awal): Jalur sisi kecil muncul di sekeliling GMF. Tahap getaran keseluruhan mungkin tidak berubah.
- Peringkat 2 (sederhana): amplitud jalur sisi tumbuh, dan harmoni GMF mula muncul dengan jalur sisi mereka sendiri.
- Peringkat 3 (serius): GMF dan harmoni-harmoninya membawa banyak jalur sisi besar, frekuensi 1× gigi yang bermasalah mula meningkat, dan lantai bunyi spektrum meningkat.
- Peringkat 4 (bencana): GMF mungkin lenyap, digantikan oleh tandatangan getaran bising dan rawak apabila gigi rosak teruk atau musnah.
6. Melaksanakannya di Lapangan
Mendiagnosis gigi bermula dengan pengukuran lapangan yang bersih pada kelajuan dan beban operasi. Instrumen dua saluran mudah alih seperti Balanset-1A menangkap spektrum FFT dan bentuk gelombang masa mentah pada setiap galas, membolehkan seorang jurutera mencari GMF, membaca jarak jalur sisi untuk menyematkan kerosakan pada aci tertentu, dan memerhati bentuk gelombang bagi impak berkala yang mencirikan gigi patah — semuanya tanpa membuka kotak gigi. Di mana kotak gigi juga memacu atau menyokong rotor, instrumen yang sama mengesahkan bahwa ketakseimbangan sisa galas dan getaran yang berkaitan dengan ketakseimbangan tetap dalam had piawaian seperti ISO 20816, jadi kerosakan gigi yang disahkan tidak diselubungi oleh sumber yang tidak berkaitan. Apabila ditangkap pada Peringkat 1 atau 2, kecacatan gigi menjadi pembaikan terjadual dan bukannya gangguan yang tidak dirancang.
