Diagnostiseren van tandwieldefecten
1. De trillingssignatuur van tandwielen
Tandwielen zijn een fundamenteel onderdeel van de krachtoverbrenging in industriële machines. Het in elkaar grijpen van de tanden is een inherent lawaaierig en dynamisch proces. Gezonde tandwielen produceren een zeer duidelijke en stabiele trillingssignatuur, en afwijkingen hiervan zijn een sterke indicatie van slijtage of schade.
Trillingsanalyse is een zeer effectieve methode om tandwieldefecten in een zeer vroeg stadium te detecteren, lang voordat ze tot een catastrofale storing van een versnellingsbak kunnen leiden.
2. Tandwielingrijpfrequentie (GMF)
De belangrijkste frequentie bij de analyse van versnellingsbakken is de Tandwielingrijpfrequentie (GMF)Dit is de snelheid waarmee de tanden van de tandwielen in elkaar grijpen.
GMF = Aantal tanden op een tandwiel × Rotatiesnelheid van dat tandwiel
In een gezonde versnellingsbak is de FFT-spectrum zal een duidelijke piek vertonen bij de GMF, vaak met een paar kleine harmonischen (2xGMF, 3xGMF). De amplitude van deze GMF-piek is een indicator van de belasting van de tandwielen. Een hoge GMF-piek op zichzelf is niet per se een teken van een storing, maar eerder van een zware belasting. De sleutel tot diagnose is kijken naar de frequenties *rond* de GMF-piek.
3. Gebruik Zijbanden om fouten te diagnosticeren
Zijbanden Zijn het krachtigste hulpmiddel voor het diagnosticeren van specifieke tandwielproblemen. Dit zijn kleine pieken die aan weerszijden van de GMF en de bijbehorende harmonischen verschijnen. De afstand tussen de zijbanden geeft aan welke as het probleem ondervindt.
- Versleten of excentrische versnelling: Als een tandwiel versleten, excentrisch of een productiefout heeft, zal het de GMF moduleren bij de rotatiesnelheid. Dit zal zijbanden rond de GMF-piek creëren die zich op de assen bevinden. loopsnelheid (1X) van de as van dat specifieke tandwiel. Als de GMF-piek bijvoorbeeld zijbanden heeft die zich op de ingaande assnelheid bevinden, ligt de fout bij het ingaande tandwiel.
- Tandslijtage: Algemene slijtage van de tanden wordt vaak aangegeven door een toename van de amplitude van de GMF en de bijbehorende harmonischen, vergezeld door 1X-zijbanden van de overeenkomstige versnelling.
- Gebarsten of gebroken tand: Een enkele gebarsten of gebroken tand genereert een sterke trillingspiek bij de 1x draaisnelheid van dat tandwiel, vaak met veel harmonischen. Het zal ook zijbanden rond de GMF produceren, verdeeld over de draaisnelheid van het tandwiel. tijdgolfvorm is hierbij ook erg nuttig, omdat er telkens als de gebroken tand probeert in elkaar te grijpen, een duidelijk, periodiek effect te zien is.
- Verkeerde uitlijning van tandwielen: Een verkeerde uitlijning van de tandwielen vertoont vaak een hoge 2x GMF-harmonische, soms groter dan de primaire GMF-piek. Dit gaat ook gepaard met zijbanden die zich op de loopsnelheid bevinden.
4. Gespecialiseerde analysetechnieken
Omdat tandwieltrillingen complex kunnen zijn, worden er vaak gespecialiseerde technieken gebruikt:
- Tijdgolfvormanalyse: Onmisbaar voor het detecteren van gebroken tanden, die zich openbaren als herhaaldelijke, harde stoten.
- Cepstrum-analyse: Een techniek die wordt gebruikt om families van zijbanden duidelijker te identificeren die moeilijk te zien zijn in een standaard FFT-spectrum.
5. Fasen van tandwielfalen
Met trillingsanalyse kan de voortgang van tandwielfalen in verschillende stadia worden gevolgd:
- Fase 1 (vroeg): Er verschijnen kleine zijbanden rond de GMF. Het algehele trillingsniveau verandert mogelijk niet.
- Fase 2 (matig): De amplitude van de zijbanden neemt toe en harmonischen van de GMF kunnen met hun eigen zijbanden beginnen te verschijnen.
- Fase 3 (Ernstig): De GMF en zijn harmonischen kunnen veel grote zijbanden hebben. De 1X-frequentie van de problematische apparatuur kan beginnen te stijgen. De ruisvloer van het spectrum neemt toe.
- Fase 4 (Catastrofaal): Het GMF kan verdwijnen en vervangen worden door een luidruchtig, willekeurig trillingsgeluid wanneer de tanden ernstig beschadigd of vernietigd zijn.