Zrozumienie częstotliwości zazębiania się kół zębatych

Urządzenia

Przenośna wyważarka i analizator drgań Balanset-1A

$2,368.48 Pierwotna cena wynosiła: $2,368.48.$1,918.77Aktualna cena: $1,918.77.

Części

Czujnik wibracji

$107.93 Pierwotna cena wynosiła: $107.93.$71.95Aktualna cena: $71.95.

Części

Czujnik optyczny (tachometr laserowy)

$148.70 Pierwotna cena wynosiła: $148.70.$83.95Aktualna cena: $83.95.

Urządzenia

Balanset-4

$8,158.35

Części

Stojak magnetyczny Insize-60-kgf

$55.16

Części

Taśma odblaskowa

$11.99

Urządzenia

Balanser dynamiczny "Balanset-1A" OEM

$2,080.66 Pierwotna cena wynosiła: $2,080.66.$1,678.92Aktualna cena: $1,678.92.

Definicja: Czym jest częstotliwość zazębienia?

Częstotliwość zazębiania się kół zębatych (GMF, nazywana również częstotliwością zazębiania zębów lub częstotliwością zazębiania zębów) to wibracja Częstotliwość generowana przez zazębienie zębów koła zębatego podczas ich stykania się i odłączania podczas obrotu koła. Oblicza się ją jako liczbę zębów koła zębatego pomnożoną przez jego prędkość obrotową (GMF = liczba zębów × obr./min / 60). GMF reprezentuje szybkość zazębiania się zębów i jest zazwyczaj dominującą częstotliwością w widmach drgań przekładni.

Zrozumienie i monitorowanie GMF jest podstawą diagnostyki skrzyni biegów, ponieważ amplituda, harmonia, I wstęgi boczne szczytu GMF dostarczają szczegółowych informacji o stanie przekładni, w tym o jej zużyciu, niewspółosiowości, wadach zębów i odpowiednim smarowaniu.

Obliczanie częstotliwości zazębiania się kół zębatych

Podstawowa formuła

GMF można obliczyć na podstawie dowolnego koła zębatego w parze zazębiającej:

• GMF = N_{wałek zębaty} × obr./min_{wałek zębaty} / 60 (za pomocą zębatki)
• GMF = N_bieg × obr./min_bieg / 60 (używając przekładni)
• Obie metody dają ten sam wynik (koniecznie, ponieważ zęby się zazębiają)

Przykładowe obliczenia

Przykład 1: Prosta skrzynia biegów

• Wejście (zębatka): 20 zębów przy 1800 obr./min
• Wyjście (przekładnia): 60 zębów przy 600 obr./min
• GMF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
• Weryfikacja: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓

Przykład 2: Przekładnia wielostopniowa

• Pierwszy etap: 18 zębów przy 3600 obr./min → GMF₁ = 1080 Hz
• Drugi etap: 25 zębów przy 1200 obr./min → GMF₂ = 500 Hz
• Trzeci etap: 30 zębów przy 400 obr./min → GMF₃ = 200 Hz
• Widmo: Pokaże szczyty na wszystkich trzech częstotliwościach, a także harmoniczne i pasma boczne

GMF w widmach drgań

Normalna (zdrowa) skrzynia biegów

• Szczyt GMF: Wyraźny szczyt przy obliczonej częstotliwości
• Amplituda: Umiarkowany, stały w czasie
• Harmonia: Mogą występować 2×GMF i 3×GMF, ale o niskiej amplitudzie (< 25% GMF)
• Wstęgi boczne: Minimalny lub nieobecny
• Prędkości wału: 1× szczyty dla wałów wejściowych i wyjściowych niższe niż GMF

Nieprawidłowe sygnatury wskazujące na problemy

Wysoka amplituda GMF

• Przyczyna: Ogólne zużycie przekładni, niewspółosiowość, duże obciążenia
• Wskaźnik: Amplituda GMF wzrastająca z czasem
• Działanie: Zwiększ częstotliwość monitorowania, zaplanuj inspekcje

Wiele harmonicznych GMF

• Przyczyna: Wady zębów kół zębatych, duże zużycie, słaby wzór styku
• Wzór: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF o znacznych amplitudach
• Powaga: Więcej harmonicznych = poważniejszy stan

Wstęgi boczne wokół GMF

Pasma boczne są modulacją GMF przez prędkość wału:

• Pasma boczne zębatki: GMF ± prędkość wału wejściowego → wskazuje na uszkodzenia zębatki
• Pasma boczne przekładni: GMF ± prędkość wału wyjściowego → wskazuje na uszkodzenia przekładni
• Wiele pasm bocznych: GMF ± n×(prędkość wału), gdzie n = 1, 2, 3… → specyficzne wady zębów
• Asymetryczne pasma boczne: Mocniejszy z jednej strony wskazuje na mimośrodowe koło zębate lub nierówny odstęp między zębami

Interpretacja diagnostyczna

Ocena stanu przekładni

Stan	Amplituda GMF	Harmonia	Wstęgi boczne
Nowy/Dobry	Niski, stabilny	Minimalny (< 25% GMF)	Brak lub bardzo mały
Normalne zużycie	Umiarkowany, stopniowy wzrost	2×GMF obecne, ale niskie	Mogą pojawić się małe pasma boczne
Umiarkowane zużycie	Wysoki, ciągły wzrost	2×, 3×GMF widoczne	Wyraźne pasma boczne ± częstotliwości wału
Poważne zużycie/uszkodzenia	Bardzo wysoki	Wiele harmonicznych (4×, 5×+)	Rodziny wielu wstęg bocznych
Wada zlokalizowana	Umiarkowany	Obecny	Silne, regularnie rozmieszczone pasma boczne

Specyficzne sygnatury błędów

Niewspółosiowość kół zębatych

• Wysokie harmoniczne 2×GMF i 3×GMF
• Wibracje osiowe mogą być podwyższone
• Ulepszono poprzez korektę ustawienia kół zębatych

Przekładnia mimośrodowa

• Silne pasma boczne przy prędkości wału przekładni mimośrodowej ±1×
• Kontakt zębów zmienia się raz na obrót
• Można zaobserwować modulację amplitudy w przebiegu czasowym

Złamany lub pęknięty ząb

• Pasma boczne o dużej amplitudzie przy odstępie prędkości wału
• Jedno uderzenie na obrót uszkodzonego koła zębatego
• Może pokazywać zdarzenia impulsowe w przebiegu czasowym
• Szybki wzrost amplitudy

Niewystarczające smarowanie

• Podwyższona amplituda GMF spowodowana zwiększonym tarciem
• Wzrost hałasu o wysokiej częstotliwości
• Wzrost temperatury w skrzyni biegów

GMF i rezonans strukturalny

GMF często mieści się w zakresie wzbudzającym rezonanse strukturalne:

• Typowy GMF: 200-2000 Hz dla przekładni przemysłowych
• Częstotliwości własne ramki: Często 50-500 Hz
• Dopasowanie: GMF lub harmoniczne mogą wzbudzać rezonanse ramy lub obudowy
• Wynik: Głośny pisk przekładni, nadmierne wibracje obudowy
• Rozwiązanie: Usztywnij obudowę, dodaj tłumienie, zmień liczbę zębów przekładni (zmienia GMF)

Strategia monitorowania

Ustalenie linii bazowej

• Rejestruj amplitudę GMF przy nowej lub świeżo wyremontowanej skrzyni biegów
• Dokumentowanie normalnych poziomów harmonicznych i wstęg bocznych
• Ustal limity alarmowe (zwykle 2-3× wartości bazowe)

Trendy parametrów

• Amplituda GMF: Podstawowy wskaźnik ogólnego stanu przekładni
• Stosunek harmonicznych: Wzrost 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF wskazuje na pogorszenie
• Energia wstęgi bocznej: Suma amplitud wstęg bocznych
• Treści o wysokiej częstotliwości: Energia szerokopasmowa w zakresie 5-50 kHz (stan powierzchni przekładni)

Poziomy alarmowe

• Alarm: Amplituda GMF 2× linia bazowa
• Alarm: Amplituda GMF 4× linia bazowa lub szybki wzrost
• Krytyczny: Wiele silnych harmonicznych, rozległe pasma boczne lub linia bazowa 10×

Częstotliwość zazębiania się kół zębatych stanowi podstawę monitorowania stanu i diagnostyki przekładni. Zrozumienie obliczeń GMF, normalnych i anormalnych wzorców widmowych oraz diagnostycznego znaczenia harmonicznych i wstęg bocznych umożliwia skuteczne wykrywanie problemów z przekładniami na długo przed katastrofalną awarią, co pozwala na zaplanowanie konserwacji i zapobiega kosztownym stratom w produkcji.

---

← Powrót do indeksu głównego