Diagnozowanie usterek przekładni

1. Sygnatura wibracyjna kół zębatych

Koła zębate są podstawowym elementem przenoszenia mocy w maszynach przemysłowych. Zazębianie się zębów kół zębatych jest z natury hałaśliwe i żwawe. Sprawne koła zębate generują bardzo wyraźny i stabilny sygnał drgań, a odchylenia od tego sygnału są silnym wskaźnikiem zużycia lub uszkodzenia.

Analiza drgań jest niezwykle skuteczną metodą wykrywania usterek przekładni na bardzo wczesnym etapie, na długo zanim doprowadzą do katastrofalnej awarii skrzyni biegów.

2. Częstotliwość zazębienia (GMF)

Najważniejszą częstotliwością w analizie przekładni jest Częstotliwość zazębienia przekładni (GMF)Jest to szybkość, z jaką zęby kół zębatych zazębiają się ze sobą.

GMF = Liczba zębów koła zębatego × Prędkość obrotowa tego koła zębatego

W sprawnej skrzyni biegów, Widmo FFT pokaże wyraźny szczyt w GMF, często z kilkoma małymi harmonia (2xGMF, 3xGMF). Amplituda tego szczytu GMF jest wskaźnikiem obciążenia przekładni. Wysoki szczyt GMF sam w sobie niekoniecznie świadczy o usterce, a raczej o dużym obciążeniu. Kluczem do diagnozy jest obserwacja częstotliwości *wokół* szczytu GMF.

3. Korzystanie Wstęgi boczne diagnozowanie usterek

Wstęgi boczne to najskuteczniejsze narzędzie do diagnozowania konkretnych problemów z przekładniami. Są to małe piki, które pojawiają się po obu stronach GMF i jego harmonicznych. Odstęp między pasmami bocznymi wskazuje, który wałek doświadcza problemu.

• Zużyte lub ekscentryczne koło zębate: Jeśli koło zębate jest zużyte, mimośrodowe lub ma wadę produkcyjną, będzie modulować siłę GMF zgodnie ze swoją prędkością obrotową. Spowoduje to powstanie pasm bocznych wokół szczytu siły GMF, rozmieszczonych w odstępach co prędkość biegu (1X) wału tego konkretnego koła zębatego. Na przykład, jeśli szczyt GMF ma pasma boczne rozmieszczone zgodnie z prędkością wału wejściowego, usterka występuje w kole zębatym wejściowym.
• Zużycie zębów: Ogólne zużycie zębów jest często sygnalizowane wzrostem amplitudy GMF i jej harmonicznych, czemu towarzyszą pasma boczne 1X z odpowiedniego koła zębatego.
• Pęknięty lub złamany ząb: Pojedynczy pęknięty lub złamany ząb generuje silny szczyt drgań przy prędkości obrotowej 1X danej przekładni, często z wieloma harmonicznymi. Powoduje to również powstawanie pasm bocznych wokół GMF rozmieszczonych w odstępach odpowiadających prędkości obrotowej przekładni. przebieg czasowy jest tutaj również bardzo użyteczny, gdyż pokaże wyraźny, okresowy efekt za każdym razem, gdy złamany ząb spróbuje się zazębić.
• Niewspółosiowość kół zębatych: Niewspółosiowość kół zębatych często wykazuje wysoką harmoniczną GMF 2X, czasami większą niż główny szczyt GMF. Towarzyszą jej również pasma boczne rozmieszczone zgodnie z prędkością obrotową.

4. Specjalistyczne techniki analizy

Ponieważ drgania przekładni mogą być złożone, często stosuje się specjalistyczne techniki:

• Analiza przebiegu czasowego: Niezbędne do wykrywania złamanych zębów, których ślady można zaobserwować w wyniku powtarzających się, ostrych uderzeń.
• Analiza cepstrum: Technika służąca do dokładniejszej identyfikacji rodzin pasm bocznych, które mogą być trudne do zobaczenia w standardowym widmie FFT.

5. Etapy awarii przekładni

Analiza wibracji pozwala śledzić postęp awarii przekładni na kilku etapach:

1. Etap 1 (wczesny): Wokół pola magnetycznego pojawiają się małe pasma boczne. Ogólny poziom drgań może się nie zmienić.
2. Stopień 2 (umiarkowany): Amplituda pasm bocznych wzrasta, a harmoniczne fal wielkich mogą zacząć pojawiać się z własnymi pasmami bocznymi.
3. Etap 3 (poważny): GMF i jego harmoniczne mogą mieć wiele dużych pasm bocznych. Częstotliwość 1X problematycznego koła zębatego może zacząć rosnąć. Poziom szumów w widmie wzrasta.
4. Etap 4 (katastrofalny): W przypadku poważnego uszkodzenia lub zniszczenia zębów pole magnetyczne może zaniknąć i zostać zastąpione przez hałaśliwe, losowe wibracje.

← Powrót do indeksu głównego