Zrozumienie zużycia sprzętu
Definicja: Czym jest Gear Wear?
Zużycie sprzętu Zużycie to postępująca utrata materiału z powierzchni zębów kół zębatych spowodowana procesami mechanicznymi, takimi jak ścieranie, przyleganie, zmęczenie powierzchni i korozja. W przeciwieństwie do nagłych awarii spowodowanych pęknięciem zęba, zużycie kół zębatych to stopniowa degradacja, która zmienia geometrię profilu zęba, zwiększa luz, podnosi hałas i wibracja poziomów i ostatecznie prowadzi do niewydolności funkcjonalnej, gdy zużycie zębów staje się nadmierne lub przechodzi w poważniejsze tryby uszkodzeń, takie jak wżery lub złamanie zęba.
Zrozumienie mechanizmów zużycia przekładni i monitorowanie postępu zużycia poprzez analiza drgań, analiza oleju i okresowe kontrole umożliwiają stosowanie strategii konserwacji predykcyjnej, które optymalizują niezawodność przekładni i minimalizują nieplanowane przestoje.
Rodzaje i mechanizmy zużycia przekładni
1. Zużycie ścierne
Najczęstszy mechanizm zużycia w przekładniach przemysłowych:
- Przyczyna: Twarde cząstki (brud, wióry metalowe, zanieczyszczenia powstałe w wyniku zużycia) w środku smarnym działają jako materiał ścierny
- Proces: Cząsteczki uwięzione pomiędzy powierzchniami zębów usuwają materiał poprzez ścieranie
- Wygląd: Wypolerowane, gładkie powierzchnie zębów; materiał usuwany równomiernie
- Wskaźnik: Proporcjonalnie do poziomu i obciążenia zanieczyszczenia
- Zapobieganie: Skuteczna filtracja, uszczelnienie, czysty montaż
2. Zużycie kleju (zadrapania/rysy)
Występuje przy dużym obciążeniu lub niewystarczającym smarowaniu:
- Przyczyna: Rozpad filmu smarnego umożliwiający kontakt metalu z metalem
- Proces: Mikroskopijne spawanie i rozdarcia w punktach styku ślizgowego
- Wygląd: Szorstkie, podarte powierzchnie; przenoszenie materiału między zębami; ślady rys w kierunku ślizgania
- Powaga: Może szybko postępować, gdy już zostanie rozpoczęte, prowadząc do katastrofalnej awarii
- Zapobieganie: Odpowiednie smarowanie, dodatki EP (do ekstremalnych ciśnień), zmniejszone obciążenia
3. Mikropitting
Zmęczenie powierzchni powodujące powstawanie drobnej tekstury powierzchni:
- Przyczyna: Cienkie warstwy smaru umożliwiające uzyskanie wysokiego naprężenia styku z powierzchnią
- Wygląd: Matowa, szara powierzchnia; tysiące mikroskopijnych wgłębień (10–50 µm)
- Lokalizacja: Zwykle w pobliżu linii boiska, gdzie toczenie i ślizganie się łączą
- Postęp: Może się ustabilizować (łagodny) lub przejść w makrofagi (ciężki)
- Efekt: Zmienia profil zębów, zwiększa hałas i wibracje
4. Umiarkowane (normalne) zużycie
- Stopniowe polerowanie i usuwanie materiału na przestrzeni lat
- Oczekiwane w pewnym stopniu we wszystkich przekładniach
- Tempo powinno być przewidywalne i wolne (< 0,1 mm na przestrzeni lat)
- Dopuszczalne, jeśli mieści się w tolerancjach projektowych
5. Zużycie korozyjne
- Przyczyna: Wilgoć, kwaśne środki smarne lub zanieczyszczenia chemiczne
- Wygląd: Rdzawe plamy, chropowatość powierzchni, wżery
- Wspólny: Gdy skrzynie biegów pozostają bezczynne i występuje wilgoć
- Zapobieganie: Właściwe uszczelnienie, inhibitory korozji, ochrona podczas przechowywania
Skutki zużycia sprzętu
Zmiany geometryczne
- Modyfikacja profilu: Profil ewolwentowy ulega degradacji, co wpływa na działanie sprzężone
- Zwiększony negatywizm: Utrata materiału zwiększa prześwit między stykającymi się zębami
- Zmniejszony współczynnik kontaktu: Mniej zębów w kontakcie jednocześnie
- Koncentracja obciążenia: Pozostały materiał przenosi większe naprężenia
Spadek wydajności
- Zwiększone wibracje: Słaby kontakt zębów powoduje uderzenia i zmienną sztywność siatki
- Hałas: Grzechotanie od luzów, jęczenie od chropowatości powierzchni
- Obniżona wydajność: Zwiększone straty tarcia
- Utrata dokładności: Zwiększony luz wpływa na precyzję pozycjonowania
Przyspieszone pogarszanie się
- Zużyte zęby przenoszą większe obciążenia (mniej zębów przenosi obciążenie)
- Koncentracja naprężeń w zużytych obszarach
- Przejście do wżerów lub złamania zęba
- Generuje zanieczyszczenia, które przyspieszają zużycie (dodatnie sprzężenie zwrotne)
Metody wykrywania
Analiza drgań
- GMF Trend amplitudy: Stopniowy wzrost wskazuje na postępujące zużycie
- Rozwój harmonijny: Wygląd i wzrost 2×GMF, 3×GMF
- Wstęgi boczne: Rozwój pasm bocznych prędkości wału wokół GMF
- Szum szerokopasmowy: Podwyższona zawartość wysokiej częstotliwości wynikająca z chropowatości powierzchni
- Przebieg czasu: Rosnąca nieregularność i wpływ
Analiza oleju
- Analiza cząstek zużycia: Stężenie żelaza w próbkach oleju
- Ferrografia: Morfologia cząstek (cząstki trące, tnące i zmęczeniowe)
- Analiza spektrograficzna: Skład pierwiastkowy ujawniający metale ścierne
- Liczenie cząstek: Trendy koncentracji i rozkładu wielkości cząstek
- Wczesne wykrywanie: Analiza oleju pozwala wykryć zużycie jeszcze przed pojawieniem się objawów wibracji
Kontrola wizualna
- Inspekcja endoskopem bez demontażu
- Pełna inspekcja podczas remontów
- Zmierz grubość zęba na linii podziałowej
- Sprawdź wzory styków (niebieskość lub transfer powłoki)
- Fotografuj zęby w celu porównania historycznego
- Porównaj z limitami zużycia określonymi przez producenta
Monitorowanie hałasu
- Emisja akustyczna z kontaktów zębowych
- Pomiary ultradźwiękowe stanu powierzchni
- Zmiany słyszalnego hałasu wskazujące na postęp zużycia
Profilaktyka i przedłużanie życia
Prawidłowe smarowanie
- Prawidłowa lepkość środka smarnego dla obciążenia i prędkości
- Dodatki EP (ekstremalne ciśnienie) do dużych obciążeń
- Odpowiednia ilość i przepływ środka smarującego
- Utrzymuj czystość oleju poprzez filtrację
- Regularne wymiany oleju zgodnie z harmonogramem producenta
Kontrola zanieczyszczeń
- Skuteczne uszczelnienie zapobiegające przedostawaniu się cząstek
- Odpowietrzniki z filtrami
- Czyste praktyki montażu i konserwacji
- Systemy filtracji oleju (oczyszczanie absolutne 10-25 µm)
Zarządzanie obciążeniem
- Działać w ramach projektowych wartości obciążenia
- Unikaj obciążeń udarowych i nagłych zmian obciążenia
- Monitoruj moment obrotowy i transmisję mocy
- Jeśli skrzynia biegów jest stale przeciążana, należy rozważyć jej powiększenie
Wyrównanie i instalacja
- Zapewnij prawidłowe ustawienie kół zębatych (wzór styku na całej szerokości czoła)
- Korekta niewspółosiowości wału powodująca obciążenie krawędzi
- Prawidłowy dobór i konserwacja łożysk
- Sprawdź, czy luz mieści się w specyfikacji
Kiedy wymienić koła zębate
Kryteria wymiany
- Grubość zęba: Zużycie przekraczające limity określone przez producenta (zwykle strata materiału 10–20%)
- Poziomy wibracji: Amplituda GMF przekracza granice alarmowe pomimo poprawy smarowania
- Zakres wżerów: > 30% powierzchni zęba wykazującej umiarkowane do silnego wżery
- Zadrapania/otarcia: Każde umiarkowane lub poważne uszkodzenie wskazuje na konieczność wymiany
- Hałas: Nadmierny hałas wskazuje na zły kontakt zębów
- Reakcja: Przekroczenie maksymalnych określonych wartości
Rozważania dotyczące czasu
- Planuj wymianę podczas planowanych przerw w dostawie prądu
- Wymień pary kół zębatych (pasujące do siebie koła zębate zużywają się)
- W przypadku uszkodzenia obudowy należy rozważyć całkowitą wymianę skrzyni biegów zamiast wymiany przekładni.
- Zamów koła zębate na wymianę wcześniej (czas realizacji może być długi)
Zużycie przekładni jest nieuniknioną konsekwencją przenoszenia napędu, ale dzięki odpowiedniemu smarowaniu, kontroli zanieczyszczeń i monitorowaniu stanu można zminimalizować zużycie i zmaksymalizować żywotność przekładni. Systematyczne monitorowanie częstotliwości zazębiania i pasów bocznych przekładni, w połączeniu z analizą oleju, umożliwia wczesne wykrycie nadmiernego zużycia i pozwala na zaplanowaną wymianę przekładni przed wystąpieniem poważnych awarii.
Kategorie:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 