Înțelegerea defectelor transmisiei prin curea
Defecte ale transmisiei prin curea sunt problemele care apar în sistemele de transmisie cu curea: uzura, deteriorarea sau degradarea curelei; tensiunea incorectă a curelei; nealinierea roților de curea; uzura roților de curea sau excentricitate; și rezonanța. Fiecare dintre acestea conferă o caracteristică vibrații semnătura pe mașină la frecvențe legate de viteza curelei, de viteza de rotație a roților de transmisie și de numărul de curele — ceea ce le face identificabile prin analiza vibrațiilor.
Transmisiile cu curea sunt simple și economice în comparație cu cuplajele directe sau angrenajele, dar această simplitate vine la pachet cu o serie de surse de vibrații și moduri de defectare. Înțelegerea acestora este esențială pentru o diagnosticare eficientă a utilajelor — nu în ultimul rând deoarece o defecțiune a curelei la un ansamblu acționat de motor poate fi ușor confundată cu o problemă la motor sau la utilajul acționat, dacă analistul nu cunoaște frecvențele proprii ale curelei.
1. Defecțiuni frecvente ale transmisiei cu curea
Nealinierea curelei
Scripetele care nu sunt paralele sau o curea care nu este centrată în canelurile sale:
- Simptom: înalt vibrații axiale, paralel cu axul.
- Frecvenţă: în principal, de 1× viteza axului roților de transmisie.
- Vizual: cureaua se deplasează pe o singură parte a roților de transmisie, provocând o uzură inegală.
- Cauze: scripeți nealiniați, un arbore îndoit, sau deformarea cadrului.
- Efecte: Uzură accelerată a curelei, sarcini laterale ale rulmenților, durată de viață redusă a curelei
Tensiune incorectă a curelei
Atât o tensiune prea mică, cât și una prea mare pot cauza probleme, în moduri opuse.
- Insuficient (prea slăbit): alunecarea curelei, vibrații de joasă frecvență și scârțâituri. Alunecarea se manifestă sub formă de variații, subsincron componente, cu pierderi de putere, încălzirea și vitrifierea curelei, variații de viteză și o curbură vizibilă între roți.
- Excesiv (prea strâns): sarcini mari la rulmenți și vibrații intense la frecvențele arborelui, ceea ce duce la uzura accelerată a rulmenților, deformarea arborelui și ruperea fibrelor curelei. Semnul revelator la inspecție este o deformare prea mică atunci când se apasă pe curea.
Uzura și deteriorarea curelei
- Surface wear: suprafețe netede și lucioase ale curelei, care nu mai asigură aderența.
- Fisurare: Crăpături superficiale cauzate de vârstă, îndoire, expunere la factorii de mediu
- Deteriorarea cablului: deteriorarea armăturii interne.
- Deteriorarea flancului: uzura cauzată de alinierea incorectă sau de contactul cu marginea roții de transmisie.
- Vibrații: o creștere treptată a nivelurilor generale, însoțită de variații neregulate de la o serie la alta.
Belt Resonance
- Lungimea curelei se comportă ca o coardă vibratoare, având propriile frecvențe naturale.
- Excitația la viteza de mers poate determina acest lucru rezonanță.
- Rezultatul este o oscilație vizibilă a curelei sau un flutter.
- Zgomotul și vibrațiile apar la frecvența naturală a curelei, de obicei între 5 și 50 Hz.
- Soluția constă în modificarea tensiunii curelei (ceea ce modifică frecvența naturală) sau în adăugarea unei roți de ghidare.
Pulley Defects
- Scripete excentric: produce o vibrație de 1× prin variația ciclică a tensiunii curelei.
- Worn grooves: cureaua nu se așază corect, având un contact neuniform.
- Fulie deteriorată: zgârieturi, urme de lovituri sau coroziune pe suprafața de lucru.
- Fulie îndoită: oscilații, generând o variație ciclică a tensiunii curelei.
2. Frecvențele caracteristice de vibrație
Cheia diagnosticării transmisiilor cu curea constă în faptul că defecțiunile acestora apar la frecvențe care pot fi prevăzute pe baza geometriei — și, mai ales, frecvența de trecere a curelei este de obicei sub-sincronă, adică mai mică decât viteza arborelui.
Frecvența de trecere a curelei (BPF)
Frecvența cu care un punct dat de pe bandă trece pe lângă un punct fix:
- Calcul: BPF = viteza benzii (m/s) ÷ lungimea benzii (m).
- Formă alternativă: BPF = (π × D × turație) ÷ (60 × lungimea curelei).
- Valori tipice: 1–20 Hz pentru majoritatea transmisiilor cu curea din domeniul industrial.
- Utilizare în diagnosticare: defectele benzii generează vârfuri la BPF și la armonice. Deoarece o defecțiune a curelei trece pe lângă fiecare roată de transmisie o dată la fiecare rotație a curelei, armonică de ordinul 2× BPF este adesea cea mai puternică.
Calcularea manuală a acestor frecvențe este predispusă la erori; sistemul nostru Calculator de frecvență a defectelor de transmisie prin curea transformă diametrele roților de transmisie, viteza și lungimea curelei direct în frecvențele BPF și ale roților de transmisie care trebuie luate în considerare în spectru.
Frecvențe multiple ale curelei
În cazul transmisiilor cu curele multiple, frecvente în sistemele cu curele trapezoidale:
- Fiecare curea are o lungime efectivă ușor diferită.
- Mici diferențe de viteză determină frecvențe de bătaie.
- Acest fenomen se manifestă sub forma unei modulații de amplitudine la frecvențe joase, cu bătăi de aproximativ 1–5 Hz.
- Un anumit grad de oscilație este normal în cazul transmisiilor cu curele multiple, însă oscilațiile pronunțate indică o nepotrivire a curelelor.
Frecvențele scripetelor
- Viteza de rotație a roții de transmisie: o componentă 1× pentru fiecare roată de transmisie.
- Număr de caneluri: unele modele prezintă un vârf la caneluri × turație.
- Scripete excentric: o componentă de 1× la turația arborelui propriu al acelei roți de transmisie.
3. Depistare și diagnosticare
Analiza vibrațiilor
- Analiza spectrului: căutați valorile maxime ale BPF, ale turațiilor arborilor și ale armonicelor acestora.
- Măsurători axiale: Vibrațiile axiale puternice indică o nealiniere.
- Vibrațiile rulmentului: verificați rulmenții motorului și ai echipamentului acționat pentru a identifica sursa.
- Frecvențe de bătăi: modulația de joasă frecvență evidențiază curele nepotrivite într-un set cu mai multe curele.
Inspecție vizuală
- Starea curelei: verificați dacă există fisuri, lustruire (suprafețe lucioase), destrămare și bucăți lipsă.
- Wear patterns: uzura inegală indică o problemă de aliniere sau de tensiune.
- Alinierea curelei: verificați dacă cureaua rămâne centrată în caneluri.
- Starea roții de transmisie: verificați canelurile pentru a depista semne de uzură, deteriorări și depuneri.
- Aliniere: Verificați alinierea roților de transmisie cu ajutorul unei rigle sau al unui instrument cu laser.
Măsurarea tensiunii
- Metoda de deformare: apăsați cureaua la jumătatea lungimii și măsurați deformația (o regulă generală este de 1/64 inch pe fiecare inch de lungime).
- Tension meter: un instrument specializat care măsoară frecvența sau forța curelei.
- Specificații ale producătorului: comparați rezultatul cu tensiunea recomandată.
4. Unde se potrivește Balanset-1A
Transmisiile cu curea prezintă exact aceleași defecte pe care un analizor portabil este menit să le depisteze, iar diferențierea lor reprezintă jumătate din procesul de diagnosticare. Un instrument de teren cu două canale, precum Balanset-1A captează amplitudine și fază fiecărei componente și rezolvă FFT spectru, astfel încât vârfurile sub-sincrone ale trecerii curelei pot fi separate clar de cele de 1× dezechilibru a roților de transmisie și de două ori a oricărui nealiniere. Odată ce s-a exclus o defecțiune a curelei sau a roții de transmisie, se utilizează același instrument pentru a echilibrare în teren o roată de transmisie descentrată sau dezechilibrată — măsurarea, corectarea și verificarea dezechilibru rezidual fără a scoate unitatea din funcțiune.
5. Probleme frecvente și soluții
- Belt slippage: scârțâituri, variații de viteză, încălzire și lustruirea curelei — cauzate de tensiune insuficientă, o curea uzată, contaminare cu ulei sau suprasolicitare. Remediați problema prin mărirea tensiunii, înlocuirea curelei, curățarea roților de transmisie sau reducerea sarcinii.
- Uzura prematură a curelei: cauzate de alinierea incorectă, tensiunea necorespunzătoare, factori de mediu sau uzura roților de transmisie. Remediați problema prin alinierea precisă, reglarea corespunzătoare a tensiunii, înlocuirea roților de transmisie și protecția împotriva factorilor de mediu.
- Vibrații excesive: din cauza rezonanței curelei, a roților de transmisie excentrice, a curelelor uzate sau a aliniamentului incorect. Montați ghidaje sau role de ghidare pentru curea, înlocuiți roțile de transmisie, realiniați sau înlocuiți curelele.
- Funcționare zgomotoasă: cauzate de curele uzate sau patinate, de alinierea incorectă sau de rezonanță — se remediază prin înlocuirea curelelor, alinierea roților de curea, reglarea tensiunii sau adăugarea de elemente de amortizare.
6. Întreținere preventivă
Inspecții regulate
- Verificări vizuale ale stării curelei, lunar.
- Verificarea tensiunii, trimestrial sau conform recomandărilor producătorului.
- Verificarea aliniamentului, anual sau după fiecare înlocuire a curelei.
- Verificarea uzurii roților de transmisie la schimbarea curelei.
Practici de înlocuire a curelelor
- Matched sets: înlocuiți simultan toate curelele dintr-un sistem de transmisie cu curele multiple.
- Alegerea corectă: utilizați tipul și dimensiunea corespunzătoare de curea pentru aplicația respectivă.
- Align first: Verificați alinierea roților de transmisie înainte de a monta curele noi.
- Tensionarea corectă: respectați specificațiile producătorului.
- Perioadă de rodaj: Verificați din nou și reglați tensiunea după primele 24–48 de ore de funcționare.
7. Avantaje și limitări
Înțelegerea punctelor forte și a punctelor slabe ale transmisiei cu curea permite o evaluare corectă a defectelor acesteia.
- Avantaje: izolarea împotriva vibrațiilor (flexibilitatea curelei absoarbe șocurile), protecția împotriva suprasolicitării (cureaua alunecă în loc să rupă componentele), raporturi de viteză reglabile (prin schimbarea dimensiunilor roților de transmisie), economie și simplitate, precum și funcționare silențioasă atunci când este în stare bună.
- Limitări: o durată de viață limitată care necesită înlocuirea periodică, pierderi de eficiență cauzate de alunecare (de obicei 2–5%), tensiune care generează sarcini laterale asupra rulmenților, adecvare doar pentru puteri moderate și sensibilitate la aliniere și la condițiile de mediu.
Defecțiunile transmisiei cu curea, deși, în general, mai puțin grave decât rulment sau gear failures, continuă să aibă un impact real asupra fiabilității, eficienței și nivelului de zgomot al echipamentelor. Cunoașterea frecvențelor specifice curelei și a modurilor de defectare permite echipei de întreținere să monitorizeze eficient și să intervină la timp — maximizând durata de viață a curelei și prevenind defecțiunile neașteptate care pot bloca utilajele acționate prin curea.
