Diagnosticarea defectelor angrenajelor

1. Semnătura vibrațională a angrenajelor

Angrenajele sunt o componentă fundamentală pentru transmisia puterii în utilajele industriale. Angrenarea dinților angrenajului este un proces inerent zgomotos și vibrant. Angrenajele sănătoase produc o semnătură vibrațională foarte clară și stabilă, iar abaterile de la această semnătură sunt un indicator puternic al uzurii sau deteriorării.

Analiza vibrațiilor este o metodă extrem de eficientă pentru detectarea defectelor angrenajelor într-un stadiu foarte incipient, cu mult înainte ca acestea să poată duce la o defecțiune catastrofală a unei cutii de viteze.

2. Frecvența angrenajului angrenajului (GMF)

Cea mai importantă frecvență în analiza cutiei de viteze este Frecvența angrenajului angrenajului (GMF)Aceasta este viteza cu care dinții angrenajelor se angrenează unul cu celălalt.

GMF = Numărul de dinți ai unei roți dințate × Viteza de rotație a roții dințate respective

Într-o cutie de viteze sănătoasă, Spectrul FFT va arăta un vârf clar la GMF, adesea cu câteva mici armonice (2xGMF, 3xGMF). Amplitudinea acestui vârf GMF este un indicator al sarcinii angrenajelor. Un vârf GMF ridicat în sine nu este neapărat un semn al unei defecțiuni, ci mai degrabă al unei sarcini mari. Cheia diagnosticării constă în analizarea frecvențelor *din jurul* vârfului GMF.

3. Utilizarea Benzi laterale pentru diagnosticarea defecțiunilor

Benzi laterale sunt cel mai puternic instrument pentru diagnosticarea problemelor specifice ale angrenajelor. Acestea sunt vârfuri mici care apar de o parte și de alta a GMF-ului și a armonicelor sale. Spațierea benzilor laterale indică arborele care prezintă problema.

• Angrenaj uzat sau excentric: Dacă o roată dințată este uzată, excentrică sau are un defect de fabricație, aceasta va modula factorul de putere al motorului (GMF) la viteza sa de rotație. Aceasta va crea benzi laterale în jurul vârfului GMF, care sunt distanțate la viteză de rulare (1X) a arborelui angrenajului respectiv. De exemplu, dacă vârful GMF are benzi laterale distanțate la viteza arborelui de intrare, defectul este la angrenajul de intrare.
• Uzura dinților: Uzura generală a dinților este adesea indicată de o creștere a amplitudinii GMF și a armonicelor sale, însoțită de benzi laterale 1X de la roata dințată corespunzătoare.
• Dinte crăpat sau rupt: Un singur dinte crăpat sau rupt va genera un vârf puternic de vibrație la viteza de funcționare 1X a acelei roți dințate, adesea cu multe armonice. De asemenea, va produce benzi laterale în jurul GMF distanțate la viteza de funcționare a roții dințate. formă de undă temporală este, de asemenea, foarte util aici, deoarece va arăta un impact distinct, periodic de fiecare dată când dintele rupt încearcă să se angreneze.
• Nealinierea angrenajelor: Nealinierea angrenajelor prezintă adesea o armonică GMF de 2X ridicată, uneori mai mare decât vârful GMF primar. De asemenea, va fi însoțită de benzi laterale distanțate la viteza de rulare.

4. Tehnici de analiză specializate

Deoarece vibrațiile angrenajelor pot fi complexe, se utilizează adesea tehnici specializate:

• Analiza formei de undă temporale: Esențial pentru detectarea dinților rupți, care se manifestă prin impacturi repetate și ascuțite.
• Analiza Cepstrului: O tehnică utilizată pentru a identifica mai clar familiile de benzi laterale care ar putea fi dificil de observat într-un spectru FFT standard.

5. Etapele defectului angrenajului

Analiza vibrațiilor poate urmări progresia defecțiunii angrenajului în mai multe etape:

1. Etapa 1 (Incipientă): În jurul GMF apar mici benzi laterale. Nivelul general al vibrațiilor s-ar putea să nu se modifice.
2. Etapa 2 (Moderată): Amplitudinea benzilor laterale crește, iar armonicele GMF pot începe să apară cu propriile benzi laterale.
3. Stadiul 3 (Grav): GMF și armonicele sale pot avea multe benzi laterale mari. Frecvența 1X a echipamentului problematic poate începe să crească. Nivelul de zgomot al spectrului crește.
4. Etapa 4 (Catastrofală): GMF-ul poate dispărea și fi înlocuit de o semnătură vibrațională zgomotoasă, aleatorie, pe măsură ce dinții sunt grav deteriorați sau distruși.

← Înapoi la indexul principal