Razumevanje frekvence mreže zobnikov
Definicija: Kaj je frekvenca mreže zobnikov?
Frekvenca zobniškega zatikanja (GMF, imenovana tudi frekvenca zaskoka zob ali frekvenca ujetja zob) je vibracije frekvenca, ki jo povzročajo zobje zobnika, ko vstopajo v stik in izstopajo iz stika med vrtenjem zobnika. Izračuna se kot število zob na zobniku, pomnoženo z njegovo hitrostjo vrtenja (GMF = število zob × vrtljaji na minuto / 60). GMF predstavlja hitrost, s katero se zobje ujamejo, in je običajno prevladujoča frekvenca v spektrih vibracij menjalnika.
Razumevanje in spremljanje GMF je temeljnega pomena za diagnostiko menjalnika, ker amplituda, harmonikiin stranski pasovi Vrh GMF zagotavlja podrobne informacije o stanju zobnika, vključno z obrabo, neporavnanostjo, napakami zob in ustreznostjo mazanja.
Izračun frekvence mreže zobnikov
Osnovna formula
GMF se lahko izračuna iz katerega koli zobnika v paru zobnikov:
- GMF = Npastorek × vrtljaji na minutopastorek / 60 (z uporabo pastorka)
- GMF = Noprema × vrtljaji na minutooprema / 60 (z uporabo opreme)
- Obe metodi dajeta enak rezultat (obvezno, saj se zobje prepletajo)
Primeri izračunov
Primer 1: Preprost menjalnik
- Vhod (pastorek): 20 zob pri 1800 vrt/min
- Izhod (prestava): 60 zob pri 600 vrt/min
- GMF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
- Preverjanje: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓
Primer 2: Večstopenjski menjalnik
- Prva faza: 18 zob pri 3600 vrt/min → GMF₁ = 1080 Hz
- Druga faza: 25 zob pri 1200 vrt/min → GMF₂ = 500 Hz
- Tretja faza: 30 zob pri 400 vrt/min → GMF₃ = 200 Hz
- Spekter: Prikazali bodo vrhove na vseh treh frekvencah ter harmonike in stranske pasove
GMF v vibracijskih spektrih
Normalni (zdravi) menjalnik
- Vrh GMF: Jasen vrh pri izračunani frekvenci
- Amplituda: Zmerno, dosledno skozi čas
- Harmoniki: 2×GMF in 3×GMF sta lahko prisotna, vendar z nizko amplitudo (< 25% GMF)
- Stranski pasovi: Minimalno ali odsotno
- Hitrosti gredi: 1× vrhovi za vhodno in izhodno gred nižji od GMF
Nenormalni podpisi, ki kažejo na težave
Visoka amplituda GMF
- Vzrok: Splošna obraba zobnikov, nepravilna poravnava, visoke obremenitve
- Kazalnik: Amplituda GMF se sčasoma povečuje
- Dejanje: Povečajte pogostost spremljanja, načrtujte inšpekcijske preglede
Več harmonikov GMF
- Vzrok: Okvare zob zobnika, močna obraba, slab stik
- Vzorec: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF s pomembnimi amplitudami
- Resnost: Več harmonikov = hujše stanje
Stranski pasovi okoli GMF
Stranski pasovi so modulacija GMF s hitrostmi gredi:
- Stranski pasovi pastorka: GMF ± hitrost vhodne gredi → označuje okvare pastorka
- Stranski pasovi opreme: GMF ± hitrost izhodne gredi → označuje okvare zobnika
- Več stranskih pasov: GMF ± n×(hitrost gredi), kjer je n = 1, 2, 3… → specifične napake zob
- Asimetrični stranski pasovi: Močnejši na eni strani kaže na ekscentrični zobnik ali neenakomeren razmik med zobmi
Diagnostična interpretacija
Ocena stanja orodja
| Stanje | Amplituda GMF | Harmoniki | Stranski pasovi |
|---|---|---|---|
| Novo/Dobro | Nizko, stabilno | Minimalno (< 25% GMF) | Odsoten ali zelo majhen |
| Normalna obraba | Zmerno, postopno povečanje | 2×GMF prisoten, vendar nizek | Pojavijo se lahko majhni stranski pasovi |
| Zmerna obraba | Visoka, nadaljnja rast | 2×, 3× GMF viden | Jasni stranski pasovi ± frekvence gredi |
| Huda obraba/poškodba | Zelo visoko | Več harmonikov (4×, 5×+) | Več družin stranskih pasov |
| Lokalizirana napaka | Zmerno | Predstavitev | Močni, enakomerno razporejeni stranski pasovi |
Specifični podpisi napak
Neusklajenost zobnikov
- Visoki harmoniki 2×GMF in 3×GMF
- Aksialne vibracije so lahko povišane
- Izboljšano s korekcijo poravnave zobnikov
Ekscentrično gonilo
- Močni stranski pasovi pri ±1× hitrosti gredi ekscentričnega zobnika
- Stik zob se spremeni enkrat na obrat
- V časovnem valu se lahko vidi amplitudna modulacija
Zlomljen ali razpokan zob
- Stranski pasovi z visoko amplitudo pri razmiku hitrosti gredi
- En udarec na vrtljaj okvarjenega zobnika
- Lahko prikazuje impulzivne dogodke v časovni valovni obliki
- Hitra rast amplitude
Nezadostno mazanje
- Povečana amplituda GMF zaradi povečanega trenja
- Povečanje visokofrekvenčnega šuma
- Dvig temperature v menjalniku
GMF in strukturna resonanca
GMF pogosto pade v območje, ki vzbuja strukturne resonance:
- Tipični GMF: 200–2000 Hz za industrijske menjalnike
- Naravne frekvence okvirja: Pogosto 50–500 Hz
- Ujemanje: GMF ali harmoniki lahko vzbudijo resonance okvirja ali ohišja
- Rezultat: Glasno cviljenje zobnikov, prekomerne vibracije ohišja
- Rešitev: Okrepiti ohišje, dodati blaženje, spremeniti število zob zobnika (spremeniti GMF)
Strategija spremljanja
Vzpostavitev izhodiščne vrednosti
- Zabeležite amplitudo GMF, ko je menjalnik nov ali na novo prenovljen
- Dokumentirajte normalne harmonske in stranske pasovne ravni
- Določite meje alarma (običajno 2–3 × izhodiščna vrednost)
Trendni parametri
- Amplituda GMF: Primarni kazalnik splošnega stanja prestave
- Harmonična razmerja: Povečanje 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF kaže na poslabšanje
- Energija stranskega pasu: Vsota amplitud stranskih pasov
- Visokofrekostna vsebina: Širokopasovna energija v območju 5–50 kHz (stanje površine zobnika)
Alarmne ravni
- Opozorilo: Amplituda GMF 2× izhodiščna vrednost
- Alarm: Amplituda GMF 4× izhodiščna vrednost ali hitro povečanje
- Kritično: Več močnih harmonikov, obsežni stranski pasovi ali 10× osnovna linija
Frekvenca zobniškega prepleta je osnova za spremljanje stanja in diagnostiko menjalnika. Razumevanje izračuna GMF, normalnih in nenormalnih spektralnih vzorcev ter diagnostičnega pomena harmonikov in stranskih pasov omogoča učinkovito odkrivanje težav z zobniki že dolgo pred katastrofalno okvaro, kar omogoča načrtovano vzdrževanje in preprečuje drage proizvodne izgube.
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 