Разумевање фреквенције мреже зупчаника

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Дефиниција: Шта је фреквенција мреже зупчаника?

Фреквенција мреже зупчаника (GMF, такође названа фреквенција зацепања зубаца или фреквенција захватања зубаца) је вибрација фреквенција генерисана захватањем зубаца зупчаника док улазе и излазе из контакта током ротације зупчаника. Израчунава се као број зубаца на зупчанику помножен његовом брзином ротације (GMF = Број зубаца × обртаји у минути / 60). GMF представља брзину којом се зубци спајају и обично је доминантна фреквенција у спектру вибрација мењача.

Разумевање и праћење GMF-а је од суштинског значаја за дијагностику мењача јер је амплитуда, хармониции бочне траке врха GMF-а пружају детаљне информације о стању зупчаника, укључујући хабање, неусклађеност, дефекте зубаца и адекватност подмазивања.

Израчунавање фреквенције мреже зупчаника

Основна формула

GMF се може израчунати из било ког зупчаника у пару зупчаника:

• ГМФ = N_{зупчаник} × RPM_{зупчаник} / 60 (користећи зупчаник)
• ГМФ = N_опрема × RPM_опрема / 60 (користећи опрему)
• Обе методе дају исти резултат (обавезно, јер се зуби спајају)

Примери прорачуна

Пример 1: Једноставан мењач

• Улаз (Зупчаник): 20 зубаца при 1800 о/мин
• Излаз (брзина): 60 зубаца при 600 о/мин
• ГМФ = 20 × 1800 / 60 = 600 Хз
• Верификација: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓

Пример 2: Вишестепени мењач

• Прва фаза: 18 зубаца при 3600 обртаја у минути → GMF₁ = 1080 Hz
• Друга фаза: 25 зубаца при 1200 обртаја у минути → GMF₂ = 500 Hz
• Трећа фаза: 30 зубаца при 400 обртаја у минути → GMF₃ = 200 Hz
• Спектар: Показаће врхове на све три фреквенције плус хармонике и бочне опсеге

ГМФ у вибрационим спектрима

Нормалан (здрав) мењач

• Врхунац ГМФ-а: Јасан врх на израчунатој фреквенцији
• Амплитуда: Умерено, доследно током времена
• Хармоници: 2×GMF и 3×GMF могу бити присутни, али мале амплитуде (< 25% GMF-a)
• Бочне траке: Минимално или одсутно
• Брзине вратила: 1× врхови за улазна и излазна вратила нижи од GMF-а

Абнормални потписи који указују на проблеме

Висока амплитуда GMF-а

• Узрок: Опште хабање зупчаника, неусклађеност, велика оптерећења
• Индикатор: Амплитуда ГМФ-а се повећава током времена
• Акција: Повећајте учесталост праћења, планирајте инспекцију

Вишеструки GMF хармоници

• Узрок: Дефекти зубаца зупчаника, велико хабање, лош контактни образац
• Узорак: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF са значајним амплитудама
• Озбиљност: Више хармоника = теже стање

Бочне траке око ГМФ-а

Бочне траке су модулација ГМФ-а брзинама вратила:

• Бочне траке зупчаника: GMF ± брзина улазног вратила → указује на дефекте зупчаника
• Бочне траке опреме: GMF ± брзина излазног вратила → указује на дефекте зупчаника
• Вишеструки бочни опсези: GMF ± n×(брзина вратила) где је n = 1, 2, 3… → специфични дефекти зуба
• Асиметричне бочне траке: Јачи део на једној страни указује на ексцентрични зупчаник или неједнак размак зубаца

Дијагностичка интерпретација

Процена стања зупчаника

Стање	Амплитуда ГМФ-а	Хармоници	Бочне траке
Ново/Добро	Ниско, стабилно	Минимално (< 25% GMF-a)	Одсутан или веома мали
Нормално хабање	Умерено, постепено повећање	2×GMF присутан али низак	Могу се појавити мале бочне траке
Умерено хабање	Висок, континуирани пораст	2×, 3×GMF видљив	Чисте бочне опсеге ± фреквенције вратила
Озбиљно хабање/оштећење	Веома високо	Вишеструки хармоници (4×, 5×+)	Више породица бочних опсега
Локализовани дефект	Умерено	Присутан	Јаке, правилно распоређене бочне траке

Специфичне сигнатуре грешака

Неусклађеност зупчаника

• Високи хармоници 2×GMF и 3×GMF
• Аксијалне вибрације могу бити повишене
• Побољшано корекцијом поравнања зупчаника

Ексцентрични зупчаник

• Јаке бочне траке при ±1× брзини вратила ексцентричног зупчаника
• Контакт зубаца се мења једном по обртају
• Може се видети амплитудска модулација у временском таласу

Сломљен или напукао зуб

• Бочне траке високе амплитуде при размаку брзине вратила
• Један удар по обртају неисправног зупчаника
• Може приказивати импулсивне догађаје у временском таласу
• Брзи раст амплитуде

Неадекватно подмазивање

• Повећана амплитуда GMF-а услед повећаног трења
• Повећање високофреквентне буке
• Пораст температуре у мењачу

ГМФ и структурна резонанца

ГМФ често пада у опсег који побуђује структурне резонанције:

• Типичан ГМФ: 200-2000 Hz за индустријске мењаче
• Природне фреквенције оквира: Често 50-500 Hz
• Подударање: ГМФ или хармоници могу побудити резонанције оквира или кућишта
• Резултат: Гласно зујање зупчаника, прекомерне вибрације кућишта
• Решење: Учврстити кућиште, додати пригушење, променити број зубаца зупчаника (мења GMF)

Стратегија праћења

Успостављање основних вредности

• Забележите амплитуду GMF-а када је мењач нов или свеже ремонтован
• Документујте нормалне нивое хармоника и бочних опсега
• Успоставите границе аларма (обично 2-3× основна вредност)

Трендови у параметрима

• Амплитуда ГМФ-а: Примарни индикатор укупног стања опреме
• Хармонијски односи: Повећање 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF указује на погоршање
• Енергија бочног опсега: Збир амплитуда бочних опсега
• Високофреквентни садржај: Широкопојасна енергија у опсегу од 5-50 kHz (стање површине зупчаника)

Нивои аларма

• Упозорење: Амплитуда ГМФ-а 2× основна вредност
• Аларм: Амплитуда GMF-а 4× почетна вредност или брзо повећање
• Критично: Вишеструки јаки хармоници, опсежни бочни опсези или 10× основна линија

Фреквенција захвата зупчаника је основа праћења и дијагностике стања мењача. Разумевање израчунавања GMF-а, нормалних наспрам абнормалних спектралних образаца и дијагностичког значаја хармоника и бочних опсега омогућава ефикасно откривање проблема са зупчаницима много пре катастрофалног квара, омогућавајући планирано одржавање и спречавајући скупе губитке у производњи.

---

← Назад на главни индекс