Разумевање учесталости ловачких зуба
Дефиниција: Шта је фреквенција ловачких зуба?
Учесталост ловачких зуба (HTF, такође названа фреквенција фазе склапања или фреквенција највећег заједничког делиоца) је нискофреквентна вибрација компонента у паровима зупчаника која представља брзину којом исти појединачни зуби на зупчанику и зупчанику поново долазе у контакт једни са другима. Ова фреквенција је одређена највећим заједничким делиоцем (НЗД) броја зубаца на сваком зупчанику и појављује се као модулациона фреквенција која ствара бочне траке око фреквенција зацепања зупчаника (GMF).
Учесталост лова зубаца је дијагностички значајна јер вибрације на високој таласној дужини указују на проблеме са одређеним појединачним зубима (као што су напукли зуб, локализовано хабање или ексцентричност), а не са општим стањем зупчаника, што помаже у одређивању тачне локације и природе оштећења зупчаника.
Математичка основа
Метод израчунавања
HTF се израчунава коришћењем највећег заједничког делиоца (НЗД) броја зуба:
Формула
- HTF = NZD(N₁, N₂) × RPMзупчаник / 60
- Где је N₁ = број зубаца на зупчанику
- N₂ = број зубаца на зупчанику
- НЗД = највећи заједнички делилац бројева N₁ и N₂
Примери
Пример 1: Пар ловачких зуба
- Зупчаник: 23 зуба при 1800 о/мин
- Опрема: 67 зуба
- НЗД(23, 67): 1 (прости бројеви, без заједничких делилаца)
- HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (исто као и брзина осовине зупчаника)
- Значење: Сваки зубац зупчаника се спаја са сваким зубцем зупчаника пре него што се образац понови
- Резултат: Ловачки зубни опрем — оптимална расподела хабања
Пример 2: Пар који није у лову
- Зупчаник: 20 зубаца при 1800 о/мин
- Опрема: 60 зуба
- НЗД(20, 60): 20
- HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
- Значење: Истих 20 парова зуба се више пута уплићу
- Резултат: Концентрисани образац хабања на истим зубима
Пример 3: Средњи случај
- Зупчаник: 18 зубаца при 3600 о/мин
- Опрема: 54 зуба
- НЗД(18, 54): 18
- HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
- Узорак: 18 различитих парова контакта зуба се понавља
Ловачка опрема у односу на опрему која није ловачка
Дизајн ловачког зуба (НЗД = 1)
Постиже се када су бројеви зуба релативно прости (нема заједничких делитеља):
- Предности:
- Сваки зуб зупчаника се на крају спаја са сваким зубом зупчаника
- Хабање равномерно распоређено по свим зубима
- Просечне грешке у производњи
- Дужи век трајања зупчаника
- Пожељно за већину примена
- Недостаци:
- Специфични дефекти зуба стварају вибрације при брзини вратила (HTF = брзина вратила)
- Може захтевати прецизнију производњу
Дизајн који није лов (НЗД > 1)
Јавља се када бројеви зуба деле заједничке факторе:
- Предности:
- Једноставнији избор броја зуба
- Може дозволити стандардне величине зупчаника
- Недостаци:
- Исти зуби се више пута преклапају (само јединствени парови GCD-а)
- Хабање концентрисано на истим паровима зуба
- Грешке у производњи на одређеним зубима понављају се сваког циклуса
- Краћи век трајања зупчаника обично
- Генерално избегавано код квалитетног дизајна мењача
Вибрациони потпис
HTF као размак бочних трака
HTF се првенствено појављује као размак бочних трака око GMF-а:
- Централни врх: GMF (фреквенција зацепа зупчаника)
- Бочне траке: ГМФ ± ХТФ, ГМФ ± 2×ХТФ, ГМФ ± 3×ХТФ
- Тумачење: Бочне траке на HTF размаку указују на појединачне дефекте зубаца или ексцентричност
- Амплитуда: Амплитуда бочног појаса указује на тежину локализованог дефекта
Дијагностички обрасци
Један оштећен зуб
- Јаке бочне траке на HTF размаку око GMF-а
- HTF = брзина вратила зупчаника са оштећеним зубом
- Удар једном по обртају неисправног зупчаника
- Временски талас приказује периодични импулс
Ексцентричност зупчаника
- HTF бочне траке од избацивања (ексцентрична монтажа)
- Дубина захватања зубаца се мења једном по обртају
- Ствара амплитудну модулацију ГМФ-а
- Може се исправити поновном монтажом или компензацијом одступања
Неједнак размак између зуба
- Грешка у производњи у размаку зубаца
- Ствара понављање узорка на HTF-у
- Може захтевати замену зупчаника или прихватање ако је у оквиру толеранција
Практична дијагноза
Идентификација неисправне опреме
Утврдите који зупчаник (пинион или главни зупчаник) има дефект:
- Израчунајте обе брзине вратила: Улазни и излазни обртаји у минутима
- Мерење размака бочних трака: Из спектра вибрација
- Упореди: Ако је размак бочних опсега = фреквенција улазног вратила → дефект зупчаника
- Упореди: Ако је размак бочних опсега = фреквенција излазног вратила → дефект зупчаника
- Закључак: Размак бочних трака идентификује које вратило (а самим тим и који зупчаник) има проблем
Процена озбиљности
- Амплитуда бочног опсега: Веће амплитуде указују на тежи локализовани дефект
- Број бочних трака: Више бочних трака (виши редови) указују на лошије стање
- Временски таласни облик: Јасан периодични импулс потврђује појединачни ударац зуба
- Поређење са ГМФ-ом: Бочне траке > 25% амплитуде GMF-а указују на значајан дефект
Разматрања дизајна
Избор бројева зуба
Најбоља пракса за дизајн зупчаника:
- Користите просте бројеве: Обезбеђује НЗД = 1 (дизајн ловачког зуба)
- Избегавајте уобичајене факторе: Не користите број зуба као што је 20:60 (НСД=20)
- Пример добрих парова: 17:51, 19:57, 23:69 (сви НЗД=1)
- Компромис: Може мало ограничити опције преносног односа
Када није лов прихватљив
- Примене са малим оптерећењем где хабање није критично
- Стандардни зупчаници где су потребни тачни односи
- Краткотрајне примене (расподела хабања је мање важна)
- Када предности производње надмашују разлоге за хабање
Однос према другим фреквенцијама зупчаника
Хијерархија фреквенција у мењачу
- Брзине вратила: 1× за улаз и излаз (најниже фреквенције)
- ХТФ: Једнака брзини вратила (ловни дизајн) или већа (неловни дизајн)
- ГМФ: Број зубаца × брзина вратила (највиша примарна фреквенција)
- ГМФ хармоници: 2×GMF, 3×GMF, итд. (из нелинеарности)
Стратегија анализе бочних опсега
- Бочне траке при размаку брзине вратила → ексцентрични зупчаник или дефект појединачног зуба
- Бочне траке на размаку HTF-а (ако је HTF ≠ брзина вратила) → проблем са понављајућим узорком зубаца
- Нема јасних бочних трака → опште распоређено хабање или добро стање зупчаника
Фреквенција лова на зубе, иако суптилни аспект динамике зупчаника, пружа моћне дијагностичке информације. Разумевање израчунавања HTF-а и препознавање HTF бочних опсега омогућава прецизну идентификацију који зупчаник има дефект и да ли је проблем одређени оштећени зуб или распоређеније стање, водећи циљане акције одржавања у решавању проблема са мењачем.