Vad är kugghjulsnätfrekvens? Växellådsdiagnostik • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är kugghjulsnätfrekvens? Växellådsdiagnostik • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är kugghjulsfrekvens? Diagnostik av växellådan

Publicerad av admin på

Förstå kugghjulsnätfrekvensen

Definition: Vad är kugghjulsnätfrekvens?

Kugghjulsingreppsfrekvens (GMF, även kallad tandingreppsfrekvens eller tandingreppsfrekvens) är vibration frekvens som genereras av ingreppet av kugghjulets tänder när de går in i och ut ur kontakt under kugghjulets rotation. Den beräknas som antalet tänder på ett kugghjul multiplicerat med dess rotationshastighet (GMF = Antal tänder × RPM / 60). GMF representerar den hastighet med vilken tänderna griper in i varandra och är vanligtvis den dominerande frekvensen i växellådsvibrationsspektra.

Att förstå och övervaka GMF är grundläggande för växellådsdiagnostik eftersom amplituden, övertoneroch sidband av GMF-toppen ger detaljerad information om växelns skick, inklusive slitage, feljustering, kuggdefekter och smörjningens tillräcklighet.

Beräkning av kugghjulsnätfrekvens

Grundformel

GMF kan beräknas från vilket som helst av kugghjulen i ett ingreppspar:

  • GMF = Ndrev × varv/mindrev / 60 (med pinjong)
  • GMF = Nredskap × varv/minredskap / 60 (med hjälp av utrustning)
  • Båda metoderna ger samma resultat (måste, eftersom tänderna griper ihop)

Exempelberäkningar

Exempel 1: Enkel växellåda

  • Ingång (Penjong): 20 tänder vid 1800 varv/min
  • Utgång (växel): 60 tänder vid 600 varv/min
  • GMF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
  • Verifiering: 60 × 600 / 60 = 600 Hz ✓

Exempel 2: Flerstegsväxellåda

  • Första steget: 18 tänder vid 3600 varv/min → GMF₁ = 1080 Hz
  • Andra steget: 25 tänder vid 1200 varv/min → GMF₂ = 500 Hz
  • Tredje etappen: 30 tänder vid 400 varv/min → GMF₃ = 200 Hz
  • Spektrum: Visar toppar vid alla tre frekvenser plus övertoner och sidband

GMF i vibrationsspektra

Normal (hälsosam) växellåda

  • GMF-topp: Tydlig topp vid beräknad frekvens
  • Amplitud: Måttlig, konsekvent över tid
  • Övertoner: 2×GMF och 3×GMF kan förekomma men med låg amplitud (< 25% av GMF)
  • Sidband: Minimal eller frånvarande
  • Axelhastigheter: 1× toppar för ingående och utgående axlar lägre än GMF

Onormala signaturer som indikerar problem

Hög GMF-amplitud

  • Orsaka: Allmänt kugghjulsslitage, feljustering, höga belastningar
  • Indikator: GMF-amplituden ökar över tid
  • Handling: Öka övervakningsfrekvensen, planera inspektion

Flera GMF-övertoner

  • Orsaka: Defekter i kugghjulet, kraftigt slitage, dålig kontaktmönster
  • Mönster: 2×GMF, 3×GMF, 4×GMF med signifikanta amplituder
  • Stränghet: Fler övertoner = allvarligare tillstånd

Sidband runt GMF

Sidband är modulering av GMF med axelhastigheter:

  • Pinjongens sidband: GMF ± ingående axelvarvtal → indikerar pinjongdefekter
  • Kugghjuls sidband: GMF ± utgående axelvarvtal → indikerar kugghjulsdefekter
  • Flera sidband: GMF ± n×(axelhastighet) där n = 1, 2, 3… → specifika tanddefekter
  • Asymmetriska sidband: Starkare på ena sidan indikerar excentriskt kugghjul eller ojämnt kuggavstånd

Diagnostisk tolkning

Bedömning av växelns skick

Skick GMF-amplitud Övertoner Sidband
Nytt/Bra Låg, stabil Minimal (< 25% av GMF) Frånvarande eller mycket liten
Normalt slitage Måttlig, gradvis ökning 2×GMF förekommer men är låg Små sidband kan förekomma
Måttligt slitage Hög, fortsatt ökning 2×, 3×GMF synlig Klara sidband ± axelfrekvenser
Svårt slitage/skador Mycket hög Flera övertoner (4×, 5×+) Flera sidbandsfamiljer
Lokaliserad defekt Måttlig Presentera Starka, regelbundet fördelade sidband

Specifika felsignaturer

Feljustering av växeln

  • Höga 2×GMF- och 3×GMF-övertoner
  • Axialvibrationer kan vara förhöjda
  • Förbättrad genom korrigering av växeljustering

Excentrisk växel

  • Starka sidband vid ±1× axelhastighet för excentriskt kugghjul
  • Tandkontakten varierar en gång per varv
  • Kan se amplitudmodulering i tidsvågformen

Trasig eller sprucken tand

  • Sidband med hög amplitud vid axelhastighetsavstånd
  • En stöt per varv av defekt växel
  • Kan visa impulsiva händelser i tidsvågform
  • Snabb amplitudtillväxt

Otillräcklig smörjning

  • Förhöjd GMF-amplitud från ökad friktion
  • Ökning av högfrekvent brus
  • Temperaturökning i växellådan

GMF och strukturell resonans

GMF faller ofta inom ett område som exciterar strukturella resonanser:

  • Typisk GMF: 200–2000 Hz för industriella växellådor
  • Naturliga frekvenser för ramar: Ofta 50-500 Hz
  • Motsvarande: GMF eller övertoner kan excitera ram- eller höljesresonanser
  • Resultat: Högt växelljud, kraftiga vibrationer från höljet
  • Lösning: Förstyva huset, öka dämpningen, ändra kuggantalet (ändrar GMF)

Övervakningsstrategi

Baslinjeetablering

  • Registrera GMF-amplitud när växellådan är ny eller nyligen renoverad
  • Dokumentera normala harmoniska och sidbandsnivåer
  • Fastställ larmgränser (vanligtvis 2–3 gånger baslinjen)

Trendparametrar

  • GMF-amplitud: Primär indikator på växelns allmänna skick
  • Harmoniska förhållanden: 2×GMF/GMF, 3×GMF/GMF ökning indikerar försämring
  • Sidbandsenergi: Summan av sidbandsamplituder
  • Högfrekvent innehåll: Bredbandsenergi i området 5–50 kHz (växelns ytbeskaffenhet)

Larmnivåer

  • Varna: GMF-amplitud 2× baslinje
  • Larm: GMF-amplitud 4× baslinje eller snabb ökning
  • Kritisk: Flera starka övertoner, omfattande sidband eller 10× baslinje

Kugghjulsingreppsfrekvensen är grunden för övervakning och diagnostik av växellådors tillstånd. Att förstå GMF-beräkning, normala kontra onormala spektralmönster och den diagnostiska betydelsen av övertoner och sidband möjliggör effektiv detektering av kugghjulsproblem långt före katastrofala fel, vilket möjliggör planerat underhåll och förhindrar kostsamma produktionsförluster.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp