Titreşim Analizi ile Dişli Arızalarının Teşhisi
Gear defects endüstriyel makinelerde güç aktarımı için kullanılan dişli takımlarında ortaya çıkan aşınma ve hasar türleri — diş aşınması, çatlaklar, eksantriklik, hizasızlık — vardır. Dişli dişlerinin birbirine geçmesi doğası gereği gürültülü ve titreşimli bir süreçtir; bu nedenle sağlam dişliler çok net ve sabit bir titreşim izi oluşturur; bu izden herhangi bir sapma, bir sorunun güçlü bir göstergesidir. Çünkü titreşim analizi Bu sapmaları çok erken bir aşamada tespit edebilen sistem, dişli kutusu arızalarını, bunlar dişli kutusunun ciddi bir arızasına dönüşmeden çok önce tespit eder.
1. Dişlilerin Titreşim İmzası
Her dişli takımı, frekans alanında dişlerin birbirine kavrama hızının baskın olduğu ve her bir mil'in dönüşüne bağlı etkinliklerin çevrelediği kendine özgü bir parmak izi taşır. Bu yüzden sağlıklı bir redüktörün referans ölçümü, bir güvenilirlik programının sahip olabileceği en değerli dayanaklardan biridir: arızalar mutlak bir sayıdan değil, bugünkü spektrumun ve zaman dalga şekli o bilinen sağlıklı imzadan nasıl farklılaştığından teşhis edilir. Dişli teşhisi büyük ölçüde bu farkı doğru okumak demektir; bu yüzden dişliler rutin titreşim analizinde bu kadar öne çıkar. durum izleme.
2. Dişli Örgü Frekansı (GMF)
Dişli kutusu analizindeki en önemli frekans şudur: Dişli Kavrama Frekansı (GMF) — birbirine geçen iki dişlinin dişlerinin birbirine kenetlenme oranı.
GMF = Bir Dişlideki Diş Sayısı × O Dişlinin Dönüş Hızı
Sağlam bir şanzımanda FFT spektrumu GMF'de belirgin bir tepe noktası gösterir; genellikle birkaç küçük harmonikler (2×GMF, 3×GMF). GMF tepe noktasının genliği dişliler üzerindeki yükü yansıtır; bu nedenle, yüksek bir GMF tepe noktası tek başına mutlaka bir arıza anlamına gelmez — bu durum, şanzımanın yoğun bir şekilde çalıştığını gösterebilir. Gerçek teşhis bilgileri frekanslarda yatmaktadır etrafında GMF tepe noktası, tepe noktasının kendisi değil. GMF hem diş sayısına hem de hıza bağlı olduğu için, elle yanlış tanımlanması kolaydır; bir Dişli Kavrama Frekansı Hesaplayıcı belirli bir dişli seti için GMF ve yan bantlarını saniyeler içinde hesaplar.
3. Arızaları Teşhis Etmek İçin Yan Bantların Kullanımı
Yan bantlar belirli dişli sorunlarını teşhis etmede en etkili araçtır. Bunlar, bir arıza dişli çarkların birbirine geçme sürecini etkilediğinde ortaya çıkan, GMF ve harmoniklerinin her iki yanında görülen küçük tepe noktalarıdır. En önemli ipucu ise bunların spacing: Yan bant ile GMF zirvesi arasındaki fark, arızalı dişliyi taşıyan milin dönme hızına eşittir; bu da size hemen şunu gösterir hangi incelenecek şaft.
- Aşınmış veya eksantrik dişli: a worn, eccentric ya da arızalı bir dişli, GMF'yi kendi dönme hızında modüle ederek, aralarında çalışma hızı (1×) o dişli'nin milinin dönüş hızında. Yan bantlar giriş mili hızıyla eşleşiyorsa arıza giriş dişlisindedir.
- Genel diş aşınması: gear wear genellikle GMF'nin genliğini ve harmoniklerini artırır; buna, ilgili vitesin 1× yan bantları eşlik eder.
- Çatlak veya kırık diş: tek bir çatlak ya da kırık diş, o dişlinin 1× çalışma hızında güçlü bir tepe üretir; çoğu zaman buna çok sayıda harmonik ve GMF çevresinde o dişli'nin hızıyla aralanmış yan bantlar eşlik eder. Zaman dalga formu burada özellikle değerlidir — hasarlı diş her kavraşmaya çalıştığında belirgin, periyodik bir darbe gösterir.
- Dişli hizasızlığı: hizasızlık Dişlilerin hizasızlığı çoğu zaman yüksek bir 2×GMF harmoniği üretir; bu harmonik bazen birincil GMF tepesinden bile daha yüksek olur ve yine çalışma hızı yan bantları eşlik eder.
Bu konuda bilinmesi gereken bir başka etki de şudur: avcı diş sıklığı, belirli bir diş çifti arasındaki yeniden kenetlenme oranının çok düşük olması; her dişli üzerinde birer adet bozuk dişin bulunduğu arızalar bu durumu tetikleyebilir.
4. Özel Analiz Teknikleri
Dişli titreşimi çok karmaşık olduğundan, standart spektrum analizi genellikle dişli sinyalini ayıran tekniklerle desteklenir:
- Zaman-dalga şekli analizi: kırık ya da çatlak dişleri doğrulamak için vazgeçilmezdir; bunlar kavraşmaya değil, dişli'nin dönüşüne senkronize keskin ve tekrarlayan darbeler olarak görünür.
- Cepstrum analizi: Eşit aralıklı yan bant gruplarını tek bir, kolayca okunabilir bileşene yoğunlaştıran bir dönüşüm; bu sayede, kalabalık bir FFT içinde gizlenmiş yan bant desenleri görünür hale gelir.
- Zarf analizi: yüksek frekanslı taşıyıcı dalgayı demodüle ederek, lokalize bir diş kusurunun düşük frekanslı darbe oranını ortaya çıkarır ve böylece yan bant görüntüsünü tamamlar.
5. Dişli Arızasının Aşamaları
Titreşim analizi, bir dişli arızasının gelişimini dört belirgin aşamada takip ederek bakım ekiplerine müdahaleyi planlamak için yeterli süre tanır:
- 1. Aşama (erken dönem): GMF'nin çevresinde küçük yan bantlar belirir. Genel titreşim seviyesi hiç değişmeyebilir.
- 2. aşama (orta derecede): yan bant genlikleri artar ve GMF'nin harmonikleri kendi yan bantlarıyla birlikte ortaya çıkmaya başlar.
- 3. aşama (ciddi): GMF ve harmonikleri birçok geniş yan bant içerir; sorunlu dişlinin 1× frekansı yükselmeye başlar ve spektrumun gürültü tabanı yükselir.
- 4. aşama (felaket): Dişler ciddi şekilde hasar gördüğünde veya tahrip olduğunda, GMF kaybolabilir ve yerine gürültülü, rastgele bir titreşim izi ortaya çıkabilir.
6. Sahada Uygulamaya Geçirme
Dişli arızalarının teşhisi, çalışma hızı ve yükünde yapılan temiz bir saha ölçümüyle başlar. Şu gibi taşınabilir iki kanallı bir cihaz: Balanset-1A her bir yatakta FFT spektrumunu ve ham zaman dalga formunu yakalar; böylece mühendis, GMF’yi tespit edebilir, yan bant aralığını okuyarak arızayı belirli bir şafta indirgeyebilir ve dalga formunu inceleyerek kırık bir dişin karakteristik periyodik darbesini gözlemleyebilir — tüm bunları dişli kutusunu açmadan gerçekleştirebilir. Dişli kutusunun aynı zamanda bir rotoru tahrik ettiği veya desteklediği durumlarda, aynı cihaz kalıntı rulmandaki bir kusur ve dengesizlik kaynaklı titreşimler ISO 20816 gibi standartların sınırları içinde kalır; böylece, tespit edilen bir dişli arızası, konuyla ilgisi olmayan kaynaklar tarafından gizlenmez. 1. veya 2. aşamada tespit edilen bir dişli arızası, plansız bir arıza yerine planlı bir onarım haline gelir.
