Av Dişi Frekansını Anlamak
Av dişi frekansı (HTF — montaj aşaması frekansı veya en büyük ortak bölen frekansı olarak da bilinir) düşük frekanslı bir titreşim bir dişli çiftindeki, şu hızı temsil eden bileşen Aynı pinyondaki tek bir diş, dişlideki aynı tek dişle yeniden temas eder. Bu, iki diş sayısının en küçük ortak katına (EKOK) bağlıdır ve normalde mil hızının oldukça altında, çok düşük bir frekanstır; şu değerin yavaş, periyodik genlik modülasyonu olarak görünür dişli kavrama frekansı (GMF) ve yan bantlar.
HTF, tanısal açıdan önemlidir çünkü bu frekansta iletilen titreşim, şu sorunlara işaret eder: belirli dişler — çatlak bir diş, yerel bir kırılma veya eksantrik bir montaj — yerine dişli takımının genel durumuna. Bu nedenle HTF yan bantlarını tespit etmek, analistin arızanın kaynağının tam olarak hangi dişli, hatta hangi diş olduğunu belirlemesine yardımcı olur; bu da onu, daha geniş bir araç seti içindeki en keskin araçlardan biri haline getirir. gear defect Teşhis.
1. Tanım ve Fiziksel Anlam
İki dişli birlikte çalıştığında, belirli bir pinyon dişi, her devirde birbiri ardına gelen bir dizi dişli dişi ile birbirine geçer. Bu dişin, ilk temas ettiği dişli dişine geri dönüp dönmeyeceği — ve ne kadar sürede döneceği — iki diş sayısının arasındaki aritmetik ilişkiye bağlıdır. Avlanma diş frekansı, basitçe bu geri dönüşün hızıdır. Düşük bir HTF, belirli bir diş çiftinin nadiren karşılaştığı anlamına gelir; yüksek bir HTF ise aynı birkaç çiftin tekrar tekrar karşılaştığı anlamına gelir.
Bunun birbirine zıt iki sonucu vardır. Aşınma açısından düşük bir HTF değeri olumludur: Hasar ve üretim hataları tüm dişlere yayılır. Teşhis açısından ise aynı düşük HTF değeri, tek bir bozuk dişin titreşim izini, her devirde bir kez tekrarlanan ve kolayca fark edilebilen net bir olay haline getirir. Bu sayıyı anlamak, her iki durumu da aynı anda değerlendirmenizi sağlar.
2. Matematiksel Temel
Formül
HTF = GMF / LCM(N₁, N₂) = GMF × GCD(N₁, N₂) / (N₁ × N₂)
- N₁ = pinyondaki diş sayısı
- N₂ = dişlinin diş sayısı
- GMF = gear mesh frequency = N₁ × pinion speed (Hz) = N₂ × gear speed (Hz)
- LCM = the least common multiple of N₁ and N₂ (equal to N₁ × N₂ / GCD, where GCD is the greatest common divisor)
HTF’nin ayarladığı GMF, her iki vites için de N × şaft hızıdır; a dişli kavrama frekansı hesaplayıcı GMF ve yan bant ailesini doğrudan hesaplarken, bir dişli oranı hesaplayıcısı formülü uygulamadan önce ihtiyacınız olan giriş/çıkış hızı ilişkisini ele alır.
Örnek 1: avcı diş çifti
- Pinyon: 1800 RPM'de 23 diş
- Dişli: 67 diş
- EBOB(23, 67): 1 — both are prime, so they share no common factor; LCM(23, 67) = 23 × 67 = 1541
- GMF: 23 × (1800 / 60) = 690 Hz
- HTF = 690 / 1541 ≈ 0.45 Hz — aynı diş çifti yalnızca yaklaşık her 2.2 saniyede bir buluşur; bu, 30 Hz pinyon mil hızının çok altındadır
- Anlam: desen tekrarlanmadan önce her pinyon dişi her dişli dişiyle birbirine geçer
- Sonuç: optimum aşınma dağılımına sahip gerçek bir av dişlisi
Örnek 2: Avlanmayan bir çift
- Pinyon: 1800 RPM'de 20 diş
- Dişli: 60 diş
- EBOB(20, 60): 20; EKOK(20, 60) = 60
- GMF: 20 × (1800 / 60) = 600 Hz
- HTF = 600 / 60 = 10 Hz — çıkış (dişli) mil hızına eşit
- Anlam: yalnızca 20 farklı diş çifti vardır ve her çift saniyede on kez yeniden kavraşır
- Sonuç: aynı dişlerde yoğun bir aşınma izi
Örnek 3: bir ara durum
- Pinyon: 3600 RPM'de 18 diş
- Dişli: 54 diş
- EBOB(18, 54): 18; EKOK(18, 54) = 54
- GMF: 18 × (3600 / 60) = 1080 Hz
- HTF = 1080 / 54 = 20 Hz
- Model: yalnızca 18 farklı diş temas çifti vardır; her biri saniyede 20 kez tekrar eder
3. Hunting-tooth ve Non-hunting Dişli Setleri
Hunting-tooth tasarımı (GCD = 1)
Diş sayıları nispeten asal olduğunda (ortak çarpan olmadığında) elde edilir:
- Avantajları:
- Her pinyon dişi sonunda her dişli dişiyle birleşir
- Aşınma tüm dişler arasında eşit olarak dağılmıştır.
- Üretim hataları pekiştirilmek yerine ortalamaya dahil edilir.
- Daha uzun dişli ömrü.
- Çoğu uygulama için tercih edilir.
- Dezavantajları:
- Belirli bir tek dişi içeren bir hasar pair yalnızca çok düşük HTF'de (mil hızının küçük bir kesri) tekrar eder; bu yüzden bunu çözümlemek için uzun zaman kayıtları gerekir. Hasarlı tek bir diş yine de kendi milinin her devrinde bir kez darbe oluşturur.
- Daha hassas bir üretim gerektirebilir.
Non-hunting tasarım (GCD > 1)
Diş numaralarının ortak çarpanları olduğunda ortaya çıkar:
- Avantajları:
- Daha basit diş sayısı seçimi.
- Standart, hazır dişli boyutlarının kullanılmasına izin verebilir.
- Dezavantajları:
- Aynı dişler tekrar tekrar birbirine geçiyor (sadece GCD’ye özgü çiftler mevcut).
- Aşınma, aynı diş çiftlerinde yoğunlaşmaktadır.
- Belirli dişlerdeki üretim hataları her döngüde tekrarlanıyor.
- Genellikle dişli ömrünün kısalması.
- Kaliteli şanzıman tasarımında genellikle kaçınılır.
4. Titreşim Özelliği
Spektrum ve dalga formunda HTF
HTF nadiren güçlü, bağımsız bir tepe olarak görünür ve yan bant aralığı olarak çözümlenemeyecek kadar düşüktür. Şu değerde kavrama frekansı çevresindeki yan bantlar titreşim spektrumu iki dişlinin mil hızları aralıklıdır; HTF'nin kendisi, dişli kavrama titreşiminin yavaş, periyodik bir genlik modülasyonu (bir vuruntu/beating) olarak görünür:
- Merkez tepe: GMF (dişli örgü frekansı).
- Yan bantlar: GMF ± 1×, 2×, 3× yerel kusuru taşıyan dişlinin mil hızı.
- HTF signature: zaman dalga formunda yavaş bir vuruntu — toplam titreşim seviyesi HTF hızında kabarıp azalır (tipik olarak hertz'in bir kesrinden birkaç hertz'e kadar).
- Yorum: HTF'de tekrar eden modülasyon, belirli bir dişi içeren bir arızaya işaret eder pair, örneğin hasarlı bir pinyon dişinin hasarlı bir dişli dişine periyodik olarak vurması gibi; modülasyon derinliği yerel arızanın şiddetini yansıtır.
Bu yan bantlar yüksek bir örgü frekansı etrafında kümelendiğinden ve yoğun olabildiğinden, onları ortaya çıkarmaya iki teknik yardımcı olur. Cepstrum analizi düzenli aralıklı bir yan bant ailesini tek bir quefrency çizgisine indirger; böylece aralık kolayca okunur ve zarf analizi modüle edilmiş ağ sinyalinden hasarlı bir dişin her devirde bir kez yaptığı darbeyi tespit eder.
Tanı örüntüleri
Tek bir hasarlı diş: hasarlı dişi taşıyan dişlinin mil hızına göre aralıklanmış GMF çevresinde güçlü yan bantlar; o dişlinin her devrinde bir darbe; şu zaman dalga şekli belirgin bir periyodik dalgalanma göstermektedir.
Dişli eksantrikliği: salgı veya eksantrik montajdan kaynaklanan mil hızı yan bantları; diş kavrama derinliği her devirde bir kez değişerek GMF'yi genlik modülasyonuna uğratır; genellikle yeniden montaj veya salgı kompanzasyonu ile düzeltilebilir (bkz. eksantriklik).
Her iki dişlide hasar (diş çifti arızası): hasarlı bir pinyon dişi hasarlı bir dişli dişiyle periyodik olarak karşılaştığında titreşim düşük HTF hızında kabarıp azalır — dişli kavrama titreşimi üzerine binmiş yavaş bir vuruntu; dişli değişimi gerekebilir veya tolerans içindeyse kabul edilebilir.
5. Pratik Tanı
Arızalı dişlinin tespit edilmesi
Hatanın pinyon dişlisinde mi yoksa ana dişlide mi olduğunu belirlemek için:
- Her iki şaft hızını hesaplayın: giriş ve çıkış devri.
- Yan bant aralığını ölçün titreşim spektrumundan.
- Eğer aralık = giriş mili frekansı ise → Arıza pinyonda.
- Eğer aralık = çıkış mili frekansı ise → kusur dişlide.
- Sonuç: Yan bant aralığı, sorunun hangi şaftta — dolayısıyla hangi dişlide — olduğunu belirler.
Bu, tam da taşınabilir iki kanallı bir analizörün en uygun olduğu türden bir ölçümdür. Optik takometresi sayesinde verileri mil açısına göre sabitleyen bu cihaz, Balanset-1A Şanzıman gövdesindeki spektrum ve zaman dalga formunu yakalar; böylece yan bant aralığı, bilinen giriş ve çıkış hızlarına göre ölçülebilir ve çatlak bir dişin her devirde bir kez ortaya çıkan darbesi dalga formunda tespit edilebilir — tüm bunlar, makine çalışırken ve gövdeyi açmaya gerek kalmadan gerçekleştirilir. A harmonik frekans hesaplayıcı ardından ölçülen devir sayısını (RPM) aranacak kesin Hz değerlerine dönüştürür.
Ciddiyet değerlendirmesi
- Yan bant genliği: daha yüksek genlikler, daha ciddi bir lokalize bozukluğa işaret eder.
- Yan bant sayısı: Daha fazla yan bant (daha yüksek dereceler) daha kötü durumu gösterir
- Zaman dalga formu: Açık ve periyodik bir darbe, tek bir dişe yönelik bir darbe olduğunu doğrular.
- GMF ile karşılaştırma: GMF genliğinin yaklaşık 'inin üzerindeki yan bantlar, önemli bir bozukluğa işaret eder — bu, yararlı bir defect-severity threshold.
6. Tasarım Hususları
Diş numaralarının seçilmesi
- Asal sayıları kullan mümkün olduğunda GCD = 1 olacak şekilde ayarlamak (avcı diş tasarımı).
- Yaygın faktörlerden kaçının — 20:60 (GCD = 20) gibi eşleşmelerden uzak durun.
- İyi örnek çiftler: 17:51, 19:57, 23:69 (hepsi GCD = 1).
- Ödünleşim: Bu kısıtlama, kullanılabilir vites oranlarını bir miktar sınırlayabilir.
Avlanmamanın kabul edilebilir olduğu durumlar
- Aşınmanın önemli olmadığı düşük yük uygulamaları.
- Kesin bir oran gerektiren standart dişli setleri.
- Aşınma dağılımının çok önemli olmadığı kısa ömürlü uygulamalar.
- Üretim avantajlarının aşınma dezavantajlarından daha ağır bastığı durumlarda.
7. Diğer Dişli Frekanslarıyla İlişkisi
Bir şanzımandaki frekans hiyerarşisi
- Shaft speeds: giriş ve çıkış için 1× — en düşük dönme frekansları.
- HTF: normalde hepsinin en düşük frekansıdır — hunting tasarımda (EBOB = 1) mil hızının küçük bir kesri kadardır ve non-hunting tasarımda bile daha yavaş mil hızından asla yüksek değildir.
- GMF: diş sayısı × şaft hızı — en yüksek birincil frekans.
- GMF harmonics: 2×GMF, 3×GMF vb., ağın doğrusal olmamasından kaynaklanan ve backlash.
Yan bant analiz stratejisi
- Mil devri aralığında yan bantlar → eksantrik dişli veya tek diş kusuru.
- HTF hızında yavaş genlik modülasyonu (beating) → her iki dişlide eşleşen hasar gibi tekrar eden bir diş çifti sorununa işaret eder.
- Belirgin yan bant yok → genel dağılım gear wearya da sadece sağlıklı bir yaşam tarzı.
Diş salınım frekansı, dişli dinamiklerinin nispeten gözden kaçan bir yönü olmasına rağmen, son derece önemli teşhis bilgileri sağlar. HTF hesaplamasını anlamak ve HTF yan bantlarını tanımak, analistin hangi dişlide bir arıza olduğunu ve sorunun tek bir hasarlı dişten mi yoksa daha yaygın bir durumdan mı kaynaklandığını kesin olarak belirlemesini sağlar; bu da şanzıman arıza giderme sürecinde hedef odaklı ve güvenilir bakım kararlarının alınmasına yol açar.
