Діагностика дефектів шестерень

1. Вібраційна сигнатура шестерень

Шестерні є фундаментальним компонентом передачі потужності в промисловому обладнанні. Зчеплення зубів шестерень є за своєю суттю шумним та динамічним процесом. Справні шестерні створюють дуже чітку та стабільну вібраційну характеристику, а відхилення від цієї характеристики є чітким показником зносу або пошкодження.

Аналіз вібрації є високоефективним методом виявлення дефектів шестерень на дуже ранній стадії, задовго до того, як вони можуть призвести до катастрофічного виходу з ладу коробки передач.

2. Частота зачеплення шестерень (GMF)

Найважливішою частотою в аналізі коробки передач є Частота зачеплення шестерень (GMF)Це швидкість, з якою зубці шестерень входять в зачеплення один з одним.

GMF = Кількість зубів на шестерні × Швидкість обертання цієї шестерні

У справній коробці передач, Спектр ШПФ покаже чіткий пік на GMF, часто з кількома невеликими гармоніки (2xGMF, 3xGMF). Амплітуда цього піку GMF є показником навантаження на шестерні. Високий пік GMF сам по собі не обов'язково є ознакою несправності, а радше високого навантаження. Ключем до діагностики є вивчення частот *навколо* піку GMF.

3. Використання Бічні смуги діагностувати несправності

Бічні смуги є найпотужнішим інструментом для діагностики конкретних проблем із шестернями. Це невеликі піки, що з'являються по обидва боки від GMF та її гармонік. Відстань між бічними смугами вказує, на якому валу виникла проблема.

• Зношена або ексцентрична шестерня: Якщо шестерня зношена, ексцентрична або має виробничий дефект, вона модулюватиме GMF зі своєю швидкістю обертання. Це створить бічні смуги навколо піку GMF, які розташовані на відстані швидкість бігу (1X) вала цієї конкретної шестерні. Наприклад, якщо пік GMF має бічні смуги, розташовані на відстані один від одного на швидкості вхідного вала, несправність знаходиться у вхідній шестерні.
• Знос зубів: Загальний знос зубів часто проявляється зростанням амплітуди GMF та його гармонік, що супроводжується бічними смугами 1X від відповідної шестерні.
• Тріснутий або зламаний зуб: Один тріснутий або зламаний зуб генеруватиме сильний пік вібрації на швидкості обертання 1X цієї шестерні, часто з багатьма гармоніками. Це також створюватиме бічні смуги навколо GMF, розташовані на відстані один від одного на швидкості обертання шестерні. часова хвиля також дуже корисний тут, оскільки він показуватиме чіткий, періодичний удар щоразу, коли зламаний зуб намагатиметься зчепитися.
• Неправильне розташування шестерень: Перекос шестерень часто демонструє високу гармоніку 2X GMF, іноді більшу за основний пік GMF. Вона також супроводжується бічними смугами, розташованими на відстані до робочої швидкості.

4. Спеціалізовані методи аналізу

Оскільки вібрація шестерень може бути складною, часто використовуються спеціалізовані методи:

• Аналіз форми хвилі в часі: Необхідний для виявлення зламаних зубів, які проявляються у вигляді повторюваних гострих ударів.
• Аналіз кепструма: Метод, що використовується для чіткішої ідентифікації сімейств бічних смуг, які може бути важко побачити у стандартному спектрі FFT.

5. Стадії виходу з ладу шестерні

Аналіз вібрації дозволяє відстежувати прогресування виходу з ладу шестерні на кілька етапів:

1. Стадія 1 (Рання): Навколо GMF з'являються невеликі бічні смуги. Загальний рівень вібрації може не змінюватися.
2. Стадія 2 (помірна): Амплітуда бічних смуг збільшується, і можуть почати з'являтися гармоніки ГМП з власними бічними смугами.
3. Стадія 3 (серйозна): ГМП та його гармоніки можуть мати багато великих бічних смуг. Частота 1X проблемного обладнання може почати зростати. Рівень шуму спектру збільшується.
4. Стадія 4 (Катастрофічна): ГМП може зникнути та замінитися шумною, випадковою вібраційною сигнатурою, оскільки зуби сильно пошкоджені або зруйновані.

← Назад до головного індексу