Chẩn đoán lỗi bánh răng

1. Chữ ký rung động của bánh răng

Bánh răng là bộ phận cơ bản trong truyền động của máy móc công nghiệp. Quá trình ăn khớp giữa các răng bánh răng vốn dĩ rất ồn ào và rung động. Bánh răng khỏe mạnh tạo ra tín hiệu rung động rất rõ ràng và ổn định, và độ lệch so với tín hiệu này là dấu hiệu rõ ràng cho thấy sự hao mòn hoặc hư hỏng.

Phân tích rung động là một phương pháp cực kỳ hiệu quả để phát hiện lỗi bánh răng ở giai đoạn rất sớm, rất lâu trước khi chúng có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng của hộp số.

2. Tần số lưới bánh răng (GMF)

Tần số quan trọng nhất trong phân tích hộp số là Tần số lưới bánh răng (GMF). Đây là tốc độ mà các răng của bánh răng ăn khớp với nhau.

GMF = Số răng trên bánh răng × Tốc độ quay của bánh răng đó

Trong một hộp số khỏe mạnh, FFT spectrum sẽ hiển thị một đỉnh rõ ràng tại GMF, thường có một vài điểm nhỏ sóng hài (2xGMF, 3xGMF). Biên độ của đỉnh GMF này là chỉ báo về tải trọng trên bánh răng. Bản thân đỉnh GMF cao không nhất thiết là dấu hiệu của lỗi, mà là tải trọng lớn. Chìa khóa để chẩn đoán là xem xét các tần số *xung quanh* đỉnh GMF.

3. Sử dụng Dải bên để chẩn đoán lỗi

Dải bên là công cụ mạnh mẽ nhất để chẩn đoán các vấn đề cụ thể của bánh răng. Đây là những đỉnh nhỏ xuất hiện ở hai bên của GMF và sóng hài của nó. Khoảng cách giữa các dải biên cho biết trục nào đang gặp vấn đề.

• Bánh răng mòn hoặc lệch tâm: Nếu một bánh răng bị mòn, lệch tâm hoặc có lỗi sản xuất, nó sẽ điều chỉnh GMF ở tốc độ quay của nó. Điều này sẽ tạo ra các dải biên xung quanh đỉnh GMF, cách nhau tại tốc độ chạy (1X) của trục bánh răng cụ thể đó. Ví dụ, nếu đỉnh GMF có các dải biên cách nhau tại tốc độ trục đầu vào, thì lỗi nằm ở bánh răng đầu vào.
• Mòn răng: Sự mài mòn răng nói chung thường được biểu thị bằng sự gia tăng biên độ của GMF và sóng hài của nó, kèm theo dải bên 1X từ bánh răng tương ứng.
• Răng bị nứt hoặc gãy: Một răng bị nứt hoặc gãy sẽ tạo ra đỉnh rung động mạnh ở tốc độ quay 1X của bánh răng đó, thường kèm theo nhiều sóng hài. Nó cũng sẽ tạo ra các dải biên xung quanh GMF, cách nhau ở tốc độ quay của bánh răng. dạng sóng thời gian cũng rất hữu ích ở đây, vì nó sẽ cho thấy tác động rõ rệt, định kỳ mỗi khi răng gãy cố gắng ăn khớp.
• Sự không cân chỉnh của bánh răng: Sự lệch bánh răng thường cho thấy sóng hài GMF 2X cao, đôi khi lớn hơn đỉnh GMF chính. Nó cũng sẽ đi kèm với các dải biên cách nhau ở tốc độ chạy.

4. Kỹ thuật phân tích chuyên biệt

Vì rung động của bánh răng có thể phức tạp nên người ta thường sử dụng các kỹ thuật chuyên biệt:

• Phân tích dạng sóng thời gian: Cần thiết để phát hiện răng bị gãy, biểu hiện qua những va chạm mạnh lặp đi lặp lại.
• Phân tích Cepstrum: Một kỹ thuật được sử dụng để xác định rõ hơn các nhóm dải bên có thể khó nhìn thấy trong quang phổ FFT tiêu chuẩn.

5. Các giai đoạn hư hỏng của bánh răng

Phân tích độ rung có thể theo dõi quá trình hỏng hóc của bánh răng qua nhiều giai đoạn:

1. Giai đoạn 1 (Sớm): Các dải biên nhỏ xuất hiện xung quanh GMF. Mức độ rung động tổng thể có thể không thay đổi.
2. Giai đoạn 2 (Trung bình): Biên độ của các dải bên tăng lên và các sóng hài của GMF có thể bắt đầu xuất hiện với các dải bên riêng của chúng.
3. Giai đoạn 3 (Nghiêm trọng): GMF và các sóng hài của nó có thể có nhiều dải biên lớn. Tần số 1X của thiết bị có vấn đề có thể bắt đầu tăng. Nền nhiễu của phổ tăng lên.
4. Giai đoạn 4 (Thảm khốc): GMF có thể biến mất và được thay thế bằng tín hiệu rung động ngẫu nhiên, ồn ào khi răng bị hư hỏng hoặc phá hủy nghiêm trọng.

← Quay lại Mục lục chính