Diagnostyka przekładni zębatych

Przegląd oferty rynkowej

Firma Bef-Mont oferuje między innymi usługi związane z obróbką kół zębatych. Przede wszystkim chodzi o czynności obejmujące frezowanie zębów, a także dłutowanie, szlifowanie, docieranie, gratowanie i wykańczanie uzębień. Skorzystać można również z usługi frezowania wieloklinów oraz szlifowania kół zębatych.

Na rynku nie brakuje przyrządów pomiarowych przydatnych podczas diagnostyki kół zębatych. Przykładowo przyrząd SKF Microlog AX przeznaczony jest do monitorowania stanu maszyn za pomocą analizowania sygnału wibracji poprzez czterokanałowe trasowe i beztrasowe pomiary oraz jedno- lub dwupłaszczyznowe wyważanie statyczne lub dynamiczne w zakresie od 10 (0,16 Hz) do 4,8 mln obr./min (80 kHz). W przypadku oceny stanu łożysk przyrząd bazuje na technologii analizy obwiedni przyspieszenia (gE). W konstrukcji urządzenia przewidziano cyfrowe przetwarzanie sygnałów oraz szybkie przetworniki A/C sigma-delta. Oprogramowanie przyrządu uwzględnia między innymi moduł funkcji odpowiedzi częstotliwościowej, dzięki której szybko są określane właściwości struktury poprzez analizę modalną. Używa się w tym celu skalibrowanego młotka dla wywołania wymuszenia. Moduł ten jest również w stanie mierzyć funkcje przejścia pomiędzy dwoma przetwornikami podczas ruchu maszyny. Dzięki graficznej reprezentacji parametrów modalnych możliwe jest scharakteryzowanie struktury.

Z kolei model Spectroil M z oferty firmy Spectro Poland to spektrometr emisyjny, bazujący na technice rotorowej spektrometrii emisyjnej. Jako korzyści wynikające ze stosowania tego urządzenia wymienia się przede wszystkim możliwość analizy pierwiastkowej olejów, a także smarów, paliw oraz płynów chłodniczych bez przygotowania próbki.

Ferrograf T2FM (tego samego producenta) umożliwia przeprowadzanie analiz cząstek zawartych i zanieczyszczeń w zużytych olejach. Wyniki analizy, czyli ferrogramy, mogą być zapisane w pamięci komputera. Rozmiar cząsteczek oraz układ i charakterystyka powierzchni ferrogramu pozwalają na określenie typu zużycia maszyny.

 

Autor: Sławomir Pietrzko

 

Uszkodzone koło zębate przekładni czy łożysko?

 

Jak odróżnić za pomocą wibrodiagnostyki uszkodzenie przekładni od uszkodzenia łożyska? Spróbuję odpowiedzieć na zadane pytania posługując się prostym przykładem wentylatora napędzanego silnikiem elektrycznym poprzez przekładnię zębatą.

Przy analizie widma drgań bardzo ważna jest znajomość kinematyki maszyny, którą mierzymy. W naszym przykładzie rozpatrujemy zespół maszynowy składający się z trzech elementów:

  1. silnik, którego obroty są jednocześnie obrotami wału wejściowego przekładni,
  2. przekładnia o znanej ilości zębów i znanych łożyskach w tym przypadku są to łożyska SKF 22212,
  3. wentylator, którego obroty są obrotami wału wyjściowego z przekładni.

 

Rys 1 ramka_m

Rys. 1. Uproszczony schemat maszyny

 

Jak wiadomo z teorii wibroakustyki na widmie drgań są widoczne wszystkie częstotliwości związane z elementami wirującymi w maszynie. Czyli na naszym przykładowym widmie zobaczymy prędkość obrotową silnika (MOTOR RPM), prędkość obrotową wentylatora (BLOWER RPM), zazębienie przekładni (GMF) i częstotliwości charakterystyczne uszkodzenia łożyska (BPFO), jeśli łożysko jest uszkodzone. Częstotliwości uszkodzenia łożysk nigdy nie są całkowitą wielokrotnością obrotów wału, a częstotliwość zazębienia przekładni to ilość zębów x obroty, czyli liczba całkowita. Z tego powodu ma widmie drgań jesteśmy w stanie odróżnić, które piki pochodzą od łożyska, a które od przekładni.

Na przykładowym widmie drgań zebranym z nieuszkodzonej przekładni widoczne są częstotliwości zazębienia o niskiej amplitudzie i bez wstęg bocznych. Nie widać na nim pików na częstotliwościach związanych z uszkodzeniem łożyska.

 

Rys 2 ramka_m

Rys. 2. Widmo drgań nieuszkodzonej przekładni

 

 

Poniżej powiększenie zakresu niskich częstotliwości.

 

Rys 3 ramka_m

Rys. 3. Widmo w zakresie niskich częstotliwości z wyraźnie widocznymi obrotami silnika i wentylatora

 

Poniżej widmo zebrane z uszkodzonej przekładni. Wyraźnie widoczne częstotliwości uszkodzenia pierścienia zewnętrznego łożyska (BPFO do 5 harmonicznej) i wysokie amplitudy na częstotliwości zazębienia (do 3 harmonicznej) wraz z wstęgami bocznymi określającymi uszkodzenie koła zębatego na wale wyjściowym przekładni.

Wstęgi boczne to piki równo oddalone od częstotliwości głównej i położone symetryczne po jej obu stronach. W naszym przykładzie zjawisko jest widoczne dla częstotliwości zazębienia przekładni (1xGMF) i jej harmonicznych (2xGMF i 3xGMF). Odległość wstęg bocznych od częstotliwości głównej to obroty wału wyjściowego (BLOWER PRM).

 

Rys 4 ramka_m

Rys. 4. Widmo drgań uszkodzonej przekładni

 

 

 

Jak widać na powyższym przykładzie odróżnienie uszkodzenia łożyska od uszkodzenia zazębienia w przekładni nie powinno sprawić dużych kłopotów doświadczonemu diagnoście.

W urządzeniach SKF typu IMx służących do diagnostyki ciągłej jest wprowadzony system automatycznego diagnozowania uszkodzeń zarówno zazębienia przekładni jak też uszkodzeń łożysk. Oparty jest on na wyżej opisanych zjawiskach i śledzeniu w sposób ciągły amplitud sygnału na częstotliwościach związanych z elementami przekładni.

 

Źródło: SKF

 

 

Artykuł pochodzi z czasopisma Główny Mechanik nr 4/2015

Okladka gotowa GM4_m

Authors

Related posts

Góra
English