ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΒΛΑΒΩΝcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/DSL_DynII_Gear... ·...
Transcript of ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΒΛΑΒΩΝcourseware.mech.ntua.gr/ml23327/lecture_pdfs/DSL_DynII_Gear... ·...
ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΒΛΑΒΩΝ ΓΡΑΝΑΖΙΩΝ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ & ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ
ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
ΓΡΑΝΑΖΙΩΝ
έκδοση GRD-2015b
Copyright ©Ε.Μ.Π. - 2015Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών – Εργαστήριο Δυναμικής και Κατασκευών – κτ. Μ – αιθ. Μ002Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος.
Απαγορεύεται η χρήση, αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας παρουσίασης, εξ
ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για πάσης φύσεως εμπορικό ή επαγγελματικό σκοπό.
Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικήςή ερευνητικής φύσεως, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται
το παρόν μήνυμα.
Πληροφορίες ________________________________________________Δρ. Ι. Αντωνιάδης, Καθηγητής, [email protected], 210-7721524Δρ. Χ. Γιακόπουλος, ΕΔΙΠ, [email protected], 210-7722332
Περιεχόμενα
1. Εισαγωγή
2. Σπασμένος οδόντα γραναζιού (broken, cracked or chipped gear teeth)
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια (backlash problems and
oscillating gears)
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια (misaligned gears)
5. Περιφερειακές ανομοιομορφίες γραναζιών (gears with high places)
6. Χαραρότητα γραναζιών (gear looseness)
7. Φθαρμένα γρανάζια (worn gears)
1. Εισαγωγή1. Εισαγωγή
1. Εισαγωγή: Βασικές έννοιες
Gear terminology Mechanical 3rd Sem GTUhttp://www.slideshare.net/harshpatel199/gear-terminology2-slide-share
Gear threadhttp://www.slideshare.net/shivkiran09/gear-thread
1. Εισαγωγή: Βασικές έννοιες
Ο τζόγος είναι απαραίτητος για να καλυφθούν
κατασκευαστικές αποκλίσεις, προσφέρει χώρο για
τη λίπανση και για τη θερμική διαστολή.
Backlash of gearshttps://knowledge.autodesk.com/support/inventor-products/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2014/ENU/Inventor/files/GUID-8EC5D4D4-0AAA-4DE1-8F8A-DFFD19354BEE-htm.html
1. Περιφερειακός τζόγος (Circular backlash ) j t [mm/in]
2. Κανονικός τζόγος (Normal backlash)j n [mm/in]
3. Κεντρικός τζόγος (Center backlash)j r [mm/in]
4. Γωνιακός τζόγος (Angular backlash)j Θ [deg]
1. Εισαγωγή: Εμπλοκή γραναζιών
Συνεργαζόμενο γρανάζι *1
The radial runout of root clearance on a gear sethttps://www.youtube.com/watch?v=27U5W3-L9vA
Simulation Gear Trainhttps://www.youtube.com/watch?v=Y3ErvIw79wA
Πινιόν γρανάζι *2
*2 τροχιά: ρίζα οδόντα →→→→ κορυφή οδόντα
*1 τροχιά: κορυφή οδόντα →→→→ ρίζα οδόντα
1. Εισαγωγή: απόκριση γραναζιών
τροχιά επαφής γραναζιών πριν το σημείο βήματος (Leading edge)
Πινιόν γρανάζι
Συνεργαζόμενο γρανάζι
Pitch Line
Pitch Line
σημείο βήματος(pitch point)
sec
A
σημείο μετάβασης οδόντων (Point of tooth transition)Q2
B
P
Q1
1/fmesh
Πινιόν γρανάζι Pitch Line
C
τροχιά επαφής γραναζιών μετά το σημείο βήματος (Lagging edge)
1. Εισαγωγή: υπολογισμός συχνότητας εμπλοκής γραναζιών
N οδόντες
n οδόντες
fr1
fmesh= n fr1 = N fr2fmesh= n fr1 = N fr2
fr2
Ένα καλό ζευγάρι γραναζιών μπορεί να λειτουργεί ικανοποιητικά έως 20 έτη.Τα έτη καλής λειτουργίας εξαρτώνται από:•Το φορτίο
•Τη λίπανση
•Την ταχύτητα περιστροφής
•Την επιφανειακή σκληρότητα
•Λοιποί παράγοντες
1. Εισαγωγή: πληροφορίες κανονικής εμπλοκής γραναζιών
fp
συχνότητα [Hz]
Κανονικό/φυσιολογικό επίπεδο κραδασμών
fmesh 2fmesh 3fmesh
fG
1. Εισαγωγή: υπολογισμός συχνότητας εμπλοκής ίδιων οδόντων γραναζιών
φθορά
fp=20 Hz Tp=25 οδόντες
fG=4,35 Hz TG=115 οδόντες
HTF (hunting tooth frequency) = 1 / [(L/U) (1/f)]HTF (hunting tooth frequency) = 1 / [(L/U) (1/f)]L ελάχιστο κοινό πολ/σιο του πλήθους των οδόντων των συνεργαζόμενων γραναζιών
U μη κοινός παράγοντας του πλήθους των οδόντων των συνεργαζόμενων γραναζιών
f συχνότητα περιστροφής άξονας έδρασης γραναζιού
1. Εισαγωγή: υπολογισμός συχνότητας εμπλοκής ίδιων οδόντων γραναζιών
HTF=1/[(L/U p)*(1/fp)]= 1/[(L/UG)*(1/fG)]=0,87 HzHTF=1/[(L/U p)*(1/fp)]= 1/[(L/UG)*(1/fG)]=0,87 Hz
Tp=5*5=Cp*Up=25TG=5*23=CG*UG =115 Up=5 UG=23
L=Up*UG=5*23=115
Οπότε ... 2 κοινοί παράγοντες C = 1 & 5
+
Το πινιόν θα περιστραφεί rp=23 (rp=L/Up) φορές ώστε ένας
οδόντας του να εμπλακεί ξανά με τον ίδιο οδόντα από το
συνεργαζόμενο γρανάζι.
Το συνεργαζόμενο γρανάζι θα κάνει rG=5 (rG=L/UG) περιστροφέςγια εμπλακεί ξανά με τον ίδιο οδόντα από το πινιόν.
1. Εισαγωγή: υπολογισμός συχνότητας εμπλοκής ίδιων οδόντων γραναζιών
εάν οι οδόντες εμφανίζουν φθορά ...
πλά
τος
Η HTF διαμορφώνει κατά πλάτος τις fp και fGΗ HTF διαμορφώνει κατά πλάτος τις fp και fG
fpfGH
TF
2HT
F
Πλευρικές
αιχμές HTF
fmesh
Hz
πλά
τος
1. Εισαγωγή: κοινός παράγοντας πλήθους οδόντων γραναζιών
Ο παράγοντας C καθορίζει τη διαμόρφωση (pattern)της φθοράς στα γρανάζια
C = 1⇒⇒⇒⇒ κάθε οδόντας εμφανίζει φθορά
C = 2⇒⇒⇒⇒ κάθε 2ος οδόντας εμφανίζει φθορά
C = 3⇒⇒⇒⇒ κάθε 3ος οδόντας εμφανίζει φθορά
……………………………………………………
Ο παράγοντας C καθορίζει τη διάρκεια ‘ζωής’ των γραναζιών
Κοινός παράγοντας C % αναμενόμενη διάρκεια ζωής γραναζιών
1 100
2 50
3 33
4 25
... ...
1. Εισαγωγή: κοινός παράγοντας πλήθους οδόντων γραναζιών
1/fG
κοινός παράγοντας
C = 5⇒⇒⇒⇒ κάθε 5ος οδόντας εμφανίζει φθορά
Up*f p=5*20(=UG*f G=23*4,35)=100 Hz ή 1/5 fmeshUp*f p=5*20(=UG*f G=23*4,35)=100 Hz ή 1/5 fmesh
φθαρμένοι οδόντες στο πινιόν φθαρμένοι οδόντες στο συνεργαζόμενο γρανάζι
1/5fmesh 1/fmesh
1 2 3 4 5 23222120
…..
1/fp
1/fG
25 εμπλεκόμενοι οδόντες
115 εμπλεκόμενοι οδόντες
sec
A
1. Εισαγωγή: ‘φαντασματική’ συχνότητα γραναζιών
Η ‘φαντασματική’ συχνότητα (‘Ghost’ frequency) προκαλείται από τη
μηχανή κοπής στην οποία κατασκευάζεται το γρανάζι.Ο φυσικός μηχανισμός της δημιουργίας αυτών των συχνοτήτων σπάνια
ερμηνεύεται.
Οι κατασκευαστές εφαρμόζουν συγκεκριμένους
ελέγχους/διαδικασίες για να πιστοποιήσουν τηνελέγχους/διαδικασίες για να πιστοποιήσουν την
ποιότητα των παραγόμενων γραναζιών. Όταν οι
‘φαντασματικές’ συχνότητες εμφανισθούν, ο
κατασκευαστής εντοπίζει την μηχανή κοπής, στην
οποία κατασκευάστηκε το συγκεκριμένο γρανάζι,και προβαίνει σε σχετικές επισκευές ή ρυθμίσεις
ώστε να διορθώσει το πρόβλημα που προέκυψε.
Μηχανή ελέγχου γραναζιών (μέθοδος εφαρμογής: Single/double flank rolling method)
http://www.eurotechcorp.com/eurotech/PDFs/2013DoubleFlankGearRollInspMachines.pdf
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού
ρωγμή οδόντα
σπασμένο τμήμα οδόντα
ολοκληρωτική απώλεια οδόντα
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού: μηχανισμός βλάβης
αποσβενόμενος κρουστικός παλμός
fp fG
1/fn
Α1
fn ... διεγηρόμενη ιδιοσυχνότητα
χρόνος [sec]
σπασμένος οδόντας
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού: ανάλυση απόκρισης
1/fG
Α
χρόνος [sec]
‘διαμορφομένο κατά πλάτος’ σήμα
1/fn πεδίο χρόνου
1/fG1/fG1/fG1/fG1/fG
1 σπασμένος οδόντος
fn
συχνότητα [Hz]0
fn -
2* f
G
πεδίο συχνότητας
ʄ
fn -
f G
fn +
2*
f G
fn +
2*
f G
f G
2* f
G
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού: ανάλυση απόκρισης
1/fG
Α
χρόνος [sec]
‘διαμορφομένο κατά πλάτος’ σήμα
1/fn πεδίο χρόνου1/2fG
1/fG
1/2fG
1/fG
1/2fG
2 αντιδιαμετρικά σπασμένοι οδόντες
fn
συχνότητα [Hz]0
fn -
4* f
G
πεδίο συχνότητας
ʄ
fn -
2fG
fn +
2*
f G
fn +
4*
f G
f G
2* f
G
4* f
G
Δφ ~ 180οΔφ ~ 180ο
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού: διαμόρφωση κατά πλάτος
‘διαμορφώνον’ σήμα
‘φέρον’ σήμα
1/fn
1/ fG
χρόνος [sec] συχνότητα [Hz]
Α1
fn0
0
AITIO ...
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ...
fG Α2ʄ
‘διαμορφομένο’ χρονικό σήμα
1/fn
χρόνος [sec]
fn fn+ fGfn- fG
συχνότητα [Hz]
0
ΑΠΟΚΡΙΣΗ ...
Α1/2Α1/2Α2ʄ
1/ fG 1/ fG1/ fG 1/ fG1/ fG1/ fG
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού: Αποδιαμόρφωση
ʄ
Ζωνοπερατό φίλτρο
Ζωνοπερατό φίλτρο
ακατέργαστο μετρούμενο σήμα xR(t)
order 1 < order 2 ΔF > ΔF
ΔF2
ΔF1
FL FH~ 1000
Hz
φιλτραρισμένο σήμα xF(t)
Hilbert transform
ʄ
~ 1000
Hz
aποδιαμορφωμένο σήμα (envelope)
order 1 < order 2 ΔF1 > ΔF2
1/ fGf G
2fG
3fG
4fG
2. Σπασμένος οδόντας γραναζιού : Εξέλιξη βλάβης
Χρονική κυματομορφή (πεδίο χρόνου) Φάσμα (πεδίο συχνότητας) Κύρτωση
ʄ
1. Αύξηση ενέργειας2. Αύξηση πλατών
1. Αύξηση ενέργειας διεγερμένων περιοχών
2. Αύξηση πλατών αιχμών
3. Αύξηση πλήθους πλευρικών αιχμών σε
υψίσυχνη διεγερμένη περιοχή
4. Αύξηση πλήθους αρμονικών συνιστωσών
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια
Axle Gear Swap - dial Indicator Measure Backlashhttp://www.fourwheeler.com/how-to/transmission-drivetrain/129-0604-axle-gear-swaps/photo-29.html
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια: αιτίες
κύκλοι βήματος
τζόγος κανονική σύζευξη γραναζιών
μη κανονική σύζευξη γραναζιών
σπασμωδική κίνηση
Αιτίες . . .
• ασθενής φόρτιση• ανεπαρκής ηλεκτρική τροφοδοσία του κινητήρα• εκκεντρότητα γραναζιών
Αιτίες . . .
• ασθενής φόρτιση• ανεπαρκής ηλεκτρική τροφοδοσία του κινητήρα• εκκεντρότητα γραναζιών
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια: μηχανισμός βλάβης
Συνεργαζόμενο γρανάζι
ανεπαρκής τζόγος λόγω εκκεντρότητας ανεπαρκής τζόγος
λόγω εκκεντρότητας
Fp
FG
έμπρός – πίσω κίνησηΠινιόν γρανάζι
Fp
FG
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια: μηχανισμός βλάβης
Α Β ΑΒ
Έκκεντρα γρανάζια ⇒⇒⇒⇒ γωνιακά μεταβαλόμενος τζόγοςΈκκεντρα γρανάζια ⇒⇒⇒⇒ γωνιακά μεταβαλόμενος τζόγος
γωνιακά μεταβαλόμενες δυνάμεις Fp & F Gγωνιακά μεταβαλόμενες δυνάμεις Fp & F G
προβλήματα στη μεταφορά κίνησης/ισχύοςπροβλήματα στη μεταφορά κίνησης/ισχύος
ΔjAΔjB
ΔjB >ΔjA
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
1/fp 1/fp
sec
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια: ανάλυση απόκρισης
1/f0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
sec
0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.07 0.075 0.08
1/fmesh
1/2fmesh
sec
1/fn
Δφ ~ 180οΔφ ~ 180ο
άνισες επιφάνειες εμπλοκής ήπροβλήματα μεταφοράς ισχύοςάνισες επιφάνειες εμπλοκής ήπροβλήματα μεταφοράς ισχύος
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια : ανάλυση απόκρισης
0.306 0.308 0.31 0.312 0.314 0.316 0.318 0.32 0.322
διαμόρφωση φάσης για τη 2η αρμονική της fmesh
ʄʄ
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000
0.5
1
1.5
2x 10
6
fp
fG fn
+fp-fp
fmesh
2fmesh
+fp +fp-fp -fp
Hz
3. Ακατάλληλος τζόγος & ταλαντούμενα γρανάζια: αποτύπωμα φθοράς
Κανονικό ή επιθυμειτό αποτύπωμα
Ορθός τζόγος
πινιόνπινιόνσυνεργαζόμενο
γρανάζι
συνεργαζόμενο γρανάζι
Ορθός τζόγοςΑπευθυγραμμισμένα γρανάζια
Ορθά ευθυγραμμισμένα γρανάζιαΜείωση τζόγου
Ορθά ευθυγραμμισμένα γρανάζιαΑύξηση τζόγου
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια
Ansys Workbench FEA of misaligned gears in impacthttps://www.youtube.com/watch?v=liyew0tBvrU
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: αιτίες
Αιτίες . . .•Κακή συντήρηση
•Χαλαρή στήριξη στον άξονα
•Υποχώρηση ρουλεμάν
•Λοιποί παράγοντες
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: αποτύπωμα φθοράς
αποτύπωμα απευθυγραμμίας(Α) ορθή ευθυγράμμιση και (Β) απευθυγραμμία(Α) ορθή ευθυγράμμιση και (Β) απευθυγραμμία
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: μηχανισμός βλάβης
ισχυρές καμπτικές δυνάμεις που ‘φρενάρουν’ την κίνηση των γραναζιών
ισχυρές καμπτικές δυνάμεις που ‘φρενάρουν’ την κίνηση των γραναζιών
Το εμπλεκόμενο δόντι του πινιόν για να
υπερβεί την αντίσταση στη φορτισμένη
περιοχή λόγω απευθυγραμμίας ...
ζώνη
φόρτισης
1
2
α
β
F1
πινιόν
συνεργαζόμενο γρανάζι
1
2
α
β
F2
πινιόν
συνεργαζόμενο γρανάζι
περιοχή λόγω απευθυγραμμίας ...
‘ωθεί’ και . . .‘ωθεί’ και . . . . . . ξανά ‘ωθεί’. . . ξανά ‘ωθεί’
παράγοντας ταλαντώ-σεις αρμονικές της θε-μελιώδους εμπλοκής
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: μηχανισμός βλάβης
1
2
α
β
πινιόν
συνεργαζόμενο γρανάζι
3
γ
1α
συνεργαζόμενο γρανάζι
Κάθε επόμενο οδόντα, οι δυνάμεις μεταβάλλονται (αυξάνονται –μειώνονται)
Κάθε επόμενο οδόντα, οι δυνάμεις μεταβάλλονται (αυξάνονται –μειώνονται)
1
2β
πινιόν
3
γ
1
2
α
β
πινιόν
συνεργαζόμενο γρανάζι
3γπαράγονται ταλαντώσεις
διαφορετικού πλάτους για κάθε ζευγάρι εμπλεκόμενων γραναζιών
(επιπλέον, διφορετικά πλάτη οδόντων)
παράγονται ταλαντώσεις διαφορετικού πλάτους για κάθε
ζευγάρι εμπλεκόμενων γραναζιών(επιπλέον, διφορετικά πλάτη οδόντων)
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: ανάλυση απόκρισης
sec
πλά
τος
1/fmesh 1/3fmesh1/2fmesh
μεταβαλλόμενα πλάτη ταλαντώσεων σε κάθε νέα εμπλοκή των γραναζιώνμεταβαλλόμενα πλάτη ταλαντώσεων σε κάθε νέα εμπλοκή των γραναζιών
0 100 200 300 400 500 600Hz
πλά
τος fmesh 2fmesh
3fmesh
ʄ
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: εξέλιξη φθοράς
fmesh2fmesh
3fmesh4fmesh
5fmesh
πλά
τος
χειροτέρευση βλάβης αύξηση πλάτους ή/και αρμονικών συνιστωσών
Hz
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: παρατήρηση 1
απευθυγραμμία συνδυασμένη με εκκεντρότητα
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην άνω πλευρά
απευθυγραμμία συνδυασμένη με εκκεντρότητα
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην άνω πλευρά
f pfmesh
συχνότητα [Hz]0
f mes
h-
2* f
p
f mes
h-
f p
f mes
h+
2*
f p
f mes
h+
fp
2* f
p
f p
φέρον & διαμορφώνον σήμα σε φάσης
απευθυγραμμία συνδυασμένη με χαλαρότητα γραναζιών
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην κάτω πλευρά
απευθυγραμμία συνδυασμένη με χαλαρότητα γραναζιών
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην κάτω πλευρά
4. Απευθυγραμμισμένα γρανάζια: παρατήρηση 2
fmeshfmesh
συχνότητα [Hz]0
f mes
h-
2* f
p
f mes
h-
f p
f mes
h+
2*
f p
f mes
h+
fp
2* f
p
f p
φέρον & διαμορφώνον σήμα εκτός φάσης
5. Περιφερειακές ανομοιομορφίες γραναζιών
5. Περιφερειακές ανομοιομορφίες γραναζιών
5. Περιφερειακές ανομοιμορφίες γραναζιών: αιτίες
Αιτίες . . .• Σφάλμα κατασκευής
• Μη επαναφορά μορφής γραναζιού στην περιοχή των ακτίνων
κατά την ψύξη μετά από θέρμανση για εγκατάσταση σε άξονα
• Διαστολή μεγαλύτερη στην περιοχή των ακτίνων στην
θερμοκρασία λειτουργίας
• Απροσδιόριστη σκλήρυνση γραναζιού
5. Περιφερειακές ανομοιμορφίες γραναζιών: μηχανισμός βλάβης
12
3
7
8
ανομοιμορφίες στις ακτίνες
ΔΤ = (1 / fshaft) / 8
fshaft
4
56
‘δυσκολίες’ εμπλοκής →→→→ κλιμακωτή αύξηση φορτίου‘δυσκολίες’ εμπλοκής →→→→ κλιμακωτή αύξηση φορτίου
1/fmesh
4
μεταβολή φόρτισηςμεταβολή φόρτισης
5. Περιφερειακές ανομοιμορφίες γραναζιών: ανάλυση απόκρισης
1 / fshaftΔΤ = (1 / fshaft) / 8
sec
1 2 3 4 5 6 7 8
ΔΤ = (1 / fshaft) / 8 1 / fmesh
1 2 3 4 5
sec
μικρό πρόβλημα μεταφοράς κίνησης
5. Περιφερειακές ανομοιμορφίες γραναζιών: ανάλυση απόκρισης
1 / fshaftΔΤ = (1 / fshaft) / 8
sec
1 / fmesh
ʄfo = 1/ΔΤfo = 1/ΔΤ
fmesh
f mes
h-
f o
συχνότητα [Hz]0
f o
f sha
ft
f mes
h-
2fo
f mes
h+
fo
f mes
h+
2f o
διαμόρφωση
κατά πλάτος
5. Περιφερειακές ανομοιμορφίες γραναζιών: αποδιαμόρφωση
ʄ
Ζωνοπερατό φίλτρο
Ζωνοπερατό φίλτρο
ακατέργαστο μετρούμενο σήμα xR(t)
order 1 < order 2 ΔF > ΔF
ΔF2
ΔF1
FL FH~ 1000
Hz
φιλτραρισμένο σήμα xF(t)
Hilbert transform
ʄ
~ 1000
Hz
aποδιαμορφωμένο σήμα (envelope)
order 1 < order 2 ΔF1 > ΔF2
1/ fο f ο
2fο
3fο
4fο
6. Χαραρότητα γραναζιών 6. Χαραρότητα γραναζιών
6. Χαλαρότητα γραναζιών: αιτίες
Αιτίες . . .• Κακή συντήρηση
• Χαλαρή στήριξη στον άξονα
• Χαλαρά έδρανα
6. Χαλαρότητα γραναζιών: μηχανισμός βλάβης
FG
Συνεργαζόμενο γρανάζι
Fp
FG
Fp
ταλάντωση →→→→ 2 ÷ 4 επαφέςταλάντωση →→→→ 2 ÷ 4 επαφέςΠινιόν γρανάζι
σε κάθε κύκλο διεγείρονται 2 ÷ 4 αρμονικές της συχνότητας εμπλοκήςοι επαφές των μεταλλικών επαφών διεγείρουν ιδιοσυχνότητες
αύξηση επιπέδου θορύβου
6. Χαλαρότητα γραναζιών: ανάλυση απόκρισης
κύκλος
εμπλοκής
msec
κάθε κύκλος εμπλοκής γραναζιών διαφορετικός των άλλων
διαφορετικό πλήθος, φάση και πλάτος αρμονικών (κορυφών) σε κάθε κύκλο
πρόβλημα μετάδοσης κίνησης, διακυμάνσεις περί τους κύκλους βήματος, ανομοιόμορφα πλάτη οδόντων
6. Χαλαρότητα γραναζιών: ανάλυση απόκρισης
απευθυγραμμία συνδυασμένη με χαλαρότητα γραναζιών
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην κάτω πλευρά
απευθυγραμμία συνδυασμένη με χαλαρότητα γραναζιών
μεγαλύτερα πλάτη πλευρικών αιχμών στην κάτω πλευρά
fmeshfmesh
συχνότητα [Hz]0
f mes
h-
2* f
p
f mes
h-
f p
f mes
h+
2*
f p
f mes
h+
fp
2* f
p
f p
φέρον & διαμορφώνον σήμα εκτός φάσης
7. Φθαρμένα γρανάζια7. Φθαρμένα γρανάζια
απολέπιση επιφάνειας
Αναφορές
Tooth Flank Fracture – Basic Principles and Calculation Model for a Sub-Surface-Initiated Fatigue Failure Mode of Case-Hardened Gearshttp://www.geartechnology.com/articles/0815/Tooth_Flank_Fracture_-_Basic_Principles_and_Calculation_Model_for_a_Sub-Surface-Initiated_Fatigue_Failure_Mode_of_Case-Hardened_Gears
Best Practices for Analyzing Gear Failureshttp://65.38.6.88/Read/28978/analyzing-gear-failures
http://www.liquid-dynamics.com/animations/applications/150_6Combined%20-backlash-&no-backlash.html
How to Analyze Gear Failures http://www.machinerylubrication.com/Read/150/gear-failures
Gear Cutting Basics and Cutting Pinion Gears on a Horizontal Mill https://www.youtube.com/watch?v=9Dl5J9b8GBw
Gears & Gear Manufacturinghttps://www.youtube.com/watch?v=8s4zm_ajxAA
Gear Design | Spur Gearshttps://www.youtube.com/watch?v=8bml2pK6Ra0
Αναφορές
Axle Gear Swap - dial Indicator Measure Backlashhttp://www.fourwheeler.com/how-to/transmission-drivetrain/129-0604-axle-gear-swaps/photo-29.html
2 backlash simulation http://www.slideshare.net/solohermelin/2-backlash-simulation
Ευχαριστώ για την προσοχή σας!
Εργαστήριο Δυναμικής & Κατασκευών
Δρ. Αντωνιάδης Ι. . . . . [email protected]Δρ. Γιακόπουλος Χ. . . . [email protected]