docUszkodzenia zębów kół zębatych • zuŜycie cierne powierzchni
download 
Reklamacja Transkrypt
Uszkodzenia zębów kół zębatych • zuŜycie cierne powierzchni
PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny W 8. DIAGNOZOWANIE PRZEKŁADNI ZĘBATYCH PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny Uszkodzenia zębów kół zębatych • zuŜycie cierne powierzchni • zmęczenie powierzchni (pitting) • płynięcie plastyczne • łuszczenie się powierzchni • pęknięcie • wyłamanie ZUśYCIE Opis: ubytki metalu na powierzchni zębów w miejscu ich wzajemnego kontaktu • normalne zuŜycie powolna utrat materiału (metalu) z powierzchni kontaktowej tempo ubytku - zgodnie z zakładanym czasem „Ŝycia” przekładni” • nadmierne zuŜycie ( ścierne) natychmiast wyłączyć !!! Podstawowymi elementami wpływającymi na trwałość przekładni są: • wały • łoŜyska toczne • koła zębate (zazębienie) ich stan podlega diagnozowaniu. Sposoby diagnozowania • badania wizualne ( bezpośrednie endoskopowe) • metody wibroakustyczne 9 pomiary i analiza drgań) • badanie produktów zuŜycia w oleju PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny Zmęczenie powierzchni ( pitting) Opis:, powstawanie ubytków materiału w postaci początkowo w postaci dziurek aŜ do Ŝerów • Initial pitting moŜe pojawić się w w początkowej fazie pracy nie jest groźny dopóki się nie rozwija dalej (czasem moŜe być znaczący zaraz od samego początku) • destructive pitting zaczyna się rozwijać poniŜej linii ( średnicy) prowadzi do zmiany zarysu zęba, powoduje zainicjowanie pęknięć i łuszczenia i wyruszeń Przyczyna • jest wynikiem powtarzających cyklicznych się napręŜeń podpowierzchniowych powyŜej granicy wytrzymałości zmęczeniowej Jak zaradzać zapobiegać • Szlifowanie polerowanie uszkodzeń opóźnia destrukcję • niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny Przyczyna • przeciąŜenie zanieczyszczenie oleju brak obróbki wykańczającej powierzchni zębów • nieodpowiedni sposób, zły reŜim smarowania Jak zaradzać zapobiegać • obróbka wykańczająca zębów na etapie produkcji • nie przeciąŜanie przekładni ( uwzgl.zalecenia producenta) • usuwanie drobin (powytwórczych, produktów zuŜycia i zanieczyszczeń) mogących cyrkulować w oleju pomiędzy zębami (w trakcie docierania nowej przekładni - dogładzania i polerowania eksploatacyjnego powierzchni zębów) • zalecana wymiana oleju; • przepłukiwanie przekładni • stosowanie filtrów olejowych ZuŜycie ścierne wywołane przez zanieczyszczenia, produkty zuŜycia z zębów łoŜysk PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny Płynięcie plastyczne PrzeciąŜenie Opis: deformacja powierzchni będąca efektem płynięcia materiału pod wpływem duŜego obciąŜenia • efekt podobny jak przy walcowaniu, kuleczkowani (śrutowaniu) (rolling, peening) • pojawiają się pofalowania i wgniotły na powierzchni na skutek przeciąŜeń i współpracy zębów o charakterze udarowym • pojawienie się charakterystycznych „płetw” na krawędziach i końcach zębów) Opis: materiał wygląda jakby był usuwany progresywnie warstwami lub w postaci płatków Przyczyna • Zbyt duŜe obciąŜenie , w szczególności obciąŜenia o charakterze udarowym • Zbyt miękki materiał kół zębatych Jak zaradzać zapobiegać • Sprawdzić zalecenia wytwórcy dot. Zalecanych obciąŜeń i prędkości obrotowych • niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych wolnych od substancji powodujących korozję Jak zaradzać zapobiegać • redukowanie luzów międzyzębnych • niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych Przyczyna • Zbyt duŜe obciąŜenie (za duŜy moment obrotowy) , • Stosowanie za niskich prędkości obrotowych i duŜych PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny Zacieranie powierzchni ( scoring, scuffing, seizing, galling) Łuszczenie się powierzchni Opis: Odrywanie się relatywnie duŜych kawałków ( powierzchni zęba , typowe w przypadku kół hartowanych Przyczyna • Zbyt ostre przejście pomiędzy warstwą utwardzoną a miękką warstwa pod spodem. • Lokalny defekt metalurgiczny. • Jest zazwyczaj następstwem pittingu Jak zaradzać zapobiegać • stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych moŜe opóźnić rozwój uszkodzeń • Skonsultować przypadki z wytwórcą kół • Badania struktury warstwy wierzchniej materiału Opis: ostre usuwanie metalu z powierzchni zębów wywalane bezpośrednim kontaktem metal-metal –powierzchni współpracyjacych zębów • Powstawanie zadziorów w kierunku ześlizgiwania się powierzchni kół • Rodzaje: • Zacieranie ślizgowe • Ostre zacieranie Przyczyna •Nie współosiowość kół zębatych •Źle dobrany olej •Praca na sucho bez oleju Jak zaradzać zapobiegać • Sprawdzić osiowość kół zębatych • Sprawdzić poziom • Sprawdzić gatunek oleju 1 PRZEKŁADNIE ZĘBATE – uszkodzenia kół zębatych i ich przyczyny PRZEKŁADNIE ZĘBATE – defekty i uszkodzenia przekładni –jako agregatu Rodzaj niesprawności Pęknięcie - wyłamanie Opis: Defekt wywoływany przez propagację mikroskopijnych wad (skaz) w głąb materiału pod wpływem obciąŜeń cyklicznych. Częściej występuje w kołach hartownych Przyczyna • Jest efektem niewłaściwego procesu wytwarzania np. szlifowania , obróbki cieplnej • Zazwyczaj prowadzi do wyłamania zęba Jak zaradzać zapobiegać • w przypadku przekładni odpowiedzialnych wysokoobrotowych pracujących w wysokich temperaurach - sprawdzić rozmiar metodami penetracyjnymi lub magnetycznymi • Skonsultować przypadki z wytwórcą kół Rodzaje pęknięć • interferencyjne nachodzenie zębów • pęknięcia pohartownicze • pęknięcia obróbcze – szlifowanie • pęknięcia zmęczeniowe Bezpośrednie przyczyny wyłamania • przeciąŜenie • zmęczenie PRZEKŁADNIE ZĘBATE – metody diagnozowania W diagnozowaniu przekładni zębatych wykorzystuje się metody: Wizualne – endoskopy ( wymagane zatrzymanie) drganiową – na podstawie pomiarów i analizy drgań mechanicznych generowanych podczas pracy przekładni; (metoda podstawowa wykorzystująca dynamiczny proces resztkowy) ferrograficzną - wykorzystującą obserwację procesu powstawania produktów zuŜycia przekładni zębatej - rozmiary, kształt; (metoda uzupełniająca bazująca na semistatycznym procesie resztkowym). PRZEKŁADNIE ZĘBATE – diagnozowania na podstawie pomiarów drgań Opis Przyczyna Mimośrodowość Nie pokrywają się środki geometryczne kół zębatych i wałów, błędy okrągłość kół zębatych Błędy wytwarzania Luzy między kołami lub w łoŜyskowaniu wału Nadmierne reakcje pomiędzy kołami a wałem lub łoŜyskami a wałem. Błąd wytwarzania Niewspółosiowość Osie pary współpracujących kół nie są równoległe ( w przekładniach walcowych) lub prostopadłe (w przekładniach kątowych) Błąd wytwarzania lub montaŜu Nadmierne luzy międzyzębne Zbyt duŜa odległość pomiędzy niepracującymi powierzchniami bocznymi dwóch kół zębatych Błąd wytwarzania lub montaŜu Ślady obróbki Profil zębów w kształcie przypominającym przerywana linia okalająca ewolwentę Sposób wytwarzania kół zębatych PRZEKŁADNIE ZĘBATE – diagnozowania na podstawie pomiarów drgań OCENA STANU PRZEKŁADNI NA PODSTAWIE POMIARÓW DRGAŃ Pomiar wartości skutecznej prędkości i przyspieszeń w kilku pasmach: Wały Prawidłowość pracy wałów (głównie szybkoobrotowego): pomiar wartości skutecznej prędkości drgań obudowy w paśmie 10 – 100Hz 1); Niemniej pasmo powinno zawierać kilka pierwszych np. do 5 obrotowej; wynikiem pomiaru jest średnia średniokwadratowa z kilku punktów pomiarowych) Źródła drgań w przekładniach • Wały niewywaŜenie, luzy, nieosiowość • Koła zębate - okresowo zmienna liczba zębów w przyporze powoduje powstawanie drgań parametrycznych (z modulacjami) • ŁoŜyska zuŜycie uszkodzenia • Przepływy medium smarującego (niewielki udział) Zazębienie ocena stanu zazębienia - pomiar wartości skutecznej prędkości i przyspieszeń drgań obudowy w paśmie 1001)-3500 Hz (pasmo powinno obejmować składowe od częstotliwości zazębienia do piątej nadharmonicznej częstotliwości zazębienia. Jako wynik pomiaru przyjmuje się średnią średniokwadratową uzyskaną z pomiarów w kilku pkt. pom. (min. pięciu) Od czego zaleŜą drgania przekładni Postać i intensywność drgań zaleŜy głównie od: • konstrukcji przekładni • błędów (defektów) wykonawczych • błędów montaŜowych • uszkodzeń eksploatacyjnych, • parametrów eksploatacyjnych - obciąŜenia • smarowania ŁoŜyska pomiar wartości skutecznej przyspieszeń drgań w paśmie 3.5 – 10 kHz ( w danym węźle łoŜyskowym) PRZEKŁADNIE ZĘBATE – diagnozowania na podstawie analiz drgań 1) UWAGA ! Pasmo częstotliwość 100 Hz jest wartością jedynie orientacyjną, dokładny podział pasm odpowiednio dla diagnozowania stanu dla wałów i zazębienia powinien wynikać z określenia faktycznej częstotliwości piątej nadharmonicznej częstotliwości obrotowej PRZEKŁADNIE ZĘBATE – metoda ferrograficzna W badaniach ferrograficznych stosuje się poniŜsze metody. Ferrografię analityczną polegającą na : • wyodrębnieniu produktów zuŜycia elementów maszyny z oleju, • rozłoŜeniu ich w zaleŜności od wielkości (pod wpływem silnego pola magnetycznego) na przezroczystym podkładzie, • obserwacji pod mikroskopem optycznym lub elektronowym, • ocenie na podstawie katalogu form zuŜycia (sporządzonego dla danego typu urządzenia). Struktura drgań przekładni Dla przekładni jednostopniowej o zębach prostych i liczbie zębów kół z1 i z2, widmo drgań powinno zawierać składowe związane z: • niewywaŜeniem wału wolnoobrotowego - fo1 • niewywaŜeniem wału szybkoobrotowego - fo2 • nieosiowością lub mimośrodowością wałów i kół (kilka nadharmonicznych n fo1 oraz nfo2 , gdzie n= 1,2,3...) • zazębieniem fz = z1 fo1 = z1 fo1 ( aŜ do piątej nadharmonicznej ) wraz z bocznymi wstęgami modulacyjnymi . Metody uproszczone polegające na ocenie zagęszczenia produktów zuŜycia. Ocena na podstawie wartości liczbowych. Pobieranie próbek oleju (min. 15 ml) powinno odbywać się : • z jednego miejsca w układzie • przy porównywalnych parametrach pracy • z częstotliwością : • podczas rozruchu nowej przekładni - co kilka godzin • po ustabilizowaniu się procesu zuŜywania np. co 100 – 500 h dla przekładni cięŜkich 2
