گیربکس کاهند
گیربکس حلزونی دست دوم

ملاحظات گیربکس سوپاپ

طراحی گیربکس صنعتی

گیربکس حلزونی دست دوم در این زمان به خاطر افزایش قیمت ها شما میتوانید این محصول را با تماس با ما خریداری نمایید طرح‌های گیربکس به عنوان طرح‌های مخروطی که در آن چرخ‌دنده‌ها عمود بر یکدیگر هستند، یا طرح‌های حلزونی، که در آن دو چرخ دنده به موازات یکدیگر می‌چرخند، طبقه‌بندی می‌شوند. چرخ دنده های مخروطی برای دریچه های روشن و خاموش مانند شیرهای دروازه و گلوب و چرخ دنده های خار برای دریچه های یک چهارم چرخشی مانند شیرهای توپ استفاده می شود. یک نوع گیربکس خار توسط یک سازنده گیربکس طراحی شده است که در آن 6 تا 18 دنده به طور همزمان به جای یک تا سه دنده درگیر است که می تواند بازده را تا 75 درصد افزایش دهد و از استفاده از محرک ها جلوگیری کند.

جنس بدنه گیربکس می تواند یا چدن رنگ شده باشد. بهتر است شفت حداقل استیل و پایه های استاپ را چدن انتخاب کنید. پین‌های استاپ که پیچ‌های تنظیمی نیز نامیده می‌شوند، با درپوش پوشانده شده‌اند و به‌عنوان پایه‌ای برای حرکات یک چهارم چرخشی ساقه و توپ عمل می‌کنند. پیچ های گیربکس حلزونی دست دوم معادل استیل هستند . گیربکس حلزونی برخلاف چدن، مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارد، شکننده نیست و در معرض ترک خوردن در اثر افتادن اجسام قرار نمی گیرد. سطوح چدنی گرد هستند و چسبندگی رنگ را روی سطح فلزی دشوار می کند. شکل 19.1 یک جعبه دنده خورده در چدن را نشان می دهد.

شکل 19.1

گیربکس صنعتی در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد در معرض خوردگی ناشی از تنش خارجی قرار نمی گیرد، زیرا فشاری را در خود ندارد یا حتی آن را حفظ می کند و با سیال در تماس نیست. قسمت داخلی گیربکس معمولاً فولادی است که باید با پر کردن گریس برای جلوگیری از هرگونه رطوبت یا هوا در داخل و همچنین روانکاری داخلی محافظت شود و همچنین با آب بندی سه گانه گیربکس محافظت شود. هر گونه رطوبت یا هوای وارد شده به گیربکس به راحتی باعث خوردگی قطعات داخلی می شود.

شکل 19.2
شکل 19.3

شکل 19.4 یک شیر توپی دوبلکس 22Cr با گیربکس فولاد ضد زنگ 316 است.

شکل 19.4

گیربکس ها باید در برابر رطوبت خارجی و گرد و غبار محافظتی داشته باشند که از طریق یک کد IP (علامت گذاری بین المللی حفاظتی) یا آنچه که گاهی اوقات به آن علامت گذاری حفاظت از نفوذ می گویند، تعریف می شود. کدهای IP شامل دو رقم هستند. یکی برای محافظت از ذرات جامد و دیگری برای محافظت از نفوذ مایع است. رقم اول سطح حفاظت را عمدتاً در برابر نفوذ اجسام جامد خارجی نشان می دهد، همانطور که در جدول 19.1 تعریف شده است .

جدول 19.1 . اولین رقم حفاظت داخلی در برابر ذرات جامد.

اندازه سطحموثر در برابرشرح
0بدون محافظت در برابر تماس و ورود اشیا
1>  50  میلی مترهر سطح بزرگی از بدن، مانند پشت دست، اما بدون محافظت در برابر تماس عمدی با قسمتی از بدن
2>  12.5  میلی مترانگشتان یا اشیاء مشابه
3>  2.5  میلی مترابزار، سیم های ضخیم و غیره.
4>  1  میلی متراکثر سیم ها، پیچ های باریک، مورچه های بزرگ و غیره.
5 محافظت از گرد و غباراز ورود گرد و غبار به طور کامل جلوگیری نمی شود، اما نباید به مقدار کافی وارد شود تا در عملکرد رضایت بخش تجهیزات اختلال ایجاد کند.
6ضد گرد و غبارعدم ورود گرد و غبار؛ محافظت کامل در برابر تماس (ضد گرد و غبار). خلاء باید اعمال شود. مدت زمان تست تا 8  ساعت بر اساس جریان هوا

رقم دوم نشان دهنده سطح حفاظت عمدتاً در برابر نفوذ آب و رطوبت است، همانطور که در جدول 19.2 تعریف شده است .

جدول 19.2 . رقم دوم حفاظت داخلی در برابر رطوبت و آب

مرحلهمحافظت در برابرموثر در برابرجزئیات
0هیچ یک
1چکیدن آبچکاندن آب (قطره هایی که به صورت عمودی می ریزند) وقتی در حالت عمودی روی میز گردان نصب می شود و با سرعت 1 دور در دقیقه می چرخد ​​نباید اثر مضری روی نمونه داشته باشد.مدت زمان آزمایش: 10  دقیقه
آب معادل 1 میلی متر بارندگی در دقیقه
2چکاندن آب هنگام کج شدن در 15 درجههنگامی که محفظه با زاویه 15 درجه نسبت به موقعیت عادی خود کج می شود، چکه های عمودی آب نباید اثر مضری داشته باشد. در مجموع چهار موقعیت در دو محور آزمایش می شودمدت زمان آزمایش: 2.5  دقیقه برای هر جهت شیب (در  کل 10 دقیقه)
آب معادل 3 میلی متر بارندگی در دقیقه
3پاشیدن آبریزش آب به صورت اسپری در هر زاویه تا 60 درجه از عمودی نباید اثر مضری داشته باشد، با استفاده از موارد زیر: (الف) فیکسچر نوسانی، یا (ب) نازل اسپری با سپر متعادل
تست (الف) به مدت 5  دقیقه انجام می شود، سپس تکرار می شود. نمونه برای دومین آزمایش 5 دقیقه ای 90 درجه به صورت افقی چرخید. آزمایش (ب) (با سپر در محل)  حداقل به مدت 5 دقیقه انجام می شود
برای نازل اسپری:
مدت زمان آزمایش: 1  دقیقه در هر متر مربع برای حداقل 5  دقیقه
حجم آب: 10  لیتر در دقیقه
فشار: 50-150  کیلو پاسکال
برای لوله نوسانی:
مدت زمان آزمایش: 10  دقیقه
حجم آب: 0.07  لیتر در دقیقه در هر سوراخ
4پاشیدن آبپاشیدن آب در برابر محفظه از هر جهت نباید اثر مضری داشته باشد، با استفاده از موارد زیر: (الف) تسلیحات نوسانی، یا (ب) نازل اسپری بدون محافظ
آزمایش (الف) به مدت 10  دقیقه انجام شود. آزمون (ب) (بدون سپر)  حداقل به مدت 5 دقیقه انجام می شود
لوله نوسانی:
مدت زمان آزمایش: 10  دقیقه یا نازل اسپری (همانند نازل اسپری IPX3 با محافظ حذف شده)
5قدرت آبآب  پرتاب شده توسط نازل (6.3 میلی متر) در برابر محفظه از هر جهت نباید هیچ گونه اثرات مضری داشته باشدمدت زمان آزمایش: 1  دقیقه در هر متر مربع برای حداقل 3  دقیقه
حجم آب: 12.5  لیتر در دقیقه
فشار: 30  کیلو پاسکال در فاصله 3  متری
6فشار آبی قدرتمندآب  پرتاب شده در کارواش قدرتمند ( نازل 12.5 میلی متری) در برابر محفظه از هر جهت نباید هیچ اثر مضری داشته باشد.مدت زمان آزمایش: 1  دقیقه در هر متر مربع برای حداقل 3  دقیقه
حجم آب: 100  لیتر در دقیقه
فشار: 100  کیلو پاسکال در فاصله 3  متری
6  Kفشار آبی قدرتمند با افزایش فشارآب  پرتاب شده در جت های قدرتمند ( نازل 6.3 میلی متر) در برابر محفظه از هر جهت، تحت فشار بالا، نباید اثرات مضری داشته باشد. در DIN 40050 یافت شد و نه IEC 60529مدت زمان آزمایش: حداقل 3  دقیقه [نیازمند منبع]
حجم آب: 75  لیتر در دقیقه
فشار: 1000  کیلو پاسکال در فاصله 3  متری
7داخل آب، تا  عمق 1 مترهنگامی که محفظه در شرایط فشار و زمان معین (حداکثر 1  متر داخل آب) در آب غوطه ور شود، ورود آب به مقدار مضر امکان پذیر نیست.مدت زمان آزمایش: 30  دقیقه—رجوع کنید به IEC 60529، جدول 8.
تست شده با پایین ترین نقطه محفظه 1000  میلی متر زیر سطح آب، یا بالاترین نقطه 150  میلی متر زیر سطح، هر کدام که عمیق تر باشد.
8داخل آب، 1  متر یا بیشتر عمقاین تجهیزات برای داخل آب مداوم در آب در شرایطی که باید توسط سازنده مشخص شود مناسب است. با این حال، با انواع خاصی از تجهیزات، این می تواند به این معنی باشد که آب می تواند وارد شود اما فقط به گونه ای که هیچ اثر مضری نداشته باشد. انتظار می‌رود عمق و/یا مدت آزمایش بیشتر از الزامات IPx7 باشد و سایر اثرات محیطی مانند چرخه دما قبل از داخل آب ممکن است اضافه شود.مدت زمان آزمایش: توافق با سازنده
عمق مشخص شده توسط سازنده، به طور کلی تا 3  متر
9  Kفشار آبی قدرتمند با دمای بالامحافظت شده در برابر ریزش
های اسپری در فاصله نزدیک، فشار بالا و دمای بالا، نمونه های کوچکتر از 4 زاویه خاص به آرامی روی صفحه گردان می چرخند. نمونه بزرگتر نصب شده نشسته، هیچ پشتک مورد نیاز، و بادست باز به مدت حداقل 3 مورد آزمایش قرار  دقیقه در فاصله 0.15-0.2  متر
شرایط خاصی برای نازل مورد استفاده برای تست وجود دارد
این آزمایش به عنوان IPx9 در کمیسیون مستقل انتخابات 60،529 شناسایی
مدت زمان آزمایش: 30  ثانیه در هر یک از 4 زاویه (  مجموع 2 دقیقه)
حجم آب: 14-16  لیتر در دقیقه
فشار: 8-10  مگاپاسکال (80-100  بار) در فاصله 0.10-0.15  متر
دمای آب: 80 درجه سانتی گراد

IP67 سطح نسبتاً بالایی از حفاظت برای گیربکس صنعتی دست دوم است. با این حال، حتی با وجود این سطح حفاظتی بالا و آب بندی مناسب، همچنان ممکن است خوردگی داخلی رخ دهد. این یکی از دلایلی است که باید داخل گیربکس را روغن کاری کرد.

لازم نیست داخل آن را کاملاً چرب کنید. حتی پر کردن گیربکس با 75 درصد گریس عملکرد مناسبی را ارائه می دهد. همانطور که در شکل 19.2 نشان داده شده است، عملاً وجود 100% گریس در جعبه دنده به دلیل وجود حفره های هوا امکان پذیر نیست . با این حال، اگر کاربر نهایی بخواهد گیربکس را با گریس در کارخانه تامین کننده شیر یا حیاط ساخت و ساز پر کند، این کار از طریق از بین بردن فیتینگ گریس نیپل و تزریق گریس از طریق اتصال اتصالات امکان پذیر است.

یکی از مشکلات گیربکس کاملا پر شده، انفجار بالقوه شدیدتر گیربکس در صورت آتش سوزی است. طبق API 6FA، استاندارد تست آتش سوزی شیر، در صورت آتش سوزی، شیر باید از موقعیت بسته به باز کار کند. پر کردن 100% گریس احتمال آسیب گیربکس و مشکلات باز و بسته شدن شیر در هنگام آتش سوزی را افزایش می دهد.

یکی از راه های اطمینان از پر شدن گیربکس حلزونی دست دوم با گریس این است که یک شیر چک کوچک روی گیربکس نصب کنید تا ببینید چه زمانی مایع از گیربکس خارج می شود. گریس از گریس نیپل روی گیربکس تزریق می شود و از شیر چک کنترل می شود ( شکل 19.5 ).

شکل 19.5

همانطور که در شکل 19.6 نشان داده شده است ، به عنوان وسیله ای برای حفظ، نوک تزریق گریس باید با درپوش پلاستیکی قرمز (خاکستری در نسخه چاپی) پوشانده شود .

شکل 19.6

شکل 19.7 محفظه جعبه دنده ای را نشان می دهد که برای بررسی میزان چربی داخل آن باز می شود. همانطور که در تصویر نشان داده شده است، گیربکس کاملاً با گریس پر نشده است.

شکل 19.7

انجیر. 19.8 و 19.9 دو نوع گیربکس کتابی دست دوم را نشان می دهد. گیربکس اول ( شکل 19.8 ) یک گیربکس خاردار برای دریچه های روشن و خاموش، مانند انواع دروازه و گلوب است و دومی ( شکل 19.9 ) یک گیربکس مخروطی است. چرخدنده‌های خار آنهایی هستند که در آن محورهای دو محور تلاقی می‌کنند و وجه‌های دندانه‌دار چرخ‌دنده‌ها به شکل مخروطی هستند. چرخ دنده های خار بر روی شفت ها با چرخش 90 درجه مانند شیرهای توپی و پروانه ای نصب می شوند ( شکل 19.10 ).

شکل 19.8
شکل 19.9

خواندن پلام گیربکس حلزونی دست دوم

اطلاعاتی مانند گشتاور خروجی، شماره مدل، پیچ های باز/بسته، و سال ساخت بر روی پلاک گیربکس مانند شکل 19.11 آورده شده است . مدل M15، روی پلاک گیربکس در شکل 19.11 ، نسبت دنده نیست. در عوض، نسبت دنده برای M15 68 است، به این معنی که تعداد دندانه های دنده بزرگتر 68 برابر بیشتر از دندانه های کوچکتر است. افزایش عدد M (مثلا مدل M16) باعث افزایش اندازه، حداکثر قطر شفت متصل، فلنج نصب سوپاپ و حداکثر گشتاور ورودی و خروجی می شود.

شکل 19.11

آب بندی گیربکس مهم است. در لاستیک نیتریل دو آب بندی وجود دارد که برای آب بندی دو ناحیه گیربکس استفاده می شود. یکی بین محفظه و نشانگر و دیگری بین محفظه و شفت دور ساقه قرار دارد ( شکل 19.12 ) تا از نفوذ ذرات، رطوبت، کثیفی و اجسام به داخل جعبه دنده جلوگیری شود و سطح حفاظت IP68 ارائه شود. همانطور که قبلا ذکر شد، عدد اول نشان دهنده سطح اثبات ذرات و شی است. 6 یعنی ضد گرد و غبار است. عدد دوم نشان دهنده سطح ضد آب است. 6 به معنای پاشیدن آب، 7 به معنای غوطه ور شدن برای مدت کوتاه و 8 به معنای غوطه ور شدن به مدت 30  دقیقه است.

شکل 19.12

صفحات ورق سیلیکونی یا لوکتیت در پایین جعبه دنده در ارتباط با فلنج بالایی یا براکت نصب برای آب بندی ناحیه ای که ساقه وارد گیربکس می شود استفاده می شود ( شکل های 19.13 و 19.14 ). سومین آب بندی بین قسمت بیرونی شفت و محفظه است، همانطور که در شکل 19.15 نشان داده شده است . آب بندی گیربکس و فلنج بالایی را می توان از طریق O-ring یا واشر انجام داد.

شکل 19.13
شکل 19.14
شکل 19.15

دو پین روی گیربکس وجود دارد که حرکت 90 درجه میل را متوقف می کند. پین های توقف در شکل 19.16 نشان داده شده است .

شکل 19.16

چرخ دستی بر روی شفت گیربکس کتابی دست دوم نصب شده است که نیرو را به ساقه انتقال می دهد. دوک محور را به چرخ دستی متصل می کند که به طور جداگانه به عنوان یک آیتم شل عرضه می شود. فاصله از سوراخ دوک تا انتهای شفت مهم است. شکل 19.17 سوراخ روی چرخ دستی را برای دوک نشان می دهد که چرخ دستی را به ساقه متصل می کند ( شکل های 19.18-19.20 ).

شکل 19.17
شکل 19.18
شکل 19.19
شکل 19.20

همانطور که در شکل 19.21 نشان داده شده است، گیربکس در بالای براکت نصب یا فلنج نصب شده است .

شکل 19.21

مشاهده فصلخرید کتاب

مقدمه ای بر درایوهای گیربکس حلزونی دست دوم

 گیربکس

گیربکس کتابی دست دوم یا معمولاً کاهنده دنده یا کاهنده سرعت محصور نیز نامیده می شوند، در بسیاری از سیستم های محرک الکترومکانیکی همانطور که در عکس های شکل 11.14 نشان داده شده است استفاده می شود . گیربکس ها اساسا مجموعه دنده های باز متعددی هستند که در یک محفظه قرار دارند. محفظه یاتاقان‌ها و شفت‌ها را پشتیبانی می‌کند، روان‌کننده‌ها را نگه می‌دارد و از قطعات در برابر شرایط اطراف محافظت می‌کند. شکل 11.14 b گیربکس حلزونی دروازه غلتکی و همچنین چرخ دنده های محرک ماهیچه ای مجاور را نشان می دهد. خشک کن استراحت نیز در بالای گیربکس نشان داده شده است.

شکل 11.14

گیربکس ها در طیف گسترده ای از ظرفیت های بار و نسبت سرعت موجود هستند. هدف گیربکس افزایش یا کاهش سرعت است. در نتیجه، گشتاور خروجی معکوس تابع سرعت خواهد بود. اگر درایو محصور یک کاهنده سرعت باشد (خروجی سرعت کمتر از ورودی سرعت است)، گشتاور خروجی افزایش می یابد. اگر درایو سرعت را افزایش دهد، گشتاور خروجی کاهش می یابد. برای اکثریت قریب به اتفاق درایوهای دروازه، سرعت کاهش می یابد و در نتیجه گشتاور افزایش می یابد. بنابراین، گیربکس ها معمولاً در کاربردهای درایو گیت، کاهنده دنده نامیده می شوند. عوامل انتخاب درایو دنده عبارتند از: جهت محور، نسبت سرعت، نوع طراحی، ماهیت بار، درجه بندی دنده، محیط، موقعیت نصب، محدوده دمای عملیاتی، و روغن کاری. گیربکس های حلزونی و گیربکس های حلزونی از جمله رایج ترین انواع درایوهای الکترومکانیکی هستند ( شکل 11.14 ).

گیربکس نشان داده شده در شکل 11.14 a یک کاهش چهار برابری (چهار مجموعه دنده)، زاویه راست و محرک چرخ دنده مارپیچ است. زاویه مناسب به این معنی است که در این حالت موتور گشتاور را به گیربکس به صورت افقی منتقل می کند و شفت خروجی گیربکس عمودی است. گیربکس در چندین سیستم درایو دروازه میتر رودخانه می سی سی پی Upper USACE همانطور که در شکل 5.48b نشان داده شده است استفاده می شود . گیربکس دارای کاهش کلی 406:1 است. گیربکس همراه با چرخ دنده پینیون و چرخ دنده سکتوری که در بخش 11.3.2 مورد بحث قرار گرفت، کاهش کلی را (با ضرب هر کاهش در یکدیگر) به شرح زیر برای سیستم محرک دروازه میتر فراهم می کند:•

کاهش دنده باز  =  6.85 : 1•

کاهش گیربکس حلزونی دست دوم  

این سیستم بیشتر در بخش 5.4.2 مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است . این طراحی نیروی لازم را برای حرکت دروازه میتر در محدوده کامل حرکت خود با ضریب ایمنی مورد انتظار 5 در برابر بارگذاری معمولی فراهم می کند. کاهش زیاد درایو 2781:1 ظاهراً غیرعادی نیست. از بخش 3.11 به یاد بیاورید که چرخ دنده های دروازه های هلندی در راین کاهش کل درایو 50300:1 را فراهم می کند. یک کوپلینگ چرخ دنده شفت خروجی را به شفت دنده پینیون متصل می کند و گشتاور را منتقل می کند. کاهنده های دنده، گشتاور سیستم محرک را افزایش می دهند. این در مقایسه ابعاد شفت ورودی و خروجی مشهود است. شفت ورودی در این کیس 57  میلی متر و شفت خروجی 222 می باشد میلی متر مسائل تراز و خرابی های مرتبط با کوپلینگ دنده وجود داشته است که در بخش 11.3.14 بیشتر مورد بحث قرار گرفته است . این نمونه ای از مشکلاتی است که در صورت عدم تراز و نصب اولیه با درایوهای الکترومکانیکی به وجود می آید. گیربکس دارای راندمان کلی 94 درصد است و از یک پمپ محور محور برای گردش روغن استفاده می کند. پمپ روغن ابتدا قبل از فعال شدن گیربکس روشن می شود تا روغن کاری مناسبی برای چرخ دنده ها فراهم شود. این برای بسیاری از گیربکس هایی است که برای درایوهای الکترومکانیکی استفاده می شود. روانکاری اسپلش نیز رایج است. توجه داشته باشید که در شکل 11.14 a کلید محدود بادامک از بالای گیربکس خارج شده است. این سوئیچ محدود کنترل موقعیت را برای سیستم درایو فراهم می کند و در بخش 11.3.17 بیشتر مورد بحث قرار می گیرد .

گیربکس‌های پروژه‌های گیت هیدرولیک در معرض چالش‌های منحصربه‌فردی هستند که ناشی از عوامل متعددی است. این شامل افراط‌های محیطی، از جمله دماهای بالا و سرد، استفاده نادر، و خوردگی و تجزیه روان‌کننده‌ها در اثر آب است. در قفل‌های ناوبری، گیربکس‌ها را می‌توان در طول رویدادهای پر آب زیر آب فرو برد. عکس در شکل 11.15 قفل 20 را در رودخانه می سی سی پی نشان می دهد که در طی یک رویداد سیل شامل ماشین آلات محرک و همه جعبه دنده های محرک زیر آب رفته است. شرایط سیل همچنین می تواند زباله های قابل توجهی ایجاد کند که می تواند به ماشین آلات رانندگی آسیب برساند.

شکل 11.15

استفاده از گیربکس روشی مطمئن و اثبات شده برای انتقال نیرو در درایوهای گیت است. مقاومت در برابر خوردگی ، دوام روان کننده، و مناسب خواص روان کنندگی بیش از یک طیف گسترده ای از دمای از اهمیت اول هستند. در ایالات متحده، گیربکس ها مطابق با استانداردهای مربوط به انجمن سازندگان چرخ دنده آمریکا (AGMA) تولید می شوند. استانداردهای قابل اجرا شامل AGMA 2001، AGMA 2003، AGMA 6013، AGMA 6113، و AGMA 9005، Refs. [17،18،20-22]. اکثریت قریب به اتفاق درایوهای گیت از کاهش سرعت استفاده می کنند. یعنی ورودی سرعت بالا و خروجی سرعت پایین و ورودی گشتاور کم و گشتاور خروجی زیاد. سرعت و گشتاور با یکدیگر نسبت معکوس دارند. گیربکس ها باید بر اساس رتبه بندی های منتشر شده سازنده، از جمله فاکتورهای خدمات، برای شرایط عملیاتی مورد نیاز انتخاب شوند. برای درایوهای الکترومکانیکی، گیربکس ها تقریباً همیشه سفارشی ساخته می شوند تا بارهای درایو مورد نیاز و جهت گیری درایو مورد نیاز را برآورده کنند. قطر شفت سفارشی و طول شفت در اکثر سازندگان اصلی گیربکس موجود است. گیربکس ها باید مجهز به یاتاقان های ضد اصطکاک باشندو هر گونه بار اضافه روی شفت گیربکس باید به حداقل برسد یا حذف شود، مگر اینکه فضای موجود به شدت محدود باشد. برخی از عوامل طراحی مورد نیاز معمولی برای گیربکس عبارتند از:•

بهره وری•

فاکتور خدمات•

درجه دوام•

رتبه بندی قدرت•

عامل زندگی•

عامل قابلیت اطمینان•

فاکتور کاربردی•

سرعت و گشتاور ورودی•

سرعت و گشتاور خروجی•

قطر شفت ورودی و خروجی

برای گیربکس ها، استاندارد AASHTO [2] دوباره یکی از ملاحظات طراحی است. AASHTO مستلزم آن است که گیربکس ها بر اساس گشتاور در حالت حد سرویس در ضریب سرویس AGMA 1.0 مشخص شوند و در حالت حد اضافه بار در برابر گشتاور مقاومت کنند بدون اینکه از 75 درصد قدرت تسلیم هر جزء تجاوز کنند. یاتاقان‌های کاهنده محصور باید از نوع عنصر نورد بوده و دارای عمر L-10 40000 ساعت باشند. الزامات کیفیت دنده AGMA کلاس 9 یا بالاتر و عکس العمل مطابق با استانداردهای AGMA است. الزامات USACE [1] مشابه هستند و به عمر L-10 75000 ساعت برای یاتاقان هایی با ضریب سرویس 1.0 توجه می کنند.  

اگرچه ضریب سرویس 1.0 اغلب در دستورالعمل های طراحی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و ذکر می شود، این باید بر اساس شرایط خدمات واقعی تنظیم شود. ضریب سرویس متغیرهایی مانند بار خارجی، قابلیت اطمینان مورد نیاز و عمر کلی گیربکس را ترکیب می کند. فاکتورهای خدمات منتشر شده نیز اغلب حداقل هایی هستند که برای یک برنامه خاص توصیه می شود. برنامه هایی که شامل بارگذاری شدید یا بارگذاری ضربه ای هستند ممکن است به ضریب سرویس بالاتری نیاز داشته باشند.

روغن کاری برای عملکرد صحیح گیربکس بسیار مهم است و این موضوع در بخش 11.6.8 بیشتر مورد بحث قرار گرفته است . یک روان کننده در گیربکس کتابی دست دوم برای کنترل اصطکاک و سایش بین دندانه های دنده و همچنین برای کمک به دفع گرما استفاده می شود. همه گیربکس ها از اصطکاک گرما تولید می کنند و هر چه گیربکس کارایی کمتری داشته باشد گرمای بیشتری تولید می شود. در جایی که دمای محیط کمتر از درجه بندی معمولی روان کننده (نقاط ریزش) است، می توان یک گرمکن واحد با کنترل ترموستاتیک در محفظه گیربکس ارائه داد. با این حال، این بخاری ها باید کمترین توان ممکن را داشته باشند تا روغن بیش از حد گرم نشود و “پخته” نشود. روان کننده های مصنوعیاغلب یک جایگزین قابل قبول روغن هستند زیرا می توانند عملکرد بهتری در دماهای پایین و دماهای بالا ارائه دهند. یک سیستم پمپاژ روغن روانکار جداگانه، که تمام چرخ دنده ها و یاتاقان های بدون روغن را قبل از راه اندازی و در حین کار اسپری می کند، اغلب برای گیربکس هایی استفاده می شود که به ندرت کار می کنند، در شرایط بارگذاری راه اندازی می شوند یا در انبار طولانی قرار می گیرند. تجمع و تراکم آب در داخل گیربکس ها چالش مهمی برای گیربکس ها در بسیاری از کاربردهای گیت درایو از جمله اکثر گیربکس ها در USACE است. این فقط به این دلیل است که این گیربکس ها اغلب بیرون هستند و در معرض آب و هوا هستند. سیل یکی دیگر از نگرانی های مهم در بسیاری از سایت های قفل است. درگاه‌های تخلیه آب، تنفس خشک‌کننده و فیلتراسیون جداکننده آب از جمله روش‌های مختلفی هستند که می‌توان برای کاهش آب استفاده کرد.نفوذ . هواکش یک پلاگین با سوراخی است که در محفظه دنده نصب شده است تا جریان هوا و کاهش فشار داخلی را فراهم کند، همانطور که در بالای گیربکس در شکل 11.14 ب نشان داده شده است . پورت های اتصال برای فیلتر قابل حمل روی گیربکس نیز به فیلتر معمولی روغن و حذف رطوبت کمک می کند. این معمولا در بسیاری از سایت های قفل USACE انجام می شود. یک سیستم فیلتراسیون حلقه کلیه نصب شده دائمی نیز با موفقیت توسط USACE مورد استفاده قرار گرفته است. این سیستم فیلتراسیون مداوم روغن گیربکس را فراهم می کند .

نکته دیگر دمای خود روغن است. همانطور که روغن گیربکس گرم و سرد می شود، منبسط و منقبض می شود و هوای مرطوب بیرونی را از طریق تنفس وارد گیربکس می کند. برای محدود کردن ورود رطوبت، استفاده از هواکش خشک کننده یکبار مصرف با اندازه مناسب ضروری است. یک هواگیر خشک کن باید به درستی طراحی و نصب شود و همچنین در صورت اشباع شدن ماده خشک کن باید تعویض شود. تنفس نشان داده شده در شکل 11.14b یک نوع خشک کن است. قرار گرفتن گیربکس در فضای باز در معرض رطوبت و نور خورشید نیز آب را به داخل روغن کاهنده دنده می کشد. گاهی اوقات از پوشش های محافظ یا سقف های ساخته شده برای محدود کردن قرار گرفتن در معرض مستقیم نور خورشید و عناصر استفاده می شود. همچنین سیستم هایی وجود دارند که از مثانه بسته به جای تنفس خشک کننده استفاده می کنند. با انبساط و انقباض هوا در گیربکس، مثانه نیز منبسط و منقبض می شود. این اساسا یک سیستم بسته جدا شده از جو است.

مانند چرخ دنده های باز، چرخ دنده های مارپیچی با نویز و لرزش کمتری نسبت به چرخ دنده های خار کار می کنند و یکی از رایج ترین انواع دنده های مورد استفاده در گیربکس ها برای محرک های الکترومکانیکی هستند. در هر زمان، بار روی چرخ دنده های مارپیچ روی چندین دندان توزیع می شود و در نتیجه اصطکاک و سایش کاهش می یابد. گیربکس های حلزونی در برخی موارد تا 98 درصد بالاترین راندمان را دارند. به دلیل برش زاویه ای آنها، مشبک شدن دندان ها منجر به بارهای رانش در امتداد شفت چرخ دنده می شود. این عمل به یاتاقان های رانش نیاز دارد تا بار رانش را جذب کرده و تراز دنده را حفظ کند. چرخ دنده های حلزونیقادر به انتقال گشتاور بالا هستند. چرخ دنده های حلزونی معمولاً با محورهای خود موازی یکدیگر عمل می کنند. دو نوع متداول عبارتند از متحدالمرکز (شفت های ورودی و خروجی در یک خط) و شفت موازی (شفت های ورودی و خروجی آفست هستند). کاهنده دنده حلزونی تک مرحله ای معمولاً برای نسبت دنده تا حدود 8:1 استفاده می شود. در مواردی که سرعت کمتر و نسبت دنده بالاتر مورد نیاز است (گشتاور بیشتر)، کاهش دنده دو، سه و چهار برابر امکان پذیر است. همانطور که قبلا ذکر شد، جعبه دنده مارپیچی نشان داده شده در شکل 11.14 a کاهش دنده چهار برابری را ارائه می دهد.

چرخ دنده‌های حلزونی زمانی استفاده می‌شوند که نیاز به کاهش‌های بزرگ دنده در یک فضای محدود باشد و قدرت مکانیکی بسیار بالایی لازم باشد. آنها برای کاربردهایی که در آن بارگذاری شوک بالا مورد نیاز است، سازگار هستند. گیربکس حلزونی نشان داده شده در شکل 11.14 b گیربکس اصلی برای ماشین آلات دروازه غلتکی در Lock and Dam 4 است که در شکل 11.5 نیز نشان داده شده است و در سال 1935 نصب شده است. ورودی گیربکس 685 دور در دقیقه و خروجی 10 دور در دقیقه برای 685 است. : 1 کاهش. همه 94 درایوهای دروازه غلتکی در قفل ها و سدهای رودخانه می سی سی پی بالا از گیربکس کرمی اولیه یکسانی با تغییرات جزئی از سایتی به سایت دیگر استفاده می کنند. با درایو کرم تک کاهشی، چرخ دنده کرم به ازای هر چرخش 360 درجه ای کرم فقط یک دندان به جلو می برد. با استفاده از نسبت های کاهش مضاعف و سه گانه می توان نسبت های کاهش بالاتر را ایجاد کرد. کاهش 20:1 و حتی تا 300:1 برای چرخ دنده های حلزونی معمول است. گیربکس های حلزونی نیز می توانند گرمای بالایی را در داخل گیربکس ایجاد کنند و جزو کم بازده ترین گیربکس ها هستند. بنابراین، ویسکوزیته روان کنندهمورد نیاز بسیار بیشتر از گیربکس مارپیچ است. بسیاری از چرخ دنده های حلزونی (نه همه آنها) دارای خاصیتی هستند که هیچ مجموعه دنده دیگری ندارد و می تواند خود قفل شود. کرم به راحتی می تواند چرخ دنده را بچرخاند، اما چرخ دنده نمی تواند کرم را بچرخاند. این ویژگی قفل خودکار معمولاً برای درایوهای کرم با زاویه سرب کمتر از 5 درجه قابل استفاده است. این به این دلیل است که زاویه روی کرم به قدری کم است که وقتی چرخ دنده سعی می کند آن را بچرخاند، اصطکاک بین چرخ دنده و کرم، کرم را در جای خود نگه می دارد. از ویژگی قفل شدن خودکار گیربکس حلزونی هرگز نباید برای جایگزینی ترمز در سیستم محرک استفاده شود.

عملکرد چرخ دنده های حلزونی نیز مشابه یک پیچ است. حرکت نسبی بین این چرخ دنده ها به جای چرخاندن کشویی است و نیاز به ویسکوزیته روان کننده بالاتری دارد. توزیع یکنواخت فشار دندان بر روی این چرخ دنده ها استفاده از فلزات با ضریب اصطکاک ذاتاً پایین مانند چرخ دنده های برنزی با چرخ دنده های کرم فولادی سخت شده را امکان پذیر می کند. تفاوت قابل توجه دیگر با چرخ دنده های مارپیچ این است که چرخ دنده های حلزونی معمولاً از مواد غیر مشابه ساخته می شوند که احتمال گازگرفتگی را کاهش می دهد و اصطکاک را کاهش می دهد. افزودنی‌های فشار شدید (EP) در روان‌کننده معمولاً برای چرخ‌دنده‌های کرمی مورد نیاز نیستند و ممکن است در واقع برای چرخ دنده‌های کرم برنزی مضر باشند. چرخ دنده های حلزونی نیز بازده راه اندازی پایین تری دارند، بنابراین سیستم های چرخ دنده حلزونی به موتورهایی با گشتاور راه اندازی بالا نیاز دارند.. بازده مجموعه چرخ دنده های حلزونی بسته به میزان کاهش معمولاً از 50٪ تا 90٪ متغیر است.

چرخ دنده های مخروطی برای انتقال حرکت بین شفت ها با خطوط مرکزی متقاطع استفاده می شود . چهار نوع اصلی چرخ دنده های مخروطی وجود دارد و همه انواع، علاوه بر بارهای مماسی بر یاتاقان های نگهدارنده، هم بارهای رانشی و هم بارهای شعاعی را اعمال می کنند . ساده ترین چرخ دنده مخروطی یک چرخ دنده مخروطی مستقیم است . زاویه تقاطع معمولاً 90 درجه است اما ممکن است تا 180 درجه باشد. هنگامی که چرخ دنده های جفت از نظر اندازه برابر باشند و محورها در 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار گیرند، به آنها چرخ دنده میتر گفته می شود. دندانه‌های چرخ‌دنده‌های مخروطی را می‌توان به صورت منحنی برش داد تا چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچی تولید شود که عملکرد نرم‌تر و بی‌صداتری نسبت به اریب‌های برش مستقیم دارد.

علاوه بر خود چرخ دنده ها، اجزای زیادی در داخل یک گیربکس وجود دارد. همچنین باید به بلبرینگ ها، مهر و موم ها و سایر تجهیزات کمکی مانند پمپ ها و هرگونه مبدل حرارتی توجه شود.. روان کننده گیربکس برای عملکرد مناسب همه این تجهیزات حیاتی است. اکثر گیربکس های بسته از یک روان کننده برای چرخ دنده ها، بلبرینگ ها، مهر و موم ها، پمپ ها و غیره استفاده می کنند. بنابراین، انتخاب روان کننده مناسب برای یک سیستم محرک دنده شامل رسیدگی به نیازهای روانکاری نه تنها چرخ دنده ها، بلکه سایر اجزای مرتبط در سیستم نیز می شود. مهر و موم بین محفظه دنده و محورهای ورودی و خروجی برای حفظ روغن و جلوگیری از آلودگی و آلودگی استفاده می شود. درزگیرها ممکن است پس از غوطه ور شدن گیربکس در هنگام سیل، آب را از داخل گیربکس خارج نکنند. متداول ترین نوع مورد استفاده، لب بند شعاعی، شامل یک پوشش فلزی است که در سوراخ محفظه قرار می گیرد و یک لبه آب بندی الاستومری که بر روی شفت فشار می آورد.مشاهده فصلخرید کتاب

کندانسور، پمپ و کارخانه آب خنک کننده

British Electricity International ، در توربین‌ها، ژنراتورها و نیروگاه‌های مرتبط (ویرایش سوم) ، 1991

12.4 گیربکس کتابی

گیربکس ها، زمانی که روی واحدهای پمپ عمودی قرار می گیرند، باید از نوع کواکسیال باشند و خطوط مرکزی پمپ، موتور و گیربکس به صورت عمودی بالای یکدیگر قرار گرفته باشند تا از توزیع بار برابر روی حلقه پشتیبانی اطمینان حاصل شود.

گیربکس های کواکسیال ممکن است از طرح های چند لایه یا اپی سیکلیک باشند. با طراحی های اپی سیکلیک اخیر، ترکیب گیربکس و پمپ با نصب پروانه بر روی شفت خروجی با سرعت پایین واحد دنده امکان پذیر شده است ( شکل 4.50 ). این چیدمان نیاز به یک یاتاقان ژورنال را حذف می‌کند ، که به نوبه خود ارتفاع کلی پمپ را کاهش می‌دهد که منجر به آرایش فشرده‌تر می‌شود.

همانطور که در شکل 4.50 نشان داده شده است، کاهش بیشتر طول مجموعه پمپ با ترکیب یقه رانش در توپی کوپلینگ حاصل می شود .

گیربکس مجهز به سیستم کامل روغن روانکاری اجباری است تا جریان مداوم روغن را به داخل دنده و یاتاقان‌های رانش و ژورنال در سراسر مجموعه پمپ ارائه دهد. سیستم روغن شامل هر دو پمپ روغن موتوری با چرخ دنده و آماده به کار است، و طرح لوله‌کشی و شیر بدون بازگشت اجازه می‌دهد روغن را به یاتاقان‌ها و چرخ دنده‌ها، در هر جهتی که پمپ می‌چرخاند، برساند.مشاهده فصلخرید کتاب

قطارها، گیربکس ها و ژنراتورها را رانندگی کنید

پل بریز ، در Wind Power Generation ، 2016

گیربکس توربین بادی

گیربکس در یک باد توربین قطار درایو باید افزایش سرعت چرخش روتور به بازی که توسط ژنراتور مورد نیاز است. ژنراتورهای معمولی برای تولید برق معمولاً ماشین‌های دو قطبی و چهار قطبی هستند که به ترتیب در 3000  دور در دقیقه یا 1500 دور در دقیقه می‌چرخند ، زمانی که با شبکه50هرتز (3600 دور در دقیقه و 1800 دور در دقیقه برای 60 هرتز)همگام می‌شوند.

توربین های بادی بسیار کوچک می توانند با سرعت های سازگار با این نوع ژنراتورهای معمولی بچرخند و بنابراین می توانند مستقیماً به ژنراتور متصل شوند. با این حال، ماشین‌های بزرگ‌تر و کلاس مگاوات بسیار آهسته می‌چرخند و نمی‌توانند با سرعت هر نوع ژنراتور معمولی مطابقت داشته باشند. بنابراین راه حل سنتی قرار دادن جعبه دنده ای در قطار محرکه است که سرعت چرخش را حدود 100 برابر برای یک توربین بادی کلاس مگاوات معمولی افزایش می دهد . نسبت دقیق به طراحی توربین بستگی دارد.

برای توربین‌های بادی مفید تا ظرفیت حدود 1.5  مگاوات، قرار دادن گیربکس در قطار محرک اقتصادی‌ترین راه‌حل برای مشکل تطبیق سرعت روتور و ژنراتور است. با این حال، برای توربین های بادی بزرگتر، با  ظرفیت بیش از 3 مگاوات، یک جایگزین وجود دارد، استفاده از ژنراتور درایو مستقیم بدون گیربکس در ترن محرک. این ژنراتورها گران‌تر هستند اما در توربین‌های بزرگ رایج هستند. با این حال هنوز استدلال هایی به نفع استفاده از گیربکس وجود دارد و راه هایی برای بهبود قابلیت اطمینان گیربکس توسط برخی از سازندگان در حال بررسی است.

امکان ساخت ژنراتورهایی وجود دارد که می توانند با سرعت بسیار کمتری نسبت به ژنراتورهای معمولی کار کنند، هرچند که سریعتر از سرعت روتور باشند. اینها قطب های بیشتری دارند و برای چرخاندن آنها به گشتاور بیشتری نیاز دارند، بنابراین گران تر نیز هستند. با این حال، گیربکس مورد نیاز برای افزایش سرعت تا شاید 750  دور در دقیقه یا 375  دور در دقیقه ساده تر، با عناصر کمتر، و به طور بالقوه قابل اعتمادتر خواهد بود. اکثر گیربکس ها در توربین های بادی بزرگ تا حدود 1.5 ظرفیت مگاوات بر اساس سیستم های چرخ دنده سیاره ای یا اپی سیکلی است. اینها اغلب بسیار پیچیده هستند. با این حال، ترکیب یک ژنراتور با سرعت پایین و گیربکس ساده‌تر با نسبت افزایش سرعت پایین‌تر ممکن است بتواند با ژنراتور درایو مستقیم هم از نظر قابلیت اطمینان و هم از نظر هزینه رقابت کند. یک گیربکس سه مرحله ای برای یک قطار با سرعت متوسط ​​در شکل 5.1 نشان داده شده است .

مشکل اصلی طراحی گیربکس این است که گیربکس های توربین بادی باید طیفی از ضربه ها و بارها را تحمل کنند که در بیشتر کاربردهای گیربکس یافت نمی شود. و همچنین نیروهای خمشی روی شفت که به گیربکس منتقل می شود، تغییرات ناگهانی در گشتاور ناشی از وزش باد و حتی گشتاورهای معکوس در شرایط شدید وجود دارد. بنابراین، طراحی پیشرانه یا باید گیربکس را در برابر این ضربه ها عایق کند یا گیربکس باید طوری ساخته شود که در برابر آنها مقاومت کند.

یکی از راه حل های جزئی برای کاهش بار و سایش، جدا کردن وسیله های تکیه گاه روتور و شفت توربین از انتقال گشتاور توربین است. این به جداسازی گیربکس از برخی از نیروهایی که روتور متحمل می شود کمک می کند. در این میان یکی از دلایل اصلی خرابی گیربکس، ناهماهنگی شفت در نتیجه نیروهایی است که در معرض آن قرار می گیرد. استفاده از ساختار شاسی قوی تر برای ترن محرک می تواند اندازه مشکل را کاهش دهد. تنظیم مجدد منظم ترن محرک به حداقل رساندن استرس و سایش در گیربکس کمک می کند.

سازندگان مختلف راه‌حل‌های مختلفی را برای قطارهای درایو توربین بادی انتخاب می‌کنند، اما بسیاری هنوز ترجیح می‌دهند از نوعی گیربکس استفاده کنند. همانطور که صنعت به بلوغ رسیده است، زمینه های اصلی مشکل در جعبه دنده ها شناسایی شده است، اما هنوز رفع این مشکلات دشوار است. در عوض گیربکس ها طوری طراحی می شوند که در برابر تنش ها، ضربه ها و سایش خاصی که در معرض آن قرار می گیرند مقاومت کنند. علاوه بر این، الفنظارت مستمر و رژیم نگهداری می تواند با شناسایی مشکلات قبل از جدی شدن به افزایش عمر گیربکس کمک کند.

از آنجایی که بسیاری از مشکلات شناسایی شده در مورد فرسودگی و خرابی گیربکس مربوط به اندازه نیروهایی است که در معرض آن قرار می گیرند، راه حل دیگری که مورد بررسی قرار گرفته است کاهش گشتاور از طریق تقسیم پیشرانه به تعدادی واحد کوچکتر است که هر کدام دارای گیربکس و ژنراتور خودش. روتورهایی که 8 یا 16 گیربکس و ژنراتور جداگانه را هدایت می کنند، با موفقیت های متفاوت آزمایش شده اند.

حتی با پیشرفت در طراحی گیربکس، گیربکس توربین بادی همچنان یک واحد تعمیر و نگهداری بالا است. در حالی که یک توربین بادی برای کار به مدت 20 سال ساخته خواهد شد، گیربکس احتمالاً هر 5 سال یکبار نیاز به تعمیر اساسی دارد.مشاهده فصلخرید کتاب

خدمات گیربکس حلزونی دست دوم

رابین کنت ، در مدیریت انرژی در پردازش پلاستیک (نسخه سوم) ، 2018

گیربکس ها گیربکس حلزونی دست دوم

اکثر گیربکس ها به تعمیر و نگهداری اساسی نیاز ندارند، اما عدم روانکاری منظم یاتاقان ها و سایر اجزای سیستم انتقال، اثرات اصطکاک و بار موتور را افزایش می دهد. اقدامات معمول برای کاهش تلفات انتقال عبارتند از:

نگهداری

اطمینان حاصل کنید که همه گیربکس ها به خوبی با روان کننده مناسب روغن کاری شده اند و در بازه زمانی لازم آن را تعویض کنید.•

گیربکس ها را به طور منظم از نظر سایش بیش از حد یا بازی در دنده ها بررسی کنید.•

گیربکس ها را به طور منظم از نظر روانکاری و سایش یاتاقان ها بررسی کنید.

بهبود

گیربکس های مارپیچ مخروطی با راندمان بالا تا 30 درصد کارآمدتر از گیربکس کرم سنتی هستند . فقط برای موتورهای کمتر از 7.5  کیلو وات از چرخ دنده های حلزونی استفاده کنید .

نوار نقاله ها یک منطقه معمولی هستند که در آن روغن کاری اغلب ضعیف است و اصطکاک ناشی از آن باعث افزایش بار موتور می شود.•

نکته – وضعیت گیربکس های حلزونی را بررسی کنید و برای موتورهای بزرگتر از 7.5  کیلو وات جایگزینی با گیربکس های مخروطی مارپیچ را در نظر بگیرید .مشاهده فصلخرید کتاب

مانیتورینگ و تحلیل ارتعاش

آر کیث موبلی ، در کتابچه مهندسی کارخانه ، 2001

گیربکس ها

جهت گیری نقطه اندازه گیری گیربکس و مکان آن باید طوری پیکربندی شود که امکان نظارت بر نیروهای عادی تولید شده توسط مجموعه دنده را فراهم کند. در بیشتر موارد، نیروی جداکننده، که تمایل دارد چرخ دنده ها را از هم جدا کند، محل نقطه اندازه گیری شعاعی اولیه را تعیین می کند. به عنوان مثال، یک مجموعه چرخ دنده مارپیچ، نیروی جداکننده ای ایجاد می کند که مماس با خط مرکزی است که از میان محورهای پینیون و چرخ دنده کشیده شده است. نقطه اندازه گیری شعاعی اولیه (محور X) باید جهت نظارت بر این نیرو باشد و یک شعاعی ثانویه (محور Y) باید در 90 درجه نسبت به نقطه اولیه قرار گیرد. بهترین مکان برای شعاعی ثانویه (محور Y) خلاف جهت چرخش است. به عبارت دیگر، ثانویه مبدل های اولیه را هدایت می کند.

به استثنای چرخ دنده های مارپیچ، اکثر دنده ها نباید بار محوری یا رانشی را در عملکرد عادی ایجاد کنند. با این حال، حداقل یک نقطه اندازه گیری محوری (محور Z) باید روی هر یک از شفت های چرخ دنده قرار گیرد. نقطه محوری باید در کلاهک یاتاقان ثابت یا رانشی قرار گرفته و به سمت جعبه دنده باشد.

در گیربکس صنعتی دست دوم پیچیده، به‌دست آوردن اندازه‌گیری شعاعی از شفت‌های میانی یا بی‌حرکت ممکن است دشوار باشد. در بیشتر موارد، این شفت های میانی و یاتاقان های آنها به خوبی در داخل گیربکس قرار دارند. در نتیجه دسترسی مستقیم به بلبرینگ ها امکان پذیر نیست. در این موارد، تنها گزینه به دست آوردن قرائت های محوری (محور Z) از طریق محفظه جعبه دنده است. بررسی نقشه های مقطع اجازه می دهد تا بهترین مکان برای این اندازه گیری ها تعیین شود. نکته کلیدی این است که مبدل را در نقطه ای قرار دهید که کوتاه ترین و مستقیم ترین پیوند را به شفت میانی ارائه دهد.مشاهده فصلخرید کتاب

مقدمه ای بر پردازش سیگنال دیجیتال

Lizhe Tan ، Jean Jiang ، در پردازش سیگنال دیجیتال (نسخه سوم) ، 2019

1.3.5 تجزیه و تحلیل امضای ارتعاش برای دندان دنده معیوب

گیربکس ها به طور گسترده در صنعت و وسایل نقلیه استفاده می شوند (Spectra Quest, Inc.). در طول عمر طولانی مدت، دندانه های چرخ دنده ناگزیر فرسوده، تراشه یا گم می شوند. از این رو، با تکنیک‌های DSP، می‌توان روش‌های تشخیصی مؤثری را برای شناسایی و نظارت بر دندان‌های دنده معیوب ایجاد کرد تا قابلیت اطمینان کل دستگاه قبل از وقوع هر گونه رویداد فاجعه‌بار غیرمنتظره افزایش یابد. شکل 1.11 A گیربکس را نشان می دهد که در آن دو چرخ دنده مخروطی مستقیم با نسبت انتقال 1.5:1 در داخل گیربکس نشان داده شده است. شکل 1.11 B. تعداد دندانه های پینیون18 است. شفت ورودی گیربکس به یک شیو متصل است و توسط یک درایو تسمه “V” هدایت می شود. داده های ارتعاش را می توان با شتاب سنج سه محوری نصب شده در بالای گیربکس، همانطور که در شکل 1.11 C نشان داده شده است، جمع آوری کرد. سیستم جمع آوری داده ها از نرخ نمونه برداری 12.8  کیلوهرتز استفاده می کند. شکل 1.11 D نشان می دهد که یک پینیون یک دندان از دست رفته دارد. در طول آزمایش، سرعت موتور روی 1000  دور در دقیقه (دور در دقیقه) تنظیم می شود، بنابراین فرکانس مش بندی به صورت m  =  1000 (rpm)  ×  18/60  =  300  هرتز و فرکانس شفت ورودی i  =  1000 (rpm) تعیین می شود. /60  =  16.17 هرتز. سیگنال پایه و طیف (شرایط عالی) از جهت x شتاب سنج در شکل 1.12 نشان داده شده است ، جایی که می بینیم که طیف شامل مولفه فرکانس مشبک سازی 300 هرتز و یک جزء فرکانس باند جانبی 283.33 (300-16.67) هرتز است. شکل 1.13 نشان می دهد که امضای لرزش برای دنده آسیب دیده در شکل 1.11 D. برای دنده آسیب دیده، باندهای جانبی ( متر ± من ، متر ± 2 من …) غالب تبدیل شده. از این رو، امضای شکست ارتعاش شناسایی می شود. جزئیات بیشتر را می توان در رابرت باند رندال (2011) یافت.      .

شکل 1.11
شکل 1.12
شکل 1.13

مشاهده فصلخرید کتاب

روغن کاری

مهروان پی بویس ، در کتابچه راهنمای مهندسی توربین گاز (ویرایش چهارم) ، 2012

گیربکس ها

گیربکس حلزونی دست دوم، به دلیل تماس فلز با فلز، بسیار منجر به خرابی می شوند و بنابراین نیاز به نظارت دقیق توسط ارتعاش، فصل 16 ، و تحلیل های مختلف روغن دارند. در سری آزمایش‌های پیش‌بینی‌کننده، تأکید بیشتری بر سایش غیرعادی و در سری آزمایش‌های پیش‌گیرانه بر آلودگی و وضعیت روغن تأکید می‌شود. به عنوان مثال، اگرچه تست‌های چگالی آهن و پچ به عنوان تست‌های معمول در سری آزمایش‌های پیش‌بینی‌کننده پیشنهاد می‌شوند، اما این تست‌ها فقط در سری تست‌های فعال استثنا هستند. همچنین می توان مشاهده کرد که تست AN در سری تست های فعال گنجانده شده استبیشتر برای نظارت بر کاهش غیر طبیعی افزودنی به جای اکسیداسیون. برخی از پروفیل های آزمایشی پیشنهادی برای گیربکس ها در جدول 15-3 ارائه شده است .

جدول 15-3 . پروفایل تست گیربکس

موردتستغربالگریپیش بینی کنندهفعال
1شمارش ذرات  
2آب (تست تروق)
3آب (کارل فیشر)  E(2)
4ویسکوزیته
5چگالی آهنی E (1)
6فروگرافی تحلیلی E(5)E (5، 10)
7تجزیه و تحلیل فیلتر   
8شماره اسید  
9FTIR (اکسیداسیون) 
10پچ تستE(1، 5، 11)
11تحلیل عنصری 

مقدمه ای بر پردازش سیگنال دیجیتال

1.3.5 تجزیه و تحلیل امضای ارتعاش برای دندان های دنده معیوب

گیربکس ها در صنعت و وسایل نقلیه کاربرد زیادی دارند. در طول عمر طولانی آنها، دندانه های چرخ دنده به ناچار فرسوده، شکسته یا از بین می روند. از این رو، با تکنیک‌های DSP، می‌توان روش‌های تشخیصی مؤثری را برای شناسایی و نظارت بر دندان‌های دنده معیوب ایجاد کرد تا قابلیت اطمینان کل دستگاه قبل از وقوع هر رویداد فاجعه‌بار غیرمنتظره افزایش یابد. شکل 1.11 (الف) گیربکس را نشان می دهد . دو چرخ دنده مخروطی مستقیم با نسبت انتقال 1.5:1 در داخل جعبه دنده در شکل 1.11 (ب) نشان داده شده است . تعداد دندان های روی پینیون18 است. شفت ورودی گیربکس صنعتی دست دوم به صورت شیو وصل شده و توسط یک درایو تسمه “V” هدایت می شود. داده های ارتعاش را می توان توسط یک شتاب سنج سه محوری نصب شده در بالای گیربکس، همانطور که در شکل 1.11 (c) نشان داده شده است، جمع آوری کرد . سیستم اکتساب داده از نرخ نمونه برداری 12.8 کیلوهرتز استفاده می کند. شکل 1.11 (د) نشان می دهد که یک پینیون یک دندان از دست رفته دارد. در طول آزمایش، سرعت موتور روی 1000 دور در دقیقه (دور در دقیقه) تنظیم می شود، بنابراین فرکانس مش بندی به صورت تعیین می شود.fمتر=1000(RPM)×18/60=300 هرتز و فرکانس شفت ورودی است fمن=1000(RPM)/60=16.17هرتز سیگنال پایه و طیف (شرایط عالی) از X -direction از شتاب سنج در نمایش داده شکل 1.12 ، که در آن ما می توانید ببینید که این طیف شامل مولفه فرکانس امین 300 هرتز و یک طرفه جزء فرکانس 283.33 (300-16.67) هرتز شکل 1.13 امضای ارتعاش پینیون آسیب دیده را در شکل 1.11 (د) نشان می دهد. برای پینیون آسیب دیده، نوارهای جانبی (fمتر±fمن، fمتر±2fمن…) مسلط شوند. از این رو، امضای شکست ارتعاش شناسایی می شود. جزئیات بیشتر را می توان در Randall (2011) یافت .