Análisis de caja de cambios - Vigilancia Recomendaciones


Una discusión sobre el análisis de la caja de cambios está incompleta sin una discusión sobre las técnicas de medición correctas.
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En nuestra edición anterior, discutimos las "técnicas de análisis de la caja de engranajes". Hay muchas formas de diagnosticar fallas en la caja de engranajes: análisis de formas de onda y engranajes, promedios de tiempo sincronizados, desgaste de los dientes, carga de los dientes y más. En la edición de este mes, nos centraremos en las "Mejores prácticas" para monitorear la vibración de la caja de engranajes.

Primero, debemos asegurarnos de ubicar el sensor en una ubicación apropiada; debemos montarlo para poder medir las altas frecuencias; y debemos configurar la Fmax correctamente para cubrir las frecuencias de interés. También es necesario recopilar formas de onda de tiempo además de los espectros, y utilizar técnicas de demodulación o envolvente. Y finalmente, debido a la cantidad de engranajes y cojinetes, puede ser necesario realizar el tiempo promediado síncrono.



Es esencial que la ubicación del transductor se seleccione cuidadosamente. Está intentando medir la vibración que resulta de los engranajes de acoplamiento dentro de la caja de engranajes. La vibración debe desplazarse a lo largo del eje del engranaje, a través de los cojinetes y a través de las juntas, etc. Una caja de cambios compleja puede tener varios engranajes y es posible que necesite tomar medidas desde una serie de lugares.

Si conoce dónde se encuentran los miembros estructurales internos (como las correas), puede colocar el sensor donde el miembro resuelva el caso. Debe haber un buen camino de transmisión mecánica.

Las cubiertas y las paredes pueden resonar y, por lo tanto, no son buenas ubicaciones para el sensor.

Las cajas de engranajes suelen ser lo suficientemente importantes como para tomar mediciones en cada ubicación y eje posibles. Sin embargo, además de tratar de encontrar la ubicación más cercana a los rodamientos y los miembros estructurales sólidos, también debe considerar la dirección de las fuerzas primarias.

Un engranaje recto tiende a generar fuerzas radiales; por lo que el sensor se colocaría en un eje que está en ángulo recto con el eje del eje.



Engranajes rectos y helicoidales

Sin embargo, un engranaje helicoidal (o espiga o cualquier otro engranaje con un ángulo de bisel) generará empuje axial; por lo que el sensor debe ser montado para medir axialmente.

También debe considerar cómo está montando el acelerómetro en la caja. Si espera detectar altas frecuencias, entonces un soporte de mano no será aceptable, y un imán de dos polos puede no serlo. Tenga mucho cuidado con sus mediciones y obtendrá los mejores resultados.

Opciones de montaje del acelerómetro


La medida que tomemos debe proporcionar cobertura de todas las frecuencias de interés. Ya sea que la caja de engranajes genere frecuencias altas o bajas (caja de engranajes de reducción), es esencial que el Fmax esté configurado para cubrir tres veces la malla de engranajes más alta frecuencia. 

Debido a que estamos buscando bandas laterales del controlador y las rpm del controlador, la resolución elegida debe permitirle resolver entre estos picos. 

Podemos determinar la resolución dividiendo el rango de frecuencia (Fmax) por el número de líneas de resolución, y luego multiplicando por 1.5 porque estamos usando una ventana de Hanning. Por ejemplo, si tenemos un Fmax de 2200 Hz y 800 líneas, cada línea estará separada por (2200/800) = 2.75 Hz, pero cada pico único requerirá 4.125 Hz. Para ver una brecha entre los picos (es decir, para resolverlos), necesitamos que los picos estén aproximadamente un 50% más separados, por lo que los picos pueden estar separados por un mínimo de 6 Hz.

Vale la pena considerar los requisitos de resolución, o de lo contrario, los picos de banda lateral se fusionarán y desdibujarán en uno solo. 

El análisis de la forma de onda del tiempo es una herramienta de diagnóstico esencial. También es útil si tiene una forma de escuchar las formas de onda recopiladas. 

La forma de onda de tiempo muestra la vibración instantánea que resulta de cada malla. Si hay variaciones en la forma en que cada diente se acopla, debido a la excentricidad, la desalineación, los dientes dañados o por cualquier otra razón, verá estas variaciones en los datos de forma de onda de tiempo. Los eventos que no ocurren en cada ciclo serán "eliminados" de la forma de onda del tiempo. El promedio del espectro eliminará todos los patrones que lo hayan hecho dentro del espectro. El análisis de bandas laterales es útil, sin embargo, hay información en la forma de onda de tiempo que se pierde en la transformación FFT. 

Por lo tanto, la forma de onda del tiempo debe ser de una resolución suficientemente alta para poder ver estos datos, y de una duración suficiente para capturar todos los eventos.

Fuente: Vibration matters(Mobius Institute)
Traducido al español

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