産業用ギアボックスの断層を診断する方法は？

産業ギアボックスまた、多くの場合、減速ギアボックスと呼ばれ、工業分野で広く使用されている機械伝送デバイスの一種です。産業用ギアボックスは、主に一連のギアのメッシュを通じて入力電力の速度とトルクを変化させ、速度を低下させ、トルクを増加させる目的を達成します。機械産業でよく知られているスパーギア、らせんギア、ベベルギア、ワームギアなど、多くの種類のギアはすべて、産業用ギアボックスに属しています。

SGR、惑星ギアリデューサー、トロイダルの主な製品ワーム減速機、複合還元剤、円筒形のワーム還元剤、および小還元モーターも産業用ギアボックスです。工業用品ボックスのアプリケーション範囲は、用紙、砂糖製造、セメント、化学、ゴム産業など、非常に広いです。

（1）産業用ギアボックスのギア障害の主な形態

産業用ギアボックスの障害の中で、最も一般的なものはギア障害です。ギアの故障の症状には、歯の切断、歯の表面疲労、歯の表面摩耗、歯の表面の傷、塑性変形、化学腐食、異物の埋め込みなどが含まれます。

歯の切断は、産業用品ボックスで最も深刻な欠陥です。ギアペアが動きを整えて送信している場合、駆動ホイールのアクション力と駆動ホイールの反応力が接点を介して他のギア歯に作用します。接点ポイントの1つがギア歯の上部にある場合、突然過負荷になったり、過負荷になったりすると、歯の根で過負荷の破損を引き起こすのは簡単です。

歯の表面摩耗または傷は、工業用品ボックスのもう1つの一般的な断層です。考えられる断層型には、接着剤の摩耗、研磨摩耗、傷、腐食性の摩耗、火傷、歯の表面結合などが含まれます。

歯の表面の疲労には、主に孔食とスパリングが含まれます。歯の表面の孔食とは、作業面での交互の応力が微小疲労亀裂を引き起こす場合を指し、潤滑剤が亀裂に入った後、微量疲労亀裂の潤滑剤が高圧下で亀裂を膨張して孔食を形成します。表面の疲労がより深く伸び、広い領域または大きな金属片が落ちると呼ばれる場合、それはスパリングと呼ばれます。

柔らかい歯の表面ギアが荷重が多すぎる（または大きな衝撃荷重の下で）伝染すると、歯の表面のプラスチック変形を簡単に生成できます。歯の表面間の過度の摩擦の作用下で、歯表面の接触応力は材料のせん断強度を超え、歯表面材料はプラスチック状態に入り、歯表面の金属の塑性流れを引き起こし、駆動ホイールのピッチ円の近くの歯の表面の溝を形成し、駆動ホイールのピッチサークルの近くの歯の表面の歯の縁の縁を形成します。特定の種類のギアの駆動された歯の表面に「フラッシュ」が表示される場合があります。重度の場合、押し出された金属が上部の隙間を埋め、重度の振動と骨折さえも引き起こします。

（2）ギア障害分析方法

産業用ギアボックスギアの故障の分析方法には、主に以下が含まれます。パワースペクトル分析、サイドバンド分析、逆バンド分析。

パワースペクトル分析により、ギア振動信号の周波数組成と各周波数成分の振動エネルギーの分布を決定できます。これは、重要な周波数ドメイン分析方法です。パワースペクトル分析を適用する場合、周波数軸の水平座標は線形または対数になります。対数座標（一定のパーセンテージ帯域幅）は、障害一般化の検出と予測に適しており、ノイズの分析は人間の耳の応答に近いものです。しかし、より多くのサイドバンドコンポーネントを備えたギアシステムの場合、線形座標（一定帯域幅）の使用がより効果的になります。

サイドバンド分析方法には、豊富なギアフォールト情報が含まれています。サイドバンド情報を抽出するには、スペクトル分析中に周波数解像度が十分に高くなければなりません。ただし、サイドバンドスペクトルライン間の間隔が周波数解像度よりも小さい場合、またはスペクトルライン間の間隔が不均一である場合、サイドバンド分析は妨げられます。

逆周波数帯域解析法は、障害診断に使用されるスペクトル分析に基づく高度な信号処理技術です。この方法は、元の信号のスペクトルで二次変換を実行することです。つまり、信号の対数パワースペクトルに対して逆フーリエ変換を実行して、時間領域で逆周波数スペクトルを取得します。この障害分析方法は、いくつかのペアのギアが同時にメッシュするギアボックスの振動スペクトルに適しており、いくつかのサイドバンドが相互に分散されているため、サイドバンド特性を識別するための周波数精製分析を実行するだけでは不十分です。

一般に、ギアボックスの故障は機器に大きな影響を与えます。少なくとも、送信効率の低下、精度の低下、機器の寿命の短縮、騒音と振動の増加などが発生します。したがって、ギアボックスの故障の発生を防ぐために、ギアボックスを監視、診断、維持することが非常に必要です。（著者：SGR、アンジーチャン）

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