¿Cómo diagnosticar averías en cajas de cambios industriales?

Industrial cajas de cambios , también llamadas a menudo cajas reductoras, son un tipo de dispositivo de transmisión mecánica muy utilizado en el ámbito industrial. Las cajas de cambios industriales cambian principalmente la velocidad y el par de la potencia de entrada mediante el engrane de una serie de engranajes para lograr el propósito de reducir la velocidad y aumentar el par. Muchos tipos de engranajes, como engranajes rectos, engranajes helicoidales, engranajes cónicos, engranajes helicoidales, etc., que son bien conocidos en la industria de la maquinaria, pertenecen todos a cajas de engranajes industriales.

Los principales productos de SGR, reductores planetarios, toroidales. reductores de gusano , los reductores combinados, los reductores de tornillo sin fin cilíndricos y los pequeños motores de reducción también son cajas de engranajes industriales. La gama de aplicaciones de las cajas de engranajes industriales es muy amplia, incluidas las industrias de fabricación de papel, azúcar, cemento, química y caucho.

(1) Las principales formas de fallo de engranajes en cajas de cambios industriales

Entre las fallas de las cajas de cambios industriales, la más común es la falla de los engranajes. Las manifestaciones de falla del engranaje incluyen: rotura de dientes, fatiga de la superficie de los dientes, desgaste de la superficie de los dientes, rayones en la superficie de los dientes, deformación plástica, corrosión química, incrustación de materias extrañas, etc.

La rotura de dientes es el fallo más grave en las cajas de cambios industriales. Cuando el par de engranajes engrana y transmite movimiento, la fuerza de acción de la rueda motriz y la fuerza de reacción de la rueda conducida actúan sobre los otros dientes del engranaje a través de los puntos de contacto. Cuando uno de los puntos de contacto está ubicado en la parte superior de los dientes del engranaje, si se sobrecarga repentinamente o se sobrecarga por impacto, es fácil causar una rotura por sobrecarga en la raíz del diente.

El desgaste o los rayones de la superficie de los dientes son otro fallo común en las cajas de cambios industriales. Las posibles formas de falla incluyen: desgaste adhesivo, desgaste abrasivo y rayones, desgaste corrosivo, quemaduras, unión de la superficie del diente, etc.

La fatiga de la superficie del diente incluye principalmente picaduras y desconchados. Las picaduras en la superficie del diente se refieren a cuando la tensión alterna en la superficie de trabajo causa microfisuras por fatiga, y después de que el lubricante ingresa a las grietas, el lubricante en las microfisuras por fatiga expande las grietas bajo alta presión para formar picaduras. Si las grietas por fatiga en la superficie se extienden más y más profundamente, provocando la caída de un área grande o de grandes piezas de metal, se denomina desconchado.

Cuando el engranaje de superficie del diente blando transmite demasiada carga (o bajo una gran carga de impacto), es fácil producir deformación plástica de la superficie del diente. Bajo la acción de una fricción excesiva entre las superficies del diente, la tensión de contacto de la superficie del diente excederá la resistencia al corte del material, y el material de la superficie del diente entrará en un estado plástico, provocando un flujo plástico del metal de la superficie del diente, formando ranuras en la superficie del diente cerca del círculo primitivo de la rueda motriz y los bordes convexos en la superficie del diente cerca del círculo primitivo de la rueda motriz, destruyendo así la forma correcta del diente. A veces puede aparecer "destello" en la superficie del diente impulsado de ciertos tipos de engranajes. En casos severos, el metal extruido llena el espacio superior, provocando vibraciones severas e incluso fracturas.

(2) Método de análisis de fallas de engranajes

Los métodos de análisis de fallas de engranajes de cajas de cambios industriales incluyen principalmente: análisis de espectro de potencia, análisis de banda lateral y análisis de banda inversa.

El análisis del espectro de potencia puede determinar la composición de frecuencia de las señales de vibración de los engranajes y la distribución de la energía de vibración en cada componente de frecuencia. Es un importante método de análisis en el dominio de la frecuencia. Al aplicar el análisis del espectro de potencia, la coordenada horizontal del eje de frecuencia puede ser lineal o logarítmica. Las coordenadas logarítmicas (ancho de banda porcentual constante) son adecuadas para la detección y predicción de generalización de fallas, y el análisis del ruido se acerca a la respuesta del oído humano; pero para sistemas de engranajes con más componentes de banda lateral, el uso de coordenadas lineales (ancho de banda constante) será más efectivo.

El método de análisis de banda lateral contiene una gran cantidad de información sobre fallas en los engranajes. Para extraer la información de la banda lateral, la resolución de frecuencia debe ser lo suficientemente alta durante el análisis del espectro. Sin embargo, cuando el intervalo entre las líneas espectrales de la banda lateral es menor que la resolución de frecuencia, o el intervalo entre las líneas espectrales es desigual, el análisis de la banda lateral se ve obstaculizado.

El método de análisis de banda de frecuencia inversa es una tecnología avanzada de procesamiento de señales basada en el análisis de espectro, que se utiliza para el diagnóstico de fallas. Este método consiste en realizar una transformación secundaria en el espectro de la señal original, es decir, realizar una transformada de Fourier inversa en el espectro de potencia logarítmico de la señal para obtener un espectro de frecuencia inversa en el dominio del tiempo. Este método de análisis de fallas es adecuado para el espectro de vibración de una caja de cambios con varios pares de engranajes engranando al mismo tiempo, donde varias bandas laterales están distribuidas de manera cruzada, y no es suficiente realizar un análisis de refinamiento de frecuencia para identificar las características de la banda lateral.

En general, una avería en la caja de cambios tiene un gran impacto en el equipo. Como mínimo, provocará una disminución de la eficiencia de la transmisión, una precisión reducida, una vida útil más corta del equipo, un aumento del ruido y la vibración, etc. En el peor de los casos, provocará tiempo de inactividad e interrupción de la producción, e incluso provocará riesgos de seguridad como la rotura de la caja de cambios. Por lo tanto, es muy necesario monitorear, diagnosticar y mantener la caja de cambios a tiempo para evitar que se produzcan fallas en la caja de cambios. (Autor: SGR, Angie Zhang)

Correo electrónico: export@sgr.com.cn

Whatsapp: 86 188 1807 0282

Vídeo relacionado: https://www.tiktok.com/@gear.reducer/video/7408884666268208414