Общие вопросы анализа состояния редукторов.

Техническое состояние любой, даже практически идеально изготовленной, зубчатой пары может быть оценено в процессе работы при помощи анализа вибросигналов. Такое заявление справедливо как для единичной зубчатой пары, так и для сложных редукторов и мультипликаторов. Достоинством вибродиагностических методов, при применении их для анализа состояния редукторов, является то, что диагностика производится "безразборно", в рабочих режимах. Все остальные методы, за исключением анализа по составу примесей в масле, требует разборки оборудования.

Причины вибрации редукторов.
При проведении регистрации вибросигналов, генерируемых зубчатыми парами необходимо учитывать основные характерные особенности их работы, такие как:

• Вибросигналы от зубчатых пар содержит в себе как синхронные компоненты ( гармоники ), пропорциональные оборотной частоте вращения ротора ( шестерни ), так и несинхронные, связанные с резонансными процессами и не пропорциональные частоте вращения ротора. 

 Вся основная мощность в вибросигнале от зубчатой пары сосредоточена в достаточно высокочастотной области. Основная частота зубозацепления зубчатой пары Fзп равна произведению оборотной частоты ротора шестерни на количество зубцов на ней и может достигать единиц или даже десятка килогерц. На практике, при проведении регистрации вибросигналов, предполагая их дальнейшее применение для диагностики состояния зубчатых пар, желательно начинать с регистрации спектроанализатором максимально высоких частот.

• Гармоники, свойственные зубозацеплению, имеют невысокий энергетический уровень. Причин этому две. Во - первых энергия, выделяемая в процессе обкатывания зубъев, сама по себе не очень велика. Во - вторых, места установки вибродатчиков, в силу конструктивных особенностей редукторов, значительно удалены от зоны зубозацепления. В результате путь передачи энергии вибрации зубозацепления достаточно велик и сигналы в нем сильно затухают. Поэтому, как минимум, необходимо использование для диагностики состоянIия зубчатых передач сигналов в размерности виброскорости, а в большинстве случаев, для повышения информативности вибросигналов, приходится использовать вйбросйгналы в размерности виброускорения.
• Амплитуда гармоник в спектре, вызванных вибрациями от зубчатых пар, в значительной степени зависят от передаваемой зубчатой парой нагрузки. На холостом ходу редуктора гармоники от зубозацепления регистрируются очень плохо. С ростом усилий, передаваемых редуктором, возрастают вибрации от зубозацепления. Такая особенность работы зубчатой пары для выявления тенденций изменения состояния требует, по возможности, проведения измерений при одинаковой, желательно большой, нагрузке. Если нагрузка будет маленькой - дефекты могут не проявиться. Если измерения, различающиеся по времени проведения, будут выполнены при разных нагрузках редуктора - то все эти замеры окажутся непригодными для сравнения друг с другом, для поиска произошедших в редукторе изменений.
• Вибрации от зубозацепления являются нестационарным, в том плане, что имеет в своем составе несколько фаз "обкатывания", точнее говоря "проскальзывания" зуба по зубу, различающихся у различных типов зубчатых зацеплений. Каждая из этих фаз возбуждает колебания различной частоты, близкие к частоте зубозацепления. Каждый из зубьев, в силу своих специфических отличий от других зубьев, генерирует свои частоты. На это все накладывается то, что пары "взаимно обкатываемых" зубьев постоянно меняются, т. к. шестерни имеют не одинаковое количество зубцов. Все эти важные особенности приводят к появлению вибрации неоднородного "белого шума" вблизи частоты зубозацепления. Этим термином в технике обычно называют смесь колебаний различных частот. Идеальным источником "белого шума" является падающая вода в водопаде, что и дало название этому термину. Правда есть версия, что как многие цвета в сумме дают белый цвет, так и в белом шуме складываются все колебания. Такое происхождение термина "белый шум", при более подробном его рассмотрении, менее предпочтительно. В "белом шуме" присутствует очень много частот, а в белом цвете смешиваются несколько фиксированных частот. На спектре вибросигнала "белый шум" проявляется в виде поднятия общего уровня всего спектра в достаточно широкой полосе частот вблизи характерной частоты зубозацепления. Непосредственно сам "белый шум" состоит практически полностью из несинхронных компонент.
• Очень часто такое же общее поднятие спектра от "белого шума" происходит не только на частоте зубозацепления, но и на частоте собственных резонансов элементов зубчатой пары или редуктора. Это вбзникает по следующей причине. Микроудары в зубозацеплении возбуждают колебания достаточно широкого диапазона, но максимальная амплитуда колебаний будет, что полностью соответствует стандартной физической картине колебаний, на частоте собственного резонанса того или иного близко расположенного элемента редуктора. Эта частота собственного резонанса определяется конструкцией редуктора.

 Пользоваться диагностикой состояния зубчатой пары не по частоте зубозацепления, а по частотам собственного резонанса элементов редуктора, приходится в быстроходных мультипликаторах, где сама частота зубозацепления может быть очень высокой, она будет очень сильно затухать в конструкции и ее иногда невозможно даже зарегистрировать. Регистрация высокочастотной частоты зубозацепления затруднена, с одной стороны проблемами измерения при помощи вибродатчиков, и, с другой стороны, интенсивным затуханием высокочастотных колебаний внутри мультипликатора, особенно на зазорах подшипников.