Casestudy: Hoe synchrone averaging een pignon-faling in een lage-snelheid tandwielkast onthulde

In een groot papier-industrie-fabriek produceerde een lage-snelheid tandwielkast met een 23-tand pignon die een 132-tand stierwiel aandreef, ijzerdeeltjes in de smeerolie. De onderhoudssupervisor moest de bron van de verontreiniging pinpointen voordat de machine een catastrafale storing lijdde.

Tandwielkast Overzicht

De tandwielkast had een 23-tand pignon op de invoeras, een 132-tand stierwiel, en een tweede identiek stierwiel. Deze waren gemonteerd op twee 24-inch staalrollen. De output stierwielen roteerden op 52 rpm, terwijl de pignon op 302 rpm draaide (zie Figuur 1).

Figuur 1. Tandwielkast snelheidsverhoudingen

Initiële Onderzoek

Olieanalyse onthulde ijzerdeeltjes, maar trillingsspectra genomen nabij de lagers toonden geen lager-tonen. De verdenking viel op de tandwielen zelf, wat een diepere analyse nodig maakte om eventuele defecte componenten te isoleren.

Synchrone Averaging: Het Diagnostische Hulpmiddel

Synchrone averaging, hoewel al lang bestaand, wordt zelden benut in industriële diagnostiek. Door de trillingsopname te synchroniseren met de tandwielrotatie via een tachometer-afgeleide trigger, isoleren we de trillingssignatuur van een enkel tandwiel terwijl signalen van andere machine-elementen onderdrukt worden.

Belangrijke instellingen omvatten een opnamelengte iets langer dan één tandwielrotatie en een groot aantal averages (90 in dit geval) om helderheid te waarborgen (zie Figuur 3).

Figuur 3. Averaging instellingen

Resultaten

Terwijl beide stierwielen schone, defect-vrije waveforms toonden, onthulde de pignon's gemiddelde signaal een uitgesproken, ruisrijke regio waar ingrinding met het stierwiel onregelmatig was (zie Figuur 4).

Figuur 4. Pignon defect onthuld door averaging

Fysieke Inspectie

Ondanks de scepticisme van de onderhoudschef — gegeven de tandwielkast's 20-jarige operationele historie — werd een toegangplaat verwijderd. Inspectie toonde een ernstig versleten sleutelgat op de pignon-as, wat het wiel ongeveer een halve tand liet verschuiven. Zichtbare clearance en spalling op de pignon-boor bevestigden de mechanische wortel van de verontreiniging (zie Figuren 5–7).

Figuur 5. Spalling op pignon boor

Figuur 6. Afslijtende slijtage op tandwieltanden

Figuur 7. Close-up van beschadigde tandrand

Resolutie

De tandwielfabrikant bevestigde dat de interferentiepasvorm tussen pignon en as te los was, een toestand die tijdens installatie kan ontstaan. De pignon en as werden onmiddellijk vervangen om een catastrafale storing te voorkomen. De succesvolle interventie versterkte de waarde van trillingsmonitoring in de fabriek.

Belangrijkste Inzichten

• Synchrone averaging is een krachtige, doch onderbenutte techniek voor het isoleren van tandwiel-specifieke trillingssignaturen.
• Zelfs langdurig draaiende apparatuur kann latente defecten verbergen die zichtbaar worden door gerichte analyse.
• Snelle diagnose en correctieve actie kunnen significante downtime en reparatiekosten besparen.

Over Azima DLI

Azima DLI is een leider in predictieve machineconditie-monitoring en analyse, wat betrouwbare, schaalbare en kosteneffectieve onderhoudsprogramma's levert. Voor meer informatie, bezoek www.azimadli.com.