تست گیربکس صنعتی | اهمیت بازرسی گیربکس صنعتی
تست گیربکس صنعتی
تست گیربکس صنعتی به چه صورت انجام می شود و از چه اهمیتی برخوردار است؟ این سوال همیشه برای کسانی که با کسب و کار صنعتی سروکار دارند، ممکن اسن پیش بیاید، بنابراین ما در این مطلب سعی کردیم تا حد ممکن به این مورد بپردازیم.
معمولا شکست های زیادی در چرخ دنده های یک گیربکس صنعتی رخ می دهد، از آن جایی که چرخ دنده ها مهم ترین عضو یک دستگاه مکانیکی هستند بنابراین باید به صورت مرتب تحت آزمایش های دقیق قرار بگیرند تا میزان عمر و دوام آنها در برابر عوامل مختلفی که باعث خستگی و شکست در چرخ دنده ها می شوند، مشخص شود. به صورت کلی شکست در چرخ دنده ها از چند عامل نشات می گیرد که عبارتند از : خستگی خمشی، نیروهای ضربه و کندگی، خراش و سایش. این چند عامل در تست سلامت گیربکس صنعتی از اهمیت بسیاری برخوردارند.
به طور کلی اغلب افراد برای خرید یک گیربکس، قبل از هر چیر به قیمت خرید گیربکس صنعتی توجه می کنند، اما باید بدانیم که تست سلامت گیربکس صنعتی اهمیت بسیاری دارد. روش های مختلفی برای اعمال در تست سلامت گیربکس صنعتی وجود دارد. روش مکانیکی که در آن از یک بازو با وزنه هایی که به یک سر آن آویزان هستند جهت اعمال بار استفاده می شود، و روش سیال که در این نوع روش برای اعمال بار از مقاومت یک سیال با ظرفیت بالا و پمپ استفاده می شود و روش الکتریکی که در این روش از یک مقاومت که به وسیله یک الکتروموتور برای اعمال بار، استفاده می کنند.
در چه مواقعی گیربکس صنعتی به طور کامل مورد بررسی قرار می گیرند؟
در بیشتر اوقات مشاهده می شود که لازم است یک گیربکس صنعتی به طور کامل مورد آزمایش و بررسی قرار گیرد و زمانی باید یک گیربکس به طور کامل تست سلامت شود که موارد زیر بوجود آمده باشد:
1. به دلیل اینکه انواع مختلفی از شکست ممکن است در چرخ دنده روی دهد اغلب شکست ها را نمی توان پیش بینی کرد.
2.خیز محور گیربکس صنعتی عاملی است که روی بارگذاری دندانه تاثیر می گذارد.
با توجه به دو شرط بالا باید گیربکس کامل به همراه یاتاقان های مناسب،محور ها وسیستم روغن کاری مناسب ،مورد تست قرار بگیرد. ولی میزان بازدهی در دستگاه های تست گیربکس صنعتی در حالت معمول کم است و علت این امر وجود تعداد زیادی چرخ دنده که در گیربکس صنعتی قرار داده شده،است.
انواع مختلف چیدمان تست گیربکس صنعتی
چیدمان تست سلامت دارای دو نوع مختلف بوده که شامل چیدمان تست از حیث کنترلی و چیدمان تست از حیث چیدمان اجزای مکانیکی می باشد.
- چیدمان تست دوام از حیث کنترلی: این چیدمان شامل دو نوع لوپ باز و لوپ بسته است که در چیدمان لوپ باز این فقط سرعت و شتاب است که در خروجی گیربکس صنعتی مورد سنجش و آزمایش قرار می گیرد و در چیدمان لوپ بسته مقدار شتاب و سرعت در خروجی و ورودی گیربکس صنعتی مورد آزمایش اندازه گیری می شود و توسط یک سیستم کنترلی و نرم افزاری تجزیه و تحلیل می شود.
- چیدمان تست دوام از حیث چیدمان اجزای مکانیکی: این چیدمان شامل دو بخش چیدمان تک گیربکسی و چیدمان جفت گیربکسی است که در چیدمان تک گیربکسی یک الکتروموتور سه فاز یا الکتروموتور تک فاز در ورودی گیربکس صنعتی مورد آزمایش و یک ژنراتور در خروجی گیربکس صنعتی جهت اعمال بار قرار می گیرد. در چیدمان جفت گیربکسی در ورودی گیربکس مورد آزمایش یک الکتروموتور و در خروجی آن یک گیربکس صنعتی از همان نوعی که مورد آزمایش قرار می گیرد به شکل کوپل شده و به صورتی که خروجی گیربکس صنعتی مورد آزمایش به خروجی گیربکس صنعتی کوپل شده وصل شود، همینطور عامل اعمال بار که معمولا الکتروموتور است در ورودی گیربکس صنعتی کوپل شده قرار می گیرد.
طراحی چیدمان در تست سلامت گیربکس ها
تست سلامت یا پایداری گیربکس ها در انواع مختلفی از چیدمان ها وجود دارد. در یکی از این چیدمان ها با توجه موقعیت شفت ورودی، شفت خروجی و میز دو گیربکس صنعتی به صورتی که پشت سر هم باشند قرار می گیرند که در آن از گشتاور قفل استفاده می شود، گیربکس صنعتی مورد آزمایش یکی از دو گیربکسی است که پشت سر هم قرار گرفته اند به صورتی که محور خروجی گیربکس مورد آزمایش در اتصال با محور ورودی گیربکس گشتاور مقاوم می باشد.
برای ایجاد ایمنی در انتقال و همینطور اتصال محورها به یکدیگر از کوپلینگ برای ایجاد اتصال میان شفت موتور به شیفت ورودی گیربکس مورد آزمایش و همچنین وصل نمودن شفت ژنراتور با شفت ورودی گیربکس گشتاور مقاوم، استفاده می کنند. برای اتصال میان شفت خروجی گیربکس مورد آزمایش با گیربکس گشتاور مقاوم از نوعی کوپلینگ به نام پینی و برای اعمال گشتاورهای مختلف از الکتروموتور بهره می گیرند.
در طراحی اجزایی که از آنها در اجرای تست گیربکس صنعتی استفاده می شود به عواملی چون انتخاب الکتروموتور، انتخاب و طراحی کوپلینگ، انتخاب و طراحی یاتاقان ها توجه می شود. برای تست انواع گیربکس ها دستگاه های متعدد و مختلفی وجود دارد که یک نمونه از آنها روشی است که به آن روش گشتاور قفل شده می گوییم، و در این روش دو گیربکس به صورت پشت به پشت به هم وصل هستند که یکی از این دو گیربکس، گیربکس مورد آزمایش ما می باشد. این نحوه قرار گرفتن باعث می شود محورهای خروجی به هم و محورهای ورودی نیز به یکدیگر وصل باشند.
چه راه هایی برای جلوگیری از خسارت به گیربکس ها وجود دارد؟
از آنجا که گیربکس و الکتروموتورها در ماشین آلات صنعتی بخش مهمی به حساب می آیند پس باید کمترین میزان آسیب و خسارت نیز متوجه آنها باشد. بنابراین تعمیر و نگهداری گیربکس صنعتی باید همیشه مورد بازرسی و توجه باشند. برای به حداقل رساندن یا جلوگیری از آسیب به گیربکس ها می شود در هنگام شکست ناگهانی یکی از چرخ دنده ها از کلاچ های overload که اگر بار بیش از حد مجاز و تعریف شده باشد وارد عمل شده و اتصال محور به منبع را قطع می کنند و سوئیچ های قطع جریان استفاده شده استپ استفاده نمود.
باید به بعضی از خطاها مانند خطای انتقال نیز توجه نمود، در واقع خطای انتقال، همان اختلاف بین موقعیت موثر و سینماتیک است که رخداد آن دلایلی دارد که شامل خطاهای فاصله ای دندانه ها، اثرات دینامیکی و انحراف باعث شده با بار روی دندانه ها، می باشد.
خنک کاری از جمله کارهایی است که جلوی استهلاک زودتر از موعد گیربکس صنعتی را گرفته و به افزایش عمر مفید آن کمک می کند. برای خنک کاری گیربکس ها لوله هایی بالای هر گیربکس صنعتی تعبیه شده که آب درون آنها خالی می شود و در آبشخوری که در زیر آنها قرار دارد جمع خواهد شد.
مزیت دستگاه تست گیربکس صنعتی چیست؟
از مهم ترین مزیت های ارائه این طرح این است که بار اهمال شده حتما باید به اندازه ای باشد که بتواند گشتاور گیربکس که مورد آزمایش قرار می گیرد را تامین کند زیرا در غیر اینصورت گشتاور خروجی که معمولا میزان آن بسیار بیشتر است به صورت خودرو ایجاد می شود.
برای بهبود وضعیت دستگاه تست گیربکس صنعتی راه های زیادی وجود دارد که مهم ترین آنها این است که به جای انتقال قدرت تسمه ای از انتقال چرخ زنجیر یا انتقال چرخ دنده ای استفاده کنیم چرا که با اینکه انتقال تسمه ای، ارزان و مطمئن و ساده است اما در تنظبم شفت ها باید دقت زیادی خرج کرد. همینطور انتقال تسمه ای سر و صدای زیادی را نیز تولید می کند. کار دیگری که می توانیم برای بهبود دستگاه تست گیربکس صنعتی انجام دهیم این است که از بارگذاری هیدرولیک استفاده کنیم، چرا که بهترین روش موجود برای بارگذاری استفاده از محرک های هیدرولیکی می باشد که ایجاد گشتاور پیچشی کرده و با محور ورودی یکی از گیربکس ها کوپل می شود و در این صورت گیربکس صنعتی روی پایه ای محکم شده و دیگر نیازی به لولا شدن گیربکس نیست. در این صورت علاوه بر اینکه اعمال گشتاور ساده تر و سریعتر پیش می رود، فرصتی برای اعمال گشتاورهای برنامه ریزی شده یا ناگهانی را به درون سیستم مهیا می کند.
انواع مختلف تست گیربکس صنعتی
9 مورد تست که برای تست گیربکس بسیار مهم است:
- بازرسی ورودی، محفظه گیربکس را بررسی کنید، و اطمینان حاصل کنید که آنها الزامات فنی را برآورده می کنند.
- بازرسی فرآیند تحت ماشین کاری، ابعاد را در حین ماشین کاری بررسی کنید تا مطمئن شوید که الزامات لازم در طراحی را برآورده می کنند.
- چرخ دنده، پینیون، مشخصات دندانه، محور چرخ دنده، مطمئن شوید که مشخصات مطابق با درخواست فنی است.
- ناحیه تماس جفت چرخ دنده را بررسی کنید و مطمئن شوید که الزامات درصد تماس فرآیند دنده را برآورده می کند.
- آزمایش عملیات حرارتی، شامل تست سختی، آنالیز متالوگرافی، تست مقاومت کششی.
- بازرسی گشتاور، پس از مونتاژ گیربکس، داده های گشتاور را بررسی کنید. مطمئن شوید که الزامات طراحی را برآورده می کنند.
- تست نویز، پس از مونتاژ گیربکس، صدای در حال اجرا را تست کنید. مطمئن شوید که آنها تحت داده درخواست هستند.
- تست نشتی، گیربکس را به مدت 30 ثانیه در استخر بازرسی فرو کنید، بررسی کنید که آیا نشتی اتفاق می افتد یا خیر. بدون نشتی به فرآیند بعدی مجاز است.
- تست چسبندگی پوشش. پس از رنگ آمیزی گیربکس، آزمایش چسبندگی پوشش را ادامه دهید تا بررسی کنید که آیا رنگ با درخواست فنی واجد شرایط است یا خیر.
در ادامه درباره انواع تست ها توضیحاتی می آوریم:
-
تست های کندگی،سایش و خراش در گیربکس صنعتی
برای بررسی تست های شکست کندگی، خراش و سایش روش های مختلفی وجود دارد اما ساده ترین روشی که می توان در این رابطه به آن پی برد روشی است که در آن وسایلی به کار برده شود که حرکت دو دندانه را شبیه سازی کند. مثلا می شود جای دو دندانه را با دو دیسک یا دو استوانه تعویض نمود و آنها را با هم درگیر کرد و کندگی و خراش را روی آنها مورد مطالعه قرار داد. در بعضی دستگاه ها نیز ظرفی وجود دارد که سه ساچمه استاندارد در آن به هم فشرده شده اند و از طرف ساچمه چهارم تحت فشار هستند.
-
تست شکست گیربکس صنعتی
شکل هندسی دندانه چرخ دنده ها نقش مهمی برای مقاومت آنها در برابر شکست دارد اما در هیچ کدام از این تست ها هیچ نقشی ندارد. بنابراین بهترین و دقیق ترین روشی که می توان برای تست از آن استفاده کرد تست چرخ دنده های واقعی در شرایط حقیقی است.برای بررسی هر کدام از این شکست ها چرخ دنده ها باید تحت اثر بار واقعی باشند و با سرعت واقعی کار کنند.
-
تست جذب قدرت
معمولا در حالت کلی بار به وسیله یک الکتروموتور تامین شده و جذب آن توسط یک دینامومتر الکتریکی یا آبی و از طریق چرخ دنده خروجی در گیربکس صنعتی صورت می پذیرد. این روش را تست جذب قدرت تعریف می کنند.
تست جذب قدرت مزایا و معایبی دارد که در اینجا به معایب آن می پردازیم. این تست سه محدودیت دارد: اول اینکه اگر ابعاد چرخ دنده ها بزرگ باشد بنابراین تجهیزات مورد استفاده مثل الکتروموتور ، دینامومتر و … هم بزرگ هستند و در نتیجه حجم بیشتری را در بر می گیرند . دومین محدودیت این روش هزینه بالایی است که باید جهت انجام این تست صرف شود و سومین محدودیت تست قدرت میزان زیاد قدرت خروجی است که توسط دینامومتر جذب و هدر می رود.
-
تست گشتاوری یا تست گشتاور قفل شده در گیربکس صنعتی
محدودیت هایی که برای انجام تست قدرت وجود دارد سبب شده اند تا روش های دیگری برای انجام تست خستگی سطحی چرخ دنده و به صورت کلی تر تست کامل یک گیربکس صنعتی ، ارائه شود. یکی از این روش ها تست گشتاوری یا تست گشتاور قفل شده است.
این روش یعنی تست گشتاوری یا تست گشتاور قفل شده مزایای بسیاری دارد اما قابل توجه ترین مزیت آن می تواند این نکته باشد که در این روش امکان اعمال گشتاور آن هم پس از راه اندازی چرخه روغن کاری و بعد از اینکه دنده ها دارای سرعت مورد نظر شدند، وجود دارد چرا که مهندسان این حوزه به این نتیجه مهم رسیده اند که اگر پیش از اینکه سیستم حرکت خویش را آغاز کند گشتاور اعمال شود در یاتاقان نقص هایی ایجاد می شود.
همینطور محدویت مکانی وجود ندارد و می شود هر نوع گیربکس صنعتی یا چرخ دنده ای بدون مشکل مورد ارزیابی و آزمایش قرار بگیرد. این تست بدون نیاز به وسایل و تجهیزات ابعاد بزرگ و پیچیده ای مثل دینامومترهای بزرگ یا موتورهای تولید قدرت بالا انجام می پذیرد. در این روش رقم صرفه جویی توان بسیار قابل توجه و در بیشتر اوقات بالای 90 درصد است به طوری که معمولا هر جفت چرخ دنده حدودا 2 درصد از توان انتقالی را به شکل اصطکاک از دست می دهند بنابراین در تست گیربکس صنعتی کامل میزان توان استهلاکی بیشتر می شود.
همانطور که اشاره شد از روش تست گشتاوری یا تست گشتاور قفل شده در بررسی کندگی،خراش و سایش در ابعاد وسیعی استفاده می شود اما مشکلی در این میان وجود دارد که به تعریف میزان و مقیاس شکست در هر کدام از این شکست ها برمی گردد. برای مثال شروع کندگی از کندگی های ریزتر است و با کندگی هایی که سطح بیشتر را در بر بگیرند خاتمه می یابد. سایش با عمل خط خط شدن آغاز شده و تا سایش های سنگین تر ادامه پیدا خواهد کرد. با توجه به این تعاریف این اتفاق که ماشین به نحوی تنظیم شود که اگر سایش یا کندگی به نقطه مشخصی رسیدند به صورت اتوماتیک توقف کند، امکان پذیر نیست. پس با توجه به این مطلب، اینکه از نظر متخصصین چه میزان سایش، کندگی یا خراش باید رخ بدهد که ایجاد شکست کند بسیار متفاوت است.
-
تست کنتاکت گیربکس
در اغلب بخش‌های صنعتی برای اطمینان از درستی عملکرد، گیربکس صنعتی و یا حتی پمپ و الکتروموتور را مورد آزمایش و بررسی قرار می‌دهند که این تست می‌تواند بلافاصله پس از تولید، در هنگام تعمیر و یا بازبینی‌های دوره‌ای هر گیربکس انجام بگیرد. قابل توجه است که در تست کنتاکت گیربکس صنعتی معمولاً دو عمل صورت می‌گیرد که اولی بازبینی میزان باز شدگی چفت بین دنده‌ها و دومی درصد درگیری پهنای چفت چرخ‌دنده‌ها است. این دو عمل در وضعیت‌های تحت بار و بدون بار همچنین در جهت‌های چپ گرد و راست گرد انجام می‌شوند.
تست کنتاکت گیربکس صنعتی در حالت بدون بار و تحت بار
- در حالت بدون بار: در صورتی که تعداد گیربکس صنعتی تولید شده کم و محدود باشد، اغلب از پوسته گیربکس برای تست کنتاکت گیربکس استفاده می‌نمایند. بدین منظور معمولاً چرخ‌دنده‌های گیربکس صنعتی بر روی پوسته آن نصب شده و سپس بر روی چرخ دنده بزرگ‌تر، دو رنگ متفاوت و دارای قابلیت تمایز و به فاصله چند دنده چسبانده می‌شود؛ همچنین با چرخاندن چرخ دنده کوچک‌تر میزان درگیری بین دو چرخ دنده در دو جهت مختلف (ساعت گرد و پاد ساعت گرد) تست می‌شود. کمترین میزان سطح درگیری بین چرخ دنده باید 70% سطح دنده را در بر بگیرد؛ همینطور در نظر بگیرید که نباید بیضی تماس در کناره‌های عرض دنده قرار گیرد و اگر نحوه قرارگیری بیضی بدین شکل باشد، لازم است چرخ دنده اصلاح شود.
- در حالت تحت بار: در ادامه باید اشاره کنیم، هنگامی که بخواهند برای گیربکس صنعتی تست کنتاکت را در حالت تحت بار انجام بدهند، دنده‌های آن را کاملاً رنگی می‌کنند و این تست را تحت شرایط کاری انجام می‌دهند. بعد از طی شدن زمان مشخص شده، این دنده‌ها را مورد بررسی قرار داده و سطح تماس دنده‌ها تست می‌شود.
سخن پایانی
در نهایت باید به این نکته توجه کرد که هر وسیله یا تجهیزات مکانیکی که دارای گیربکس است، باید تست سلامت و پایداری بر روی آن صورت بگیرد تا عملکرد صحیح آن اثبات و در صورت بروز مشکلی رفع گردد. بنابراین در پایان تست سلامت گیربکس نباید هیچگونه خرابی و از هم گسستگی در مورد قطعات و اجزای آزمایش شده مشاهده شود در غیر اینصورت نتیجه آزمایش مورد پذیرش نیست. در این مطلب سعی کردیم درباره انواع تست گیربکس صنعتی اطلاعات مفیدی را خدمتتان ارائه دهیم. در صورت بروز هرگونه سؤال و یا مشکلی درباره این موارد، کارشناسان مجموعه شیبا صنعت همواره آماده پاسخگویی به شما عزیزان هستند.