Application of the local meshing plane in detecting assembly and manufacturing errors of gears

• Autorzy: Mączak J.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie lokalnej płaszczyzny przyporu w wykrywaniu błędów wykonania i montażu przekładni zębatych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper application of the local meshing plane concept is discussed and applied for overall gear quality assessment. Knowing the kinematic properties of the machine (i.e. gear teeth numbers) it is possible to modify the gearbox vibroacoustic signal in such a manner that its fragments will be linked to different rotating parts. This allows for presentation of a raw or processed gearbox signal in a form of three dimensional map on the plane "pinion teeth x gear teeth" called local meshing plane. Meshing plane in Cartesian coordinates allows for precise location and assessment of gear faults in terms of meshing quality of consecutive teeth pairs. Although the method was applied to simulated signals generated by a gearbox model, similar results were obtained for the measurement signals recorded during the back-to-back test stand experiment. Described method could be used for assessing the manufacturing quality of gears, the assembly quality as well as for the fatigue gear failure evaluation during normal exploitation.

PL

W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania lokalnej płaszczyzny przyporu do oceny jakości pracy przekładni zębatej. Znając własności kinematyczne przekładni (tj. liczby zębów kół) możliwe jest takie przekształcenie sygnału wibroakustycznego emitowanego przez przekładnię, że poszczególne jego fragmenty będą związane z kinematyką wirujących wałów. Pozwala to na przedstawienie oryginalnego lub przetworzonego sygnału w formie trójwymiarowej mapy na płaszczyźnie "zęby zębnika x zęby koła" nazywanej lokalną płaszczyzną przyporu. Płaszczyzna przyporu, we współrzędnych kartezjańskich pozwala na lokalizację i ocenę uszkodzeń przekładni poprzez ocenę jakości poszczególnych przyporów wszystkich par zębatych. Metodę zaprezentowano na przykładzie sygnałów generowanych przez model symulacyjny przekładni zębatej oraz zweryfikowano na stanowisku mocy krążącej. Opisana metoda może być używana zarówno do oceny jakości wykonania i montażu jak też do wykrywania uszkodzeń zmęczeniowych przekładni zębatych.

Słowa kluczowe

EN

gear; diagnosis; local meshing plane analysis; nonstationary signals; fault diagnosis; gearbox modelling

PL

przekładnia zębata; diagnostyka; modelowanie; lokalna płaszczyzna przyporu; sygnał niestacjonarny; diagnostyka uszkodzeń

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 4(60)
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Mączak J.

• Warsaw University of Technology, Institute of Vehicles, Narbutta 84, 02-524 Warszawa, Poland,

Bibliografia

• [1] AGMA ANSI/AGMA 2000-A88 - Gear Classification and Inspection Handbook: Tolerances and Measuring Methods for Unassembled by American Gear Manufacturers Association (AGMA).
• [2] J. Zakrajsek, A review of transmission diagnostics research at NASA Lewis Research Center, Lewis Research Center, Cleveland. Ontario, NASA Technical Memorandum 106746, Dec. 1994.
• [3] M. Jasiński and S. Radkowski, Nonlinearity and Intermodulation Phenomena Tracking as a Method for Detecting Early Stages of Gear Failures, The Archives of Transport, vol. XXII, no. 4, pp. 447-462, 2010.
• [4] R. Filonik, J. Mączak, and S. Radkowski, Apparent interference method as a way of modeling the meshing process disturbances, Machine Dynamics Problems, vol. 19, pp. 95-108, 1998.
• [5] M. Jasinski, Use of bispectral measures in the failure stage evolution development, Acta Acustica united with Acustica, vol. 96, no. 1, pp. 80-81, 2010.
• [6] J. Mączak, Local meshing plane as a source of diagnostic information for monitoring the evolution of gear faults, Engineering Asset Lifecycle Management, vol. 19, D. Kiritsis, C. Emmanouilidis, A. Koronios, and J. Mathew, Eds. London: Springer London, 2010, pp. 661-670.
• [7] R. Filonik, J. Mączak, and S. Radkowski, Simulation and modelling of low - energy tooth failure in a helical gearbox, Machine Dynamics Problems, vol. 26, no. 2/3, pp. 89-104, 2002.
• [8] J. Mączak and M. Zawisza, Miary zmęczeniowego uszkodzenia kół zębatych, Diagnostyka, vol. 34, pp. 121-126, 2005.
• [9] A. Jabłoński and T. Barszcz, Instantaneous Tooth Cyclic Power (ITCP) - a tool for diagnosis of planetary gearbox, presented at the Structure Health Monitoring Conference, Kraków, Poland, 2011.