ケーススタディ：ギアメッシュ故障

 

はじめに

 

ギアのかみ合い不良は、ギアを含む機械システムで一般的な問題です。ギアは回転する機械部品で、歯を持ち、他のギアと噛み合うことで機械の異なる部分間でトルクと動力を伝達します。ギアの歯が正しく噛み合わない場合、振動、騒音、摩耗を引き起こし、ギアおよびシステム全体の早期故障につながる可能性があります。ギアのかみ合い不良は、設計、製造、操作など様々な要因によって引き起こされることがあります。

 

ギア噛み合いの故障には、いくつかの種類があります。

• 摩耗: 長期間にわたり、歯車の歯は互いに繰り返し接触することで摩耗することがあります。これにより性能が低下し、さらなる損傷のリスクが増加する可能性があります。
• ピッティング: 繰り返しの応力や衝撃により、歯車の歯の表面に小さなひびや穴が発生する現象です。
• ひび割れ: 過剰な応力や衝撃により歯車にひび割れが生じることがあり、発見・修理されない場合、破滅的な故障につながる可能性があります。
• かみ合わせ不良: 歯車が正しく整列していない場合に発生し、歯の不均一な摩耗や損傷を引き起こすことがあります。
•  スコアリング: システム内の異物や破片によって、歯車の歯が傷ついたり刻まれたりする現象です。

 

分析

MDIはセメント工場で定期的なデータ分析を行うよう依頼されました。ギアボックスでギアかみ合いの故障が見つかりました。

MDIはこの分析のために以下のハードウェアを使用しました:

 

• CTCのAC246ミニサイズ、サイドエグジット、100 mV/g加速度計
• CTCのMH128-1A磁気取り付けベース
• CTCのCB108-J2C-006-C555-SF Emerson/CS互換ケーブルおよびコネクタアセンブリ
• CSI 2130データコレクター

 

ポータブルデータ収集のためにブレークアウェイ安全機能を備えたケーブルを使用すること（ここに示されているように）は、大型稼働機械でデータを収集する際のアナリストの安全にとって非常に重要です

 

結論

定期的なデータ収集を通じて、MDIは明らかなギアメッシュの故障があることを確認でき、それは結果的に欠けた歯であることがわかりました。その結果、故障する前にギアを交換することが推奨されました。

ギアボックスの測定に適した加速度計を選択することは重要です。MDIは、サイドエグジット加速度計として非常に広い周波数応答範囲を可能にするプレミアム設計のAC246を選択しました。このサイドエグジットセンサーは一体型スタッドを特徴としており、感知素子をケース内の中心に配置して高周波応答を最大化することができます（感知素子がずれて配置されるキャプティブボルトを特徴とする他のサイドエグジットセンサー設計とは異なります）。この設計により、センサーは0.6～15 kHz ±3 dBという広範な周波数応答範囲を達成し、幅広い故障を検出することが可能になります。

 

関連するCTC製品

MDIで使用されるCTC製品に加えて、CTCはこのケーススタディで検討されたようなアプリケーションでの使用に最適な、さまざまな振動解析ハードウェアソリューションも提供しています。いくつかのギアボックスでは、500 mV/gの加速度計を使用することが適切な場合があります。低速ギアボックスは、通常、ギアボックスの出力速度が比較的低い用途で使用されます。これらのギアボックスは、低速で高トルクを提供するように設計されています。500 mV/gの加速度計は、特に0.1 Hzから始まる低速で低振幅の振動を検出するように設計されています。低速ギアボックスの場合、CTCは以下を推奨しています:

 

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