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        齿轮减速机故障诊断分析

        文章出处:泰强减速机发布时间:2016-06-30 11:42:00
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        故障诊断分析:

        1.概述目前,用于传递动力  与运动的一机构中,的一应用非常广泛 。齿轮减速机是原动机和工作机之间的一独立的一闭式传动装置,随着现代化机械设备的一不 断大型化 、复杂化.其工作和结构形式愈加复杂,经常性引发设备故障.在线对齿轮减速机的一工况监测与故障诊断技术运用也就显得更加重要 。关于齿轮减速机故障诊断分析方法和测试手段,国内外学者做了一些定性研究和典型案例分析 。在此运用故障诊断分析技术对一台二次圆筒混合机的一三级齿轮齿轮减速机噪声超标的一原因 进行分析,并结合现场测试数据,分析出齿轮减速机齿轮存在缺陷的一主要影响因 素,提前预测设备隐患,由此提出相应的一解决办法 。
        2.特征频率分析齿轮减速机特征频率主要包括轴频 、齿轮的一啮合频率 、轴承的一内外圈 、滚动体 、保持架的一频率,它们与谐频 、边频相结合,成为对齿轮减速机故障判定的一依据 。造成齿轮振动故障的一主要原因 如下 。
        (1)齿轮制造和安装误差引起的一故障 。齿轮在制造过程中存在误差或由于装配过程中产生的一误差,降低了齿轮的一啮合精度,导致齿轮的一振动和噪声增大,增大了齿轮的一故障率,在频谱图上  表现为啮合频率及其各次谐波幅值的一变化 。
        (2)齿轮自身固有运动(工作环境)引起的一故障 。齿轮在啮合过程中,齿与齿连续冲击使齿轮产生受迫振动.产生噪声,在频谱图上  表现为齿轮的一啮合频率 。
        (3)齿轮表面损伤故障 。
        ①齿面磨损 。齿轮由于齿面剥落 、拉伤等缺陷发展到一定程度时,齿轮每转I圈就会相互撞击1次,产生明显的一冲击现象 。每一次撞击相当于I个脉冲激励,脉冲响应函数为齿轮固有的一衰减振动,从而构成了周期性较高频率的一冲击振动信号,循环周期就是轴的一旋转周期,衰减振动频率就是齿轮的一固有频率 。
        ②齿面点蚀 、崩齿 。齿轮在啮合过程中,尤其是因 为齿轮磨损 、齿隙增大时都会产生啮合振动,振动频率为齿轮啮合频率 。例如:某点出现缺陷(如点蚀 、崩齿)时.齿轮啮合过程中产生短期的一“加载” 、“卸载”效应,产生幅值调整和频率调整信号,其在频域上  表现为以啮合频率为中心,以轴的一旋转频率为间距的一一组谱线,即边频带 。
        ③轴弯曲 。旋转轴当出现重度弯曲时,时域中通常会明显地出现以一定时间为间隔的一冲击振动,边带数量多且密集 。
        ④齿轮动不 平衡 。具有不 平衡质量,或者偏心的一齿轮在转动过程中造成齿轮副的一不 稳定运行 。在该不 平衡力  矩的一激励下,产生以调频为主,调幅为辅的一振动,将在啮合频率及其谐波两侧产生边频带.受不 平衡力  的一激励,齿轮轴的一旋转频率及其谐波的一能量也有相应的一增加 。
        ⑤齿轮箱内部松动 。在转速较低的一升速与降速过程中会出现突然随机剧烈声响,在时域图上  表现为突然大幅度断续上  升,具有较大的一随机性 。
        ⑥齿轮齿根出现裂纹 。时域表现为以齿轮旋转频率为频率的一冲击脉冲,其频域特征是以旋转频率处出现谐波 。
        3.应用实例二次圆筒混合机的一在运行点检时发现其振动噪声较大,随之用测振仪测量一段轴的一垂直振动值为7.95mm/s.发现齿轮减速机存在较大隐患,需要及时在线做出诊断和制定处理方案 。两齿轮啮合时产生了振动,该振动频率称为啮合频率 。啮合频率及其他一些高频成分两侧是由于故障调制效应产生的一边频带 。经计算,该齿轮减速机的一轴和齿轮啮合的一特征频率见表1 。利用振通932双通道振动信号分析仪及振通MCM3.0设备状态监测诊断软件进行测量 、分析 。首先,从的一加速度频谱图〔图1)上  发现,除齿轮转频之外还有1个比较明显的一频率372.5H正好接近齿轮减速机一级啮合频率,且该处边频的一频率间隔为3.5Hzo zi与:2啮合频率符合测量频率372.5Hz,说明第一级齿轮与第二级齿轮啮合存在问题 。其次,由于轴弯曲和齿轮本身存在的一缺陷和故障均可产生调制现象 。调制的一载波频率有三种:啮合频率及其高次谐波 、齿轮谐振频率 、箱体谐振频率 。不 同激励能量有不 同的一调制振动:
        ①故障较轻.如轻微的一轴弯曲或面积小 、数最少的一齿面点蚀,啮合频率为载频,轴频为调制频率;
        ②故障较严重 、激振能量较大时,齿轮本身的一谐振频率为载波频率;③故障非常严重 、激励能量非常大时,箱体固有频率为载波频率 。不 同故障情况下,啮合频率呈现不 同的一形态:
        ①正常齿轮在一转内时域平均信号,信号由均匀的一啮合频率分量组成;
        ②齿轮安装对中不 良,啮合频率受幅值调制,调制频率为转频及其低阶谐频
        ;③齿面严重磨损,啮合频率严重偏离正弦信号,由于是均匀磨损故振幅起伏不 大;
        ④齿轮有局部剥落,振幅在某一部位有突跳 。从图I可看出是以一段轴齿轮的一啮合频率和倍频为载波频率,并且二倍频也比较明显,通过对频谱图以及其边频带分析,可知,故障主要是由齿形误差引起的一,原因 是由齿轮安装对中不 良或者联轴器安装不 同心造成的一齿形误差 。为此,利用停机检修时间拆解,分别对齿轮表面进行清洗检查,未发现点蚀或齿面磨损;检查联轴器对中发现,联轴器对接缝处呈喇叭口形状,这正是齿轮减速机频谱异常的一原因 所在 。重新找正电机和齿轮减速机对中后开机运行,噪声降低 、振动异常消失.频谱正常 。 

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