齒輪故障診斷

1、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù) ----齒輪故障診斷,北京科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院黎 敏 陽(yáng)建宏2024/3/20,齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪的分類 齒輪的嚙合過(guò)程,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí)齒輪振動(dòng)的機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),概述,齒輪故障診斷概述,在現(xiàn)代機(jī)械中，要求齒輪在高速、重載等工況下工作，又要求

2、齒輪傳動(dòng)具有高平穩(wěn)性、高可靠性,據(jù)日本新日鐵會(huì)社的統(tǒng)計(jì)，齒輪故障約占機(jī)器總故障次數(shù)的10.3%左右 從1956年至1986年，在美國(guó)導(dǎo)致人員傷亡或飛機(jī)損壞的直升機(jī)重大飛行事故中，齒輪箱是最主要的故障源，約占22%，為了防止此類事故的發(fā)生而不得不進(jìn)行頻繁地維修，維修費(fèi)用達(dá)到了直升機(jī)飛行成本的30%,,齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn),齒輪故障診斷概述,作用：傳遞扭矩、改變轉(zhuǎn)速 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比精確、傳動(dòng)效率高 缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求較高；不

3、適于中心距較大的兩軸間傳動(dòng) ；使用維護(hù)費(fèi)用較高；精度低時(shí)、噪音、振動(dòng)較大,N1.M1 = N2.M2,,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),齒輪傳動(dòng)的分類按裝置形式分開(kāi) 式：沒(méi)有防護(hù)罩，用于低速非重要場(chǎng)合半開(kāi)式：有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，常用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械閉 式：裝在封閉嚴(yán)密的箱體內(nèi)，常用于汽車、航空,齒輪故障診斷概述,打谷機(jī),齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),減速機(jī),直 齒： 嚙合過(guò)程不夠穩(wěn)定，嚙合剛度變化斜 齒 ：可以更好的完成齒

4、和齒之間的傳動(dòng)，它的缺點(diǎn) 是會(huì)在軸上產(chǎn)生一個(gè)軸向扭力人字齒：可以消除軸向的扭力，但是裝配更困難。,齒輪故障診斷概述,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),齒輪傳動(dòng)的分類按輪齒的不同類型分,,,,,齒輪傳動(dòng)的分類按工作軸的相對(duì)位置分,齒輪故障診斷概述,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),平行軸齒輪傳動(dòng) 相交軸齒輪傳動(dòng) 交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng),齒輪的嚙合過(guò)程----嚙合點(diǎn)

5、位置的變化,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),主動(dòng)輪,從動(dòng)輪,主動(dòng)輪的齒根與從動(dòng)輪的齒頂接觸,嚙合開(kāi)始,主動(dòng)輪的節(jié)點(diǎn)與從動(dòng)輪的節(jié)點(diǎn)接觸,嚙合中間,主動(dòng)輪的齒頂與從動(dòng)輪的齒根接觸,嚙合結(jié)束,主動(dòng)輪,從動(dòng)輪,齒輪的嚙合過(guò)程----嚙合齒數(shù)的變化,齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí),齒面受載變化,齒輪剛度變化,齒輪嚙合齒數(shù)的變化,嚙合齒數(shù),2,1,2,,,,,,,,,嚙合的輪齒對(duì)數(shù)越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，每個(gè)輪齒所承受的載荷越小,齒輪的力學(xué)模型分析 幅值調(diào)制與頻率調(diào)制

6、齒輪振動(dòng)的其他成分,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪的分類 齒輪的嚙合過(guò)程,,,齒輪的力學(xué)模型分析,齒輪故障診斷齒輪的振動(dòng)機(jī)理,齒輪副力學(xué)模型,振動(dòng)方程為：,齒輪的力學(xué)模型分析,齒輪故障診斷齒輪的振動(dòng)機(jī)理,若考慮齒面摩擦力為0,齒輪的振動(dòng)為自激振動(dòng) 為常規(guī)振動(dòng)，由材料靜變形引起的振動(dòng)

7、 取決于齒輪故障情況,,齒輪的振動(dòng)主要是由 的周期變化引起的。,齒輪的力學(xué)模型分析,齒輪故障診斷齒輪的振動(dòng)機(jī)理,從一個(gè)輪齒開(kāi)始進(jìn)入嚙合到下一個(gè)輪齒進(jìn)入嚙合，齒輪的嚙合剛度就變化一次。 因此齒輪嚙合剛度的變化頻率----嚙合頻率,,,,,,,,,齒輪剛度變化,嚙合齒數(shù),齒輪嚙合齒數(shù)的變化,2,1,2,帶點(diǎn)蝕故障的齒1旋轉(zhuǎn)一周，與齒2嚙合一次，產(chǎn)生一次沖擊即：轉(zhuǎn)一圈一次沖擊，與轉(zhuǎn)頻在數(shù)值上是相等的,舉例說(shuō)明帶點(diǎn)蝕故障的齒輪的嚙

8、合過(guò)程：,齒輪的力學(xué)模型分析,齒輪故障診斷齒輪的振動(dòng)機(jī)理,上節(jié)課內(nèi)容復(fù)習(xí),什么是轉(zhuǎn)頻？,轉(zhuǎn)頻表示每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。,例如：發(fā)生一個(gè)斷齒，轉(zhuǎn)速850r/min, 轉(zhuǎn)頻 f =14.2Hz,1秒鐘有14個(gè)沖擊,齒輪的力學(xué)模型分析 幅值調(diào)制與頻率調(diào)制齒輪振動(dòng)的其他成分,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,信號(hào)調(diào)制,信號(hào)調(diào)制可以分為：幅值調(diào)制、頻率調(diào)制,幅值調(diào)制,頻率調(diào)制,原因1：齒輪載荷

9、不均勻、齒距不均勻及故障造成的載荷波動(dòng)，會(huì)對(duì)振動(dòng)幅值產(chǎn)生影響 原因2：同時(shí)也產(chǎn)生扭矩波動(dòng)，使齒輪轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而影響頻率結(jié)構(gòu),信號(hào)調(diào)制---調(diào)幅,齒輪嚙合過(guò)程中，嚙合頻率及其各次諧波視為載波齒面點(diǎn)蝕、剝落引起的振動(dòng)(周期出現(xiàn))信號(hào)，視為調(diào)制波兩者同時(shí)存在時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生調(diào)制效應(yīng) 時(shí)域上表現(xiàn)為 ── 相乘 頻域上表現(xiàn)為

10、 ── 卷積,Question?,載波：,調(diào)制波：,合成信號(hào)：,嚙合頻率,轉(zhuǎn)頻,信號(hào)調(diào)制---調(diào)幅,例： 齒輪嚙合振動(dòng)信號(hào)： 齒輪點(diǎn)蝕引起的振動(dòng)信號(hào): 調(diào)幅后的振動(dòng)信號(hào)為：,,,調(diào)幅后的振動(dòng)信號(hào)在頻域表示為：,,,,,,,,,,,,,,,,f,A,,,,,信號(hào)調(diào)制---調(diào)幅,齒輪振動(dòng)的方程為：,,為載波信號(hào)，它包含有齒輪嚙

11、合頻率及其倍頻成分,為調(diào)制信號(hào)，反映齒輪的誤差和故障情況,時(shí)域,頻域,信號(hào)調(diào)制---調(diào)幅,局部缺陷：齒輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)脈沖激勵(lì)，齒輪的嚙合頻率被一個(gè)短的周期脈沖所調(diào)制，在頻譜中表現(xiàn)為在嚙合頻率兩側(cè)有大量的邊頻帶，其幅值較低，且分布均勻而平坦。分布缺陷：指比較均勻分布的缺陷，它相當(dāng)于時(shí)域包絡(luò)線較寬的脈沖。因此，它在頻域中表現(xiàn)為在嚙合頻率兩邊產(chǎn)生了一簇幅值較高、起伏較大、分布較窄的邊頻帶。,局部缺陷，沖擊歷程短，頻域分布寬,分布缺陷，

12、沖擊歷程長(zhǎng)，頻域分布窄,對(duì)于齒輪傳動(dòng)，任何導(dǎo)致產(chǎn)生幅值調(diào)制的因素也同時(shí)會(huì)導(dǎo)致頻率調(diào)制。兩種調(diào)制總是同時(shí)存在的。對(duì)于質(zhì)量較小的齒輪副，頻率調(diào)制現(xiàn)象尤為突出調(diào)頻的振動(dòng)信號(hào)包含有多個(gè)頻率分量，并以嚙合頻率為中心，以調(diào)制頻率為間隔形成多對(duì)的調(diào)制邊帶,信號(hào)調(diào)制---調(diào)頻,,信號(hào)調(diào)制---交叉調(diào)制,諧振能量對(duì)不同調(diào)制振動(dòng)的影響,在很多情況下，齒輪或齒輪箱在承載運(yùn)行中，由于其它激振力而引起了齒輪、軸或軸承內(nèi)、外圈滾動(dòng)體等零件的諧振。

13、【固有頻率】,調(diào)頻和調(diào)幅的共同點(diǎn)載波頻率相等邊帶頻率對(duì)應(yīng)相等邊帶對(duì)稱于載波頻率齒輪振動(dòng)信號(hào)調(diào)制特點(diǎn)實(shí)際齒輪系統(tǒng)中，調(diào)幅與調(diào)頻同時(shí)存在兩者共同作用時(shí)，導(dǎo)致載頻兩側(cè)的邊頻成分的幅值非對(duì)稱分布,信號(hào)調(diào)制---小結(jié),1GMF,齒輪的力學(xué)模型分析 幅值調(diào)制與頻率調(diào)制齒輪振動(dòng)的其他成分,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,隱含成分(Ghost Components)產(chǎn)生

14、原因：由于加工過(guò)程中帶來(lái)的周期性缺陷。例如由滾齒機(jī)工作臺(tái)的分度渦輪蝸桿及齒輪的誤差引起,齒輪振動(dòng)的其他成分---隱含成分,特點(diǎn)：它不受載荷變化的影響，由幾何誤差引起；它一般對(duì)應(yīng)于某個(gè)分度渦輪的整數(shù)齒；隨齒輪跑合、均勻磨損，隱含成分及各次諧波成分逐漸下降,,,,,運(yùn)行一個(gè)月后隱含成分下降,新齒輪,運(yùn)行一個(gè)月后,齒輪的力學(xué)模型分析 幅值調(diào)制與頻率調(diào)制齒輪振動(dòng)的其他成分,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)

15、實(shí)測(cè)案例分析,,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,簡(jiǎn)易診斷 精密診斷 其他常用的信號(hào)分析方法,,振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量,測(cè)點(diǎn)選擇傳感器的安裝位置不同，所得到的測(cè)定值會(huì)有較大差異對(duì)各測(cè)點(diǎn)做出標(biāo)記，以保證每次測(cè)量的部位不變測(cè)量部位的表面應(yīng)是光滑潔凈的，避免臟物對(duì)振動(dòng)傳遞造成衰減一般應(yīng)盡可能地沿水平、垂直和軸向三個(gè)方向進(jìn)行測(cè)定,,,H,V,振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量,傳感器的選擇一般應(yīng)將所測(cè)的振動(dòng)按

16、頻帶分級(jí)實(shí)際測(cè)量中，在同一測(cè)點(diǎn)為通常選用加速度傳感器，再通過(guò)積分電路轉(zhuǎn)換成所需的測(cè)量參數(shù),對(duì)低頻段一般選用位移傳感器對(duì)中頻段一般選用速度傳感器對(duì)高頻段一般選用加速度傳感器,傳感器的安裝方法安 全 性：安裝位置必須保證在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)的工作安全最短路徑：在振源和傳感器之間必須要有一個(gè)良好的機(jī)械傳 輸路徑，應(yīng)該選擇振源和傳感器間的最短路徑防 共 振：不能將傳感器安裝

17、到自身會(huì)受到機(jī)器振動(dòng)激勵(lì)的 部件上，如：風(fēng)扇罩、聯(lián)軸器防護(hù)蓋等部件采樣參數(shù)設(shè)定已知齒輪齒數(shù)，建議頻率范圍Fmax 設(shè)定為≥3.25×GMF齒輪齒數(shù)未知，頻率范圍Fmax 設(shè)定為每根軸的轉(zhuǎn)速的200倍注意頻率分辨率測(cè)定周期設(shè)備正常時(shí)保持一定周期；在振動(dòng)增大時(shí)，縮短監(jiān)測(cè)周期,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量,,齒輪的簡(jiǎn)易診斷,簡(jiǎn)易診斷方法目的：迅速

18、判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài)手段：利用齒輪的振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行診斷,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,絕對(duì)值判定法：利用齒輪箱上同一測(cè)點(diǎn)部位測(cè)得的振幅值直接作為評(píng)價(jià)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)相對(duì)值判斷法：將在齒輪箱同一部位測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻測(cè)得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較,齒輪的簡(jiǎn)易診斷,簡(jiǎn)易診斷方法目的：迅速判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài)手段：利用齒輪的振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行診斷,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,絕對(duì)值判定法：利用齒輪箱上同一測(cè)點(diǎn)部位測(cè)

19、得的振幅值直接作為評(píng)價(jià)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)相對(duì)值判斷法：將在齒輪箱同一部位測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻測(cè)得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較,,,齒輪的簡(jiǎn)易診斷,常用的特征值計(jì)算方法,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,,無(wú)量綱參數(shù)作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn)是對(duì)故障信息敏感，而對(duì)信號(hào)的幅值大小不敏感,,最常用的衡量指標(biāo)，能反映出設(shè)備的振動(dòng)水平,齒輪的簡(jiǎn)易診斷,測(cè)定參數(shù)法,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,齒輪發(fā)生斷齒故障，其振動(dòng)信號(hào)中有明顯的沖擊脈沖，除波形指標(biāo)外，

20、各參數(shù)指標(biāo)均有明顯上升,正常齒輪,故障齒輪,齒輪的簡(jiǎn)易診斷,簡(jiǎn)易診斷實(shí)例,齒輪故障診斷振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷,在4個(gè)軸承座上分別用加速度傳感器測(cè)量其振動(dòng)均方根值,4個(gè)軸承的振動(dòng)值差異很小，且都已超標(biāo)，則表明齒輪出現(xiàn)了異常,軸承故障,正常,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,簡(jiǎn)易診斷 → 計(jì)算特征值 精密診斷 → 頻譜分析 其他常用的信號(hào)分析方法,,如何判斷齒輪是否存在故障？,嚙合頻率及其諧

21、波成分邊頻成分幅值是否升高？-----故障嚴(yán)重程度與主頻的差值？-----確定出現(xiàn)故障的齒輪如何分布？-----局部故障或均布故障,幅值是否升高？,,,振動(dòng)主要由齒輪自身剛度變化引起時(shí)域波形為周期性的衰減波形，低頻信號(hào)具有近似正弦波的嚙合波形頻域中存在齒輪嚙合頻率，但嚙合頻率的諧波成分幅值較小,,正常齒輪的低頻振動(dòng)波形,正常齒輪的頻譜圖,,高速軸轉(zhuǎn)頻,低速軸轉(zhuǎn)頻,正常齒輪的信號(hào)特征,齒輪磨損齒根裂紋齒輪斷齒齒

22、輪偏心齒輪不對(duì)中,常見(jiàn)故障的特征,產(chǎn)生故障的原因？故障具有的頻譜特征？,產(chǎn)生故障的原因：長(zhǎng)期在高負(fù)荷下工作在潤(rùn)滑油中夾雜有磨粒時(shí)發(fā)生，或潤(rùn)滑油不足、油質(zhì)不清潔,常見(jiàn)故障的特征---齒輪磨損,,磨損增大，齒側(cè)間隙變大，振動(dòng)變大,,,齒輪磨損的主要特征是激起齒輪的固有頻率 (Fn)，并在齒輪固有頻率兩側(cè)伴有磨損齒的轉(zhuǎn)速頻率邊帶2×GMF或3×GMF(尤其是3×GMF)幅值經(jīng)常很高磨損明顯時(shí)，邊帶的

23、幅值高、邊帶數(shù)增多。邊帶比嚙合頻率能更好地反映出齒輪磨損狀態(tài),常見(jiàn)故障的特征---齒輪磨損,故障特征：,,,,在運(yùn)行過(guò)程中承受載荷的輪齒，如同懸臂梁，其根部受到脈沖循環(huán)的彎曲應(yīng)力作用當(dāng)周期性應(yīng)力超過(guò)齒輪材料的疲勞極限時(shí)，會(huì)在根部產(chǎn)生裂紋,,常見(jiàn)故障的特征---齒根裂紋,產(chǎn)生故障的原因：,時(shí)域特征：以齒輪旋轉(zhuǎn)頻率為周期的沖擊脈沖頻率特征：以旋轉(zhuǎn)頻率 n*fr 為主要頻域特征,,齒輪局部異常的時(shí)域波形,齒輪裂紋的頻譜圖,常見(jiàn)故障的特征-

24、--齒根裂紋,故障特征：,,,,,當(dāng)齒根裂紋逐步擴(kuò)展，當(dāng)無(wú)法承受傳動(dòng)載荷時(shí)就會(huì)發(fā)生斷齒現(xiàn)象。齒輪由于工作中嚴(yán)重的沖擊、偏載以及材質(zhì)不均勻也可能引起斷齒。斷齒是齒輪最嚴(yán)重的故障。,常見(jiàn)故障的特征---齒輪斷齒,產(chǎn)生故障的原因：,Question: 齒輪斷齒屬于局部故障還是均布故障？,常見(jiàn)故障的特征---齒輪斷齒,局部缺陷，沖擊歷程短，頻域分布寬,分布缺陷，沖擊歷程長(zhǎng)，頻域分布窄,,齒輪故障的診斷與分析方法,故障特征：,常見(jiàn)故障的特征-

25、--齒輪斷齒,以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，故障齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率，調(diào)制邊頻帶寬而高；以齒輪各階固有頻率及其諧波為載波頻率，故障齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率，調(diào)制邊頻帶寬而高；,,,,,由于加工誤差引起齒輪的中心與旋轉(zhuǎn)軸中心不重合,,常見(jiàn)故障的特征---齒輪偏心,產(chǎn)生故障的原因：,,齒輪故障的診斷與分析方法,齒輪偏心的時(shí)域波形,齒輪偏心的頻譜,常見(jiàn)故障的特征---齒輪偏心,時(shí)域特征：由于偏心的影響，波形被調(diào)制，產(chǎn)

26、生調(diào)幅振動(dòng)頻域特征：以齒輪旋轉(zhuǎn)頻率為特征的附加脈沖幅值增大，以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的載荷波動(dòng)，調(diào)制頻率為齒輪的轉(zhuǎn)頻,故障特征：,,,,,故障軸的轉(zhuǎn)頻出現(xiàn)倍頻,,,常見(jiàn)故障的特征---齒輪不對(duì)中,產(chǎn)生故障的原因：,由于齒輪和軸裝配不當(dāng)造成的齒輪和軸的中心不共線不對(duì)中故障會(huì)使齒輪產(chǎn)生局部接觸，導(dǎo)致部分輪齒承受較大的負(fù)荷,,,常見(jiàn)故障的特征---齒輪不對(duì)中,故障特征：,,以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率；

27、調(diào)制頻率的2倍頻幅值最大；齒輪嚙合頻率及其諧波幅值增大；由于齒輪不對(duì)中，齒輪嚙合頻率及其諧波頻率的左側(cè)和右側(cè)的邊帶頻率的幅值不等，引起不均勻磨損。,,,,齒輪故障的診斷與分析方法,常見(jiàn)故障的特征---小結(jié),是否有故障？ 關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻幅值的變化哪個(gè)齒輪發(fā)生故障？ 關(guān)注邊頻與主頻的差值,簡(jiǎn)易診斷 → 計(jì)算特征值 精密診斷 → 頻譜分析 其他常用的信號(hào)分析方法,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)

28、齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,常用信號(hào)處理方法,時(shí)域分析方法時(shí)域波形調(diào)制解調(diào)相位解調(diào)時(shí)域同步平均：利用鍵相信號(hào)進(jìn)行周期截?cái)囝l域分析方法功率譜相位譜細(xì)化譜：進(jìn)行局部的高分辨率分析倒頻譜：看頻域中的周期成分,齒輪故障診斷,齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)齒輪的振動(dòng)機(jī)理齒輪的故障診斷技術(shù)實(shí)測(cè)案例分析,,齒輪故障診斷案例,無(wú)縫廠減速機(jī)齒輪箱故障診斷分析高爐上料主皮帶減速機(jī)故障診斷分析鼓風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷

29、冷軋卷取機(jī)減速箱故障診斷分析,齒輪故障診斷,關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻,關(guān)注齒輪故障、軸松動(dòng)、不對(duì)中,關(guān)注齒數(shù)未知情況,關(guān)注共振頻率進(jìn)行診斷,,說(shuō)明齒輪Ⅰ磨損比較嚴(yán)重，部分齒面有缺陷,齒輪故障診斷----應(yīng)用1,電機(jī)轉(zhuǎn)速630 rpm，Z1=22，Z2=20Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻,,,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用1,電機(jī)轉(zhuǎn)速630 rpmⅠ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 嚙合頻率,,,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診

30、斷----應(yīng)用1,,,,,嚙合頻率,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 嚙合頻率,,齒輪故障診斷案例,,,齒輪故障診斷----應(yīng)用1,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 嚙合頻率,說(shuō)明軸Ⅰ的齒輪存在故障,,齒輪故障診斷案例,說(shuō)明軸Ⅰ有松動(dòng)現(xiàn)象存在,齒輪故障診斷----應(yīng)用1,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 嚙合頻率,,齒輪故障診斷案例,診斷結(jié)論：齒輪Ⅰ嚙合處于故障狀態(tài)，部分齒面磨損嚴(yán)重，個(gè)別齒有局部缺陷軸Ⅰ有松動(dòng)現(xiàn)象，軸承磨損間隙變大，部分部件有損壞,,

31、,齒輪故障診斷----應(yīng)用1,,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證：共有8個(gè)齒存在嚴(yán)重的齒面剝落現(xiàn)象,,,齒輪故障診斷案例,無(wú)縫廠減速機(jī)齒輪箱故障診斷分析高爐上料主皮帶減速機(jī)故障診斷分析鼓風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷冷軋卷取機(jī)減速箱故障診斷分析,齒輪故障診斷,關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻,關(guān)注齒輪故障、軸松動(dòng)、不對(duì)中,關(guān)注齒數(shù)未知情況,關(guān)注共振頻率進(jìn)行診斷,電機(jī)轉(zhuǎn)速：1488 r/min,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,Z1=19、 Z2=68 Z3=1

32、9、 Z4=91 Z5=23、 Z6=67,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅲ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅳ軸轉(zhuǎn)頻,Ⅰ軸與Ⅱ軸嚙合頻率Ⅱ軸與Ⅲ軸嚙合頻率Ⅲ軸與Ⅳ軸嚙合頻率,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,,3、4號(hào)測(cè)點(diǎn),5、6號(hào)測(cè)點(diǎn),7、8號(hào)測(cè)點(diǎn),9、10號(hào)測(cè)點(diǎn),,測(cè)點(diǎn)3 V,測(cè)點(diǎn)4 V,偏載現(xiàn)象嚴(yán)重，并伴有轉(zhuǎn)頻的沖擊成分,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,,,測(cè)點(diǎn)3 V,測(cè)點(diǎn)4 V,2008.01.02,2008.01.

33、02,2007.11. 27,2007.11. 27,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,測(cè)點(diǎn)3 A,測(cè)點(diǎn)4 A,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅲ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅳ軸轉(zhuǎn)頻,2倍轉(zhuǎn)頻,測(cè)點(diǎn)3 V,測(cè)點(diǎn)4 V,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,測(cè)點(diǎn)3 V,測(cè)點(diǎn)4 V,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,Ⅰ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅲ軸轉(zhuǎn)頻 Ⅳ軸轉(zhuǎn)頻,診斷結(jié)論：,減速機(jī)軸Ⅰ存在明顯的不對(duì)中、松

34、動(dòng)現(xiàn)象、并且偏載嚴(yán)重,軸Ⅰ齒輪存在局部缺陷，如點(diǎn)蝕或剝落故障,軸Ⅰ軸承存在內(nèi)圈磨損故障,齒輪故障診斷----應(yīng)用2,,齒輪故障診斷案例,無(wú)縫廠減速機(jī)齒輪箱故障診斷分析高爐上料主皮帶減速機(jī)故障診斷分析鼓風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷冷軋卷取機(jī)減速箱故障診斷分析,齒輪故障診斷,關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻,關(guān)注齒輪故障、軸松動(dòng)、不對(duì)中,關(guān)注齒數(shù)未知情況,關(guān)注共振頻率進(jìn)行診斷,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,電機(jī)轉(zhuǎn)速1480

35、 rpmⅠ軸轉(zhuǎn)頻Ⅱ軸轉(zhuǎn)頻 嚙合頻率,,,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,簡(jiǎn)易診斷,振動(dòng)速度有效值,參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2372，齒輪箱的各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)有效值較大，在設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)B（允許）～C（較差）之間,,,,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,簡(jiǎn)易診斷,齒輪箱的振動(dòng)比電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)大,振動(dòng)速度有效值,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,精密診斷,振動(dòng)能量大，含有共振頻率，說(shuō)明

36、齒輪箱存在較嚴(yán)重故障,3、4、5、6號(hào)測(cè)點(diǎn)水平方向振動(dòng)頻譜圖比較,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,精密診斷,6號(hào)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜圖,,,嚙合頻率,,,頻率相差24.6Hz,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,精密診斷,6號(hào)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜圖,,,共振頻率,,,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----應(yīng)用3,齒輪剝落屑 高速齒輪齒面疲勞磨損,診斷結(jié)論：齒輪存在故障,生產(chǎn)驗(yàn)證：,,齒輪故障診斷案例,無(wú)縫廠減速機(jī)齒輪箱

37、故障診斷分析高爐上料主皮帶減速機(jī)故障診斷分析鼓風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷冷軋卷取機(jī)減速箱故障診斷分析,齒輪故障診斷,關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻,關(guān)注齒輪故障、軸松動(dòng)、不對(duì)中,關(guān)注齒數(shù)未知情況,關(guān)注共振頻率進(jìn)行診斷,,卷取機(jī)減速箱,電機(jī)最大轉(zhuǎn)數(shù)：992 RPM,齒數(shù)：未知,齒輪故障診斷----應(yīng)用4,第一步：尋找主要頻率及其諧波成分,第二步：尋找該主要頻率的邊頻成分,主要頻率113.13Hz及其諧波成分,,,邊頻6.25Hz,,

38、卷取機(jī)減速箱,,,,,,,,,齒輪故障診斷----應(yīng)用4,第三步：計(jì)算齒數(shù) z = 主要頻率 ÷ 邊頻 ≈ 17,第四步：驗(yàn)證齒數(shù),,時(shí)域圖產(chǎn)生沖擊,一個(gè)周期內(nèi)有17個(gè)波峰,,,卷取機(jī)減速箱,齒輪故障診斷----應(yīng)用4,測(cè)點(diǎn)1 V,測(cè)點(diǎn)1 A,,,諧波幅值小而多，說(shuō)明齒輪存在局部缺陷,,卷取機(jī)減速箱,嚙合頻率及其諧波,嚙合頻率及其諧波,,齒輪故障診斷----應(yīng)用4,診斷結(jié)論：,軸Ⅰ有17個(gè)齒，其中有一個(gè)齒存在嚴(yán)重缺陷,軸Ⅰ齒

39、輪與軸Ⅱ齒輪嚙合位置不正確，有偏心、偏載現(xiàn)象嚴(yán)重,,卷取機(jī)減速箱,齒輪故障診斷----應(yīng)用4,,齒輪故障診斷案例,無(wú)縫廠減速機(jī)齒輪箱故障診斷分析高爐上料主皮帶減速機(jī)故障診斷分析鼓風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷冷軋卷取機(jī)減速箱故障診斷分析,齒輪故障診斷,關(guān)注嚙合頻率的倍頻、邊頻,關(guān)注齒輪故障、軸松動(dòng)、不對(duì)中,關(guān)注齒數(shù)未知情況,關(guān)注共振頻率進(jìn)行診斷,,齒輪故障診斷案例,齒輪故障診斷----總結(jié),了解設(shè)備結(jié)構(gòu)、工況參數(shù) 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)頻、