齿轮故障xiugai概要.ppt

1、1,齿 轮 故 障,2,齿 轮 故 障,齿轮故障频率,关于齿轮产生的振动频率 假定一对齿轮啮合付，其低速齿轮的齿数为Z0，低速齿轮轴转速频率为F0赫兹 高速齿轮的齿数为Z1，高速齿轮轴转速频率为F1 这对齿轮可能产生的振动频率分量有： 1.低速齿轮转速频率F0赫兹及其谐波频率iF0赫兹(i=1,2,3,) 2.高速齿轮转速频率F1赫兹及其谐波频率iF1赫兹(i=1,2,3,) 3.低，高速齿轮齿啮合频率Fm=F0Z0=F1Z1赫兹及其谐波频率iFm赫兹(i=1,2,3,) 4.低速齿轮转速边带频率族(FmiF0)赫兹(i=1,2,3.) 5.高速齿轮转速边带频率族(FmiF1)赫兹(i=1,2

2、,3,) 6.齿摆动频率(或齿重复频率)Ftr=(FmNa)/(Z0 Z1)赫兹(这里，Na为齿组合状态数，它等于低速，高速齿轮的齿数的最小公约数) 7.齿组合状态通过频率Fa=Fm/Na赫兹,3,齿 轮 故 障 (1),正 常 的 频 谱 出 现 所 有 转 轴 的1X 和 啮 合 频 率(GMF)。 齿 轮 啮 合 频 率 的 两 侧 有 转 速 边 带， 其 峰 值 较 小。,正 常 齿 轮 的 频 谱,齿轮啮合频率GMF=齿轮齿数X齿轮转速,4,齿 轮 故 障 (2),齿 磨 损：齿 轮 固 有 频 率 出 现，且 有 磨 损 齿 轮 所 在 轴 的 转 速 边 带 磨 损 明 显 时

3、， 啮 合 频 率 附 近 也 会 出 现 较 高 峰 值 的 边 带。,齿 轮 磨 损 时 的 频 谱,齿轮自振频率,边带频率,GMF=齿轮啮合频率,5,齿 轮 故 障 (3),齿 轮 偏 心： 啮 合 频 率 附 近 有 较 高 幅 值 的 边 带 往 往 说 明 齿 轮 偏 心、 游 隙 或 轴 不 平 行. 啮 合 频 率 峰 值 随 负 载 的 增 大 而 增 大。,齿 轮 偏 心 的 频 谱,Fn=齿轮自振频率,GMF=齿轮啮合频率,6,齿 轮 故 障 (4),齿 轮 不 对 中： 几 乎 总 是 激 起 啮 合 频 率 二 次 或 更 高 谐 次 的 振 动, 且2X或3X 啮

4、合 频 率 处 峰 值 较 大； 它 们 都 有 转 速 的 边 带 频 率。,齿 轮 不 对 中 时 的 频 谱,GMF=齿轮啮合频率,7,齿 轮 故 障,齿轮啮合频率GMF=齿轮的齿数X齿轮转速 例如：GMF=2625转/分X8=1500转/分X14=21000转/分,8,齿 轮 故 障,齿轮正常时的频谱 频谱中存在：大，小齿轮转速频率及其谐波频率和齿轮啮合频率， 但是它们的幅值都不大,9,齿 轮 故 障,齿磨损时的频谱 频谱中存在：激起齿轮自振频率f和磨损齿轮转速频率边带,10,齿 轮 故 障,齿的载荷过大 齿轮啮合频率对齿的载荷最敏感，但不一定是故障,11,齿 轮 故 障,齿轮偏心/齿

5、隙游移 频谱中存在：GMF两侧高幅值的边带说明是齿轮偏心，齿隙游移或齿轮轴不平行，齿隙游移常激起齿轮自振频率fn,12,齿 轮 故 障,齿轮不对中 频谱中存在：GMF，2XGMF，3XGMF，并伴有齿轮转速边带频率，GMF的幅值小，而 2XGMF和 3XGMF的幅值较大,13,齿 轮 故 障,齿裂，碎片，断 频谱中存在：齿坏的齿轮转速频率1XRPM，齿轮自振频率fn并伴有转速边带频率；用时域波形最好检测出齿裂，碎片，断的故障,14,齿 轮 故 障,齿轮摆动故障 频谱中存在：低频的齿轮摆动频率fHT及其谐波频率，出现轰鸣 (齿轮摆动fHT=(GM)*(Na)/Tp/Tg),15,齿 轮 故 障

6、-纸机辊子齿轮摆动故障实例,四月末初次分析结论：#27干燥器过度磨损，出现过高的齿轮装置的齿轮摆动频率幅值，更换#27干燥器，#56底托辊和#55顶托辊，振动明显减小，轰鸣声消失。但四周后故障重现。第二次分析，检查齿轮，发现轻微磨损。,16,齿 轮 故 障 -纸机辊子齿轮摆动故障实例,干燥器部分振动大，1.齿轮啮合频率振动GMF，2XGMF；2.非常低频率振动(0.5赫兹或26转/分)即齿轮摆动频率，出现轰鸣声。#27辊子齿轮摆动频率计算值为fHT=26转/分，说明振动主要位于#27辊子，还有毡辊齿轮的背景振动。,17,齿 轮 故 障 -纸机辊子齿轮摆动故障实例,#56底托辊子轴承盖振动总量值

7、分布说明振动相对方向在#27干燥器辊子和#56底托辊的齿轮上。 为了弄清振动故障，全面测量并以高分辨率谱分析低频信号，表明振动最大在#25干燥器和#45毡辊中。,18,齿 轮 故 障 -纸机辊子齿轮摆动故障实例,振动频谱图表明：1.振动幅值极高(超过四月份数据)，2.出现二分之一倍齿轮摆动频率大振动。振动最大在垂直方向。检查#52底托辊和#51顶托辊未发现故障特征，说明故障可能在#25干燥器上。3.在14100转/分频率处振动尖峰(联轴器齿振动频率计算值为7176.9转/分)。说明联轴器也有故障。,19,齿 轮 故 障 -纸机辊子齿轮摆动故障实例,齿轮摆动频率fHT出现在26转/分处，即两次摆

8、动之间时间间隔为2.28秒，时域波形表明冲击特征是重复的，且幅值极高，引起峰尖削顶，这可能是二分之一齿轮摆动频率振动增大引起的。齿轮摆动振荡频率为干燥器的转速频率(时域波形显示为约183转/分，#25干燥器转速为184.7转/分)。说明#25干燥器齿轮存在严重的齿轮摆动故障。,20,齿 轮 故 障 -上海石化某氧气压缩机组齿轮箱齿轮的齿摆动频率实测例,齿摆动频率实测与理论计算的比较例,大齿轮齿数Z0=232=22229 小齿轮齿数Z1=213 所以Na=2 (齿组合状态数) 齿摆动频率FTR=(FmNa)/(Z0Z1) 齿轮轴转速频率F0=23.820313赫兹 齿轮啮合频率Fm=F0Z0=F1Z1 齿摆动频率计算值FTRC=(F0Z0Na)/(Z0Z1)=(F0Na)/Z1=1.909254846赫兹 实测转速F0=24.020313赫兹 实测齿摆动频率FTR=1.909691赫兹 实测与计算的齿摆动频率之差FTR=0.000436154赫兹(当Fmax=25赫兹，1600条谱线时，FFT的频率分辨率F=