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齿轮减速机故障诊断方法

编辑:正名机械发布时间:2020-06-08

       齿轮减速机一般均为多轴系系统,结构复杂,工作环境一般比较恶劣,在工作过程中由于存在对齿轮和滚动轴承同时工作,频率成分多且复杂,各种干扰较大,所以在状态监视和故障诊断过程中,有条件的话,应采用多种方法来进行综合诊断。


       当前齿轮减速机的故障诊断方法很多,如振动监断、噪声分析、扭振分析、油液分析、声发射、温度及能耗监测等。


       齿轮减速机状态监视和故障诊断最常用的方法是振动噪声诊断方法。齿轮减速机中的轴、齿轮和轴承在工作时会产生振动,若发生故障,其振动噪声信号的能量分布和频率成分将会发生变化,振动噪声信号是齿轮减速机故障特征的载体。对其状况进行分析,可实现不停机操作状态下的故障诊断,大大减少了由于停机所造成的经济损失,而且基于振动噪声分析的故障诊断系统性能可靠,价格便宜,操作简单方便,所以,振动噪声诊断是一种行之有效的故障诊断方法,在我国及世界范围内得到了广泛的应用。振动噪声诊断方法又可分简易、精密和自动诊断三种方法。由于齿轮减速机中振动频率复杂,所以要定位诊断故障,工程实际中大多数情况下都需要实行精密诊断,其精密诊断方法在近年来也有很快的发展。目前在我国齿轮减速机故障诊断仍然是辅以精密测试手段的人工分析诊断故障为主,现有的仪器和分析系统仅仅为我们提供了必要的工具,对人的依赖程度较大。


       扭振分析也是齿轮减速机状态监视和故障诊断的方法之一。在齿轮减速机故障诊断中常常采用箱体的振动信号进行分析处理,但是由于箱体振动信号中包含了各齿轮的啮合振动信号以及整个机器系统中其他振动的响应,并且在振动传递到测点的过程中有较大的衰减和畸变,因此将待诊断的齿轮啮合振动信号从很强的噪声中分离出来是较困难的。而利用从齿轮传动系统的回转信号被动中得到的扭振形式振动信号进行分析,则可以避免以上利用箱体振动信号分析所带来的困难,这是因为采用扭振信号分析,从故障激励到扭振信号之间变换的传递过程,比同样激励到箱体振动之间的过程耍简单得多,而且扭振信号不像横向振动号信那样容易受到其他振源产生的振动干扰,所以扭振信号对于故障更加敏感,信噪比高,较适合应用于早期的故障发现。但是扭振测试分析要在测试过程中在轴系中安装扭振传感器,所以测试过程复杂,有些齿轮箱甚至无法安装测试。


       油液分析也是齿轮减速机故障诊断的一种方法。利用油液分析进行故障诊断是建 

立在齿轮减速机中产生故障的摩擦副材料不同和磨粒大小、数量和形状不同的基础上的。齿轮减速机在工作过程中,齿轮和滚动袖承各摩擦副都会产生摩擦,使摩擦副材料的磨粒发生脱落而进入润滑油中。磨损的程度不同,进入润滑油中的磨桂的数量、大小和形状是不同的,通过油液中的化学元素成分分析或油液中磨粒的数量、大小和形状分析,可以监测和诊断齿轮箱的故障。常用的油液分析方法有铁谱分析法和光谱分析法。


       在相同的转速和负荷情况下,通过监测功率变化情况来诊断齿轮箱是否发生故障和异常也是一种有效方法。但这种诊断方法一般不能诊断故障产生的部位和原因,只能诊断有无异常和故障,通常作为一种辅助诊断手段。


       在相同的转速和负荷情况下,对轴承座的温度进行监测是状态监视及故障诊断的一种有效的方法。温度的变化反映了安装在这个轴上的齿轮和滚动轴承的劣化和故障程度。但是这种诊断方法的极点是测点一定要在轴承座上或非常靠近轴承座的位置,否则故障的初期温度的变化不灵敏。这就要求在轴承座上预先安装温度传感器,而这一点在很多场合是无法实现的。


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