齿轮减速机故障诊断分析

齿轮减速机故障诊断分析

齿轮减速机故障诊断分析：

1.概述

目前，用于传递动力与运动的机构中，齿轮减速机的应用非常广泛。齿轮减速机是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，随着现代化机械设备的不断大型化、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三级齿轮齿轮减速机噪声超标的原因进行分析，并结合现场测试数据，分析出齿轮减速机齿轮存在缺陷的主要影响因素，提前预测设备隐患，由此提出相应的解决办法。

2.齿轮减速机特征频率分析

齿轮减速机特征频率主要包括轴频、齿轮的啮合频率、轴承的内外圈、滚动体、保持架的频率，它们与谐频、边频相结合，成为对齿轮减速机故障判定的依据。

造成齿轮振动故障的主要原因如下。

(1)齿轮制造和安装误差引起的故障。齿轮在制造过程中存在误差或由于装配过程中产生的误差，降低了齿轮的啮合精度，导致齿轮的振动和噪声增大，增大了齿轮的故障率，在频谱图上表现为啮合频率及其各次谐波幅值的变化。

(2)齿轮自身固有运动(工作环境)引起的故障。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衰减振动，从而构成了周期性较高频率的冲击振动信号，循环周期就是轴的旋转周期，衰减振动频率就是齿轮的固有频率。

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“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，以轴的旋转频率为间距的一组谱线，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，或者偏心的齿轮在转动过程中造成齿轮副的不稳定运行。在该不平衡力矩的激励下，产生以调频为主，调幅为辅的振动，将在啮合频率及其谐波两侧产生边频带.受不平衡力的激励，齿轮轴的旋转频率及其谐波的能量也有相应的增加。

⑤齿轮箱内部松动。在转速较低的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冲击脉冲，其频域特征是以旋转频率处出现谐波。

另一方面，由于轴弯曲和齿轮本身存在的缺陷和故障均可产生调制现象。调制的载波频率有三种: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调制振动:①故障较轻.如轻微的轴弯曲或面积小、数最少的齿面点蚀，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形态:①正常齿轮在一转内时域平均信号，信号

由均匀的啮合频率分量组成;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，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齿形误差。

为此，利用停机检修时间拆解齿轮减速机，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。

使用齿轮减速机常见故障分析

齿轮减速机的广泛用途，让我们随处可见，对于齿轮减速机不是很在行的初学者常常在使用过程因操作失误或者使用不当造成齿轮减速机的损坏。接下来，松文机电为大家带来初学者使用常见的故障以及操作办法，让你不再是一个菜鸟。

初学者使用齿轮减速机常见故障：

1. 操作失误多: 由于对减速机，如摆线减速机的结构、性能的了解不够( 特别是新的操作者) ，容易因操作失误引起故障，甚至引起机械事故和安全事故。

2. 磨损速度快: 由于新减速机零部件加工、装配和调试等因素的影响，配合面接触面积较小，而许用的扭距较大。减速机在运行过程中，零件表面的凹凸部分相互嵌合摩擦，磨落下来的金属碎屑，又作为磨料，继续参与摩擦，更加速了零件配合表面的磨损。因此，磨合期内容易造成零部件( 特别是配合表面) 的磨损，磨损速度过快。这时，如果超负荷运转，则可能导致零部件的损坏，产生早期故障。

3. 发生松动: 新加工装配的零部件，存在着几何形状和配合尺寸的偏差，在使用初期，由于受到冲击、振动等交变负荷，以及受热、变形等因素的影响，加上磨损过快等原因，容易使原来紧固的零部件产生松动。

4. 润滑不良: 由于新装配的零部件的配合间隙较小，并且由于装配等原因，润滑油( 脂) 不易在摩擦表面形成均匀的油膜，以阻止磨损。从而降低润滑效能，造成机件的早期异常磨损。严重时会造成精密配合的摩擦表面划伤或咬合现象，导致故障的发生。

5. 发生渗漏现象: 由于零件的松动、振动和减速机受热的影响，减速机的密封面以及管接头等处，会出现渗漏现象; 部分铸造等缺陷，在装配调试时难以发现，但由于作业过程中的振动、冲击作用，这种缺陷就被暴露出来，表现为漏( 渗) 油。因此，磨合期偶尔会出现渗漏现象。

初学者谨记：

1. 应对机器进行强制保养，做好检查和调整工作，同时注意油液的更换。

2. 在保持减速电机清洁，及时调整、紧固松动的零部件，以防因松动而加剧零部件的磨损或导致零部件丢失。

3. 合理选用润滑油，特别是输入功率大于11KW 的减速电机须注中负载齿轮油。注意经常检查润滑油、液压油、冷却液、油位和品质，并注意检查整机的密封性。检查中发现油缺少过多，应分析原因。同时，应强化各润滑点的润滑，建议在磨合期内，每周都要对润滑点加注润滑脂( 特殊要求除外) 。立式带油泵的减速机接电源时注意油泵旋转方向，顺时针旋转为正确。

总之，齿轮减速机在磨合期内使用保养的要求，可归纳为: 加强培训、减轻负荷、注意检查、强化润滑。只要重视并按要求实施对减速机磨合期的保养与维护，就会减少早期故障的发生，延长使用寿命，提高生产效率，使减速机为您带来更多收益。