齿轮箱故障诊断
轴承和齿轮箱的故障诊断
轴承和齿轮箱的故障诊断摘要：本文针对轴承和齿轮箱的故障诊断展开分析，思考了轴承和齿轮箱的故障诊断的方法和基本的措施，希望可以为今后的轴承和齿轮箱的故障诊断工作带来参考。
关键词：轴承；齿轮箱；故障；诊断前言在轴承和齿轮箱的故障诊断的过程中，应该清楚诊断的方法和原理，明确轴承和齿轮箱的故障诊断的具体的技术，才能够提高轴承和齿轮箱的故障诊断的效果。
1、齿轮箱故障诊断特点与诊断方法1.1常见的齿轮箱故障形式通常齿轮箱运行过程中，由于齿轮箱本身制造装配误差以及操作维护不善或者不合适的环境下使用等，均会使其极易产生各种形势的故障。
故障类型也会随着齿轮材料、热处理工艺程度、运转状态等因素的不同而产生不同的变化。
常见的齿轮箱故障形式有：齿面磨损、粘着撕伤、齿面疲劳剥落、轮齿龟裂和断齿、齿面点蚀、齿面胶合与擦伤以及齿面接触式疲劳、弯曲疲劳等故障。
1.2齿轮箱的振动特征在齿轮箱高速运转状态下，伴随着内部构件故障的发生与发展，必定会产生异常的振动，振动信号可以很快的反映出齿轮箱的运行状态，判别出各构件是否出现异常。
大量实验证明，对齿轮箱故障检测进行振动分析是最有效的方法。
由于齿轮箱的零部件在工作过程中所受得激励源不同会使其产生出多种复杂的振动类型，而且其中齿轮在啮合过程中产生的齿形和周期误差、偏心以及质量不平衡等故障，同时还会是齿轮箱工作过程中发生齿面磨损、疲劳断齿等故障[2]，严重影响到机械设备的运行，进而影响的经济效益，甚至出现伤亡事故。
由于故障对振动信号的影响是多方面的，因此如果仅仅依靠对齿轮箱振动信号出现啮合频率和倍频成分的差异来识别齿轮箱各部件的故障是远远不够的，其中包括幅值调制、频率调制等频率成分进行诊断。
1.3故障诊断过程对小波的内在需求小波分析应用于机械故障诊断，快速准确的识别故障，是小波分析要完成在齿轮箱的故障诊断过程对小波的内在需求中的主要任务。
通过实验研究说明，机械故障诊断和信号特征提取的所采用的方式是对特征信号进行高效的时域-频域分析，该分析方法是故障诊断的必要要求。
风力发电机组齿轮箱故障诊断
风力发电机组齿轮箱故障诊断1. 引言1.1 背景介绍齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分，承担着转动力传递和速度变换的功能。
由于长期运行和恶劣环境条件的影响，齿轮箱容易出现各种故障，影响发电机组的正常运行和发电效率。
及时准确地诊断齿轮箱故障尤为重要。
随着风力发电技术的飞速发展，齿轮箱故障诊断技术也在不断创新和完善。
通过对齿轮箱故障进行精确诊断，可以有效提高风力发电机组的运行可靠性和安全性，降低运维成本，延长设备寿命，最大限度地实现风能资源的利用。
本文旨在对风力发电机组齿轮箱故障诊断方法进行概述，探讨常见的齿轮箱故障特征，介绍故障诊断技术和原理，分析振动信号分析方法和温度监测技术的应用，并总结齿轮箱故障诊断的重要性和未来发展趋势。
希望通过本文的研究，为风力发电行业的技术进步和发展贡献一份力量。
1.2 研究目的研究目的：本文旨在探讨风力发电机组齿轮箱故障诊断的方法与技术，提供有效的故障诊断方案，为风力发电行业提供更加可靠、高效的运维保障。
通过对常见齿轮箱故障特征、故障诊断技术及原理、振动信号分析方法、温度监测技术等方面进行综合分析与研究，旨在提高齿轮箱故障的预警能力，减少故障带来的损失和影响，保障风力发电机组的安全稳定运行。
本研究还将探讨齿轮箱故障诊断的重要性，展望未来发展趋势，为该领域的深入研究和技术创新提供参考和借鉴。
通过本文的研究成果，期望能够为风力发电行业提供更加科学、可靠的齿轮箱故障诊断解决方案，推动行业的持续发展与进步。
1.3 研究意义风力发电机组在风能资源利用中起到至关重要的作用。
齿轮箱作为风力发电机组的核心部件之一，其故障诊断对于发电机组的正常运行至关重要。
研究齿轮箱故障诊断技术可以帮助提前发现和解决齿轮箱的故障问题，保障风力发电机组的运行稳定性和有效性。
齿轮箱故障诊断的研究意义主要体现在以下几个方面：在风力发电行业中，齿轮箱故障是一种常见的故障类型，及时准确地诊断齿轮箱故障可以有效降低故障率，延长齿轮箱的使用寿命，减少维修成本，提高发电效率；齿轮箱故障一旦发生，可能会导致整个风力发电机组的停机维修，给发电厂和电网带来损失，影响电力供应的稳定性，因此研究齿轮箱故障诊断技术对于保障电力供应的可靠性具有重要意义；齿轮箱故障诊断技术的研究也可以促进风力发电行业技术的进步和发展，推动我国清洁能源产业的发展。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇第1篇示例：汽车变速器齿轮故障诊断方法综述汽车变速器齿轮是汽车传动系统中的重要部件，它的故障会严重影响汽车的性能和安全性。
及时准确地诊断汽车变速器齿轮故障是非常重要的。
本文将对汽车变速器齿轮故障的诊断方法进行综述，希望能够帮助汽车维修人员和车主更好地了解变速器齿轮故障，并采取有效的维修措施。
一、外观和声音检查在诊断汽车变速器齿轮故障时，最直观的方法就是通过外观和声音来判断。
首先要检查齿轮箱的外观是否有损坏或者变形的痕迹，如果发现有明显的变形或者损坏，那么很可能是齿轮出现了故障。
通过听力检查可以判断齿轮在工作时是否有异常的噪音，例如刺耳的金属摩擦声或者异响等，这些都可能是齿轮故障的信号。
二、振动和温度检测齿轮在工作时会产生一定的振动，如果齿轮故障，这种振动会明显增强。
通过振动检测可以初步判断齿轮是否存在故障。
齿轮在工作时会产生一定的摩擦，因此其温度也会有所升高。
通过测量齿轮工作时的温度变化，可以得知其是否存在故障。
三、油液检查汽车变速器齿轮通常会在润滑油的环境下工作，因此通过检查变速器油液可以初步了解齿轮的工作情况。
如果发现油液中有金属屑或者其他杂质，那么很可能是齿轮出现了故障。
油液的颜色和气味也会发生变化，这些都可能是齿轮故障的表现。
四、故障码诊断现代汽车大多配备了故障诊断系统，通过连接诊断仪器可以读取汽车的故障码。
当汽车变速器齿轮出现故障时，通常会在故障诊断系统中存储相应的故障码。
通过读取故障码可以更准确地判断齿轮故障的具体原因，为维修提供参考依据。
五、拆解检查如果以上方法无法准确判断汽车变速器齿轮故障，那么就需要进行拆解检查。
通过拆解齿轮箱，可以直接观察齿轮的磨损程度和损坏情况，进而找出故障的原因。
拆解检查是最直接也是最准确的方法，但需要较高的技术水平和专业设备，因此一般需要由专业的汽车维修人员进行操作。
汽车变速器齿轮故障的诊断方法有多种，可以通过外观和声音检查、振动和温度检测、油液检查、故障码诊断以及拆解检查等方式来实现。
齿轮箱 典型故障
齿轮箱典型故障一一、齿轮磨损齿轮磨损是齿轮箱最常见的故障之一。
当齿轮长时间运行或承受过大载荷时，齿面会逐渐磨损，导致齿轮间隙增大，严重时甚至会影响齿轮的啮合。
为了防止齿轮磨损，可以采取以下措施：定期检查齿轮的磨损情况，及时更换磨损严重的齿轮；选用耐磨性能好的齿轮材料；优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力。
二、轴承损坏轴承是齿轮箱中的重要部件，其主要作用是支撑齿轮和其他转动部件。
当轴承出现故障时，会导致齿轮箱振动、噪声增大，严重时甚至会影响设备的正常运行。
为了防止轴承损坏，可以采取以下措施：选择质量好的轴承材料和制造工艺；定期检查轴承的运行状态，及时发现并解决轴承故障；优化轴承设计，提高轴承的承载能力和使用寿命。
三、润滑不良润滑是齿轮箱正常运行的重要保障。
当润滑不良时，齿轮和其他转动部件的摩擦会增大，导致齿轮箱温度升高、噪声增大、齿面磨损加剧。
为了改善润滑状况，可以采取以下措施：选用合适的润滑剂和润滑方式；定期检查润滑系统的运行状态，及时发现并解决润滑问题；优化润滑设计，提高润滑效果。
四、密封问题密封问题也是齿轮箱的常见故障之一。
当密封不良时，水分、杂质等物质会进入齿轮箱内部，导致齿轮和其他转动部件腐蚀、磨损加剧。
为了解决密封问题，可以采取以下措施：选用性能良好的密封材料和密封结构；定期检查密封件的磨损情况，及时更换磨损严重的密封件；优化密封设计，提高密封效果。
五、负载过大负载过大是导致齿轮箱故障的另一个重要原因。
当设备承受的载荷超过其承受能力时，齿轮和其他转动部件会受到过大的应力，导致齿轮箱损坏。
为了防止负载过大，可以采取以下措施：合理设计载荷分配，避免单个设备承受过大的载荷；定期检查设备的运行状态，及时发现并解决超载问题；优化设备结构，提高设备的承载能力。
六、机械损坏机械损坏包括齿轮、轴承、轴等主要部件的断裂、变形等故障。
这些故障通常是由于制造缺陷、安装不当、运行不当等原因导致的。
为了预防机械损坏的发生，可以采取以下措施：严格把控零部件的制造和安装过程；加强设备的维护和检修工作；及时发现并解决设备运行中的异常情况。
风力发电机组齿轮箱故障诊断
风力发电机组齿轮箱故障诊断风力发电机组是一种利用风能转换成电能的设备，其核心部件之一就是齿轮箱。
齿轮箱作为风力发电机组的动力传动部分，承载着巨大的负荷，长期运行在恶劣的环境条件下，因此容易出现各种故障。
及时准确地诊断齿轮箱故障，对于保障发电机组的安全稳定运行至关重要。
本文将从齿轮箱的结构特点、常见故障及诊断方法等方面对风力发电机组齿轮箱故障诊断进行详细介绍。
一、风力发电机组齿轮箱的结构特点风力发电机组齿轮箱一般由多级齿轮传动系统、轴承、润滑系统等部件组成。
多级齿轮传动系统是齿轮箱的核心部分，其结构主要包括主轴、大中小齿轮和联轴器等。
多级齿轮传动系统通过齿轮的啮合传递风机叶片转动的动能，最终驱动发电机发电。
风力发电机组齿轮箱具有重载、高转速、长期运行等特点，因此对齿轮箱的可靠性、稳定性和耐久性要求较高。
1. 齿轮疲劳断裂：因受到风力风向改变、过载等因素的影响，齿轮箱内部齿轮传动系统容易出现疲劳断裂现象。
2. 轴承故障：风力发电机组齿轮箱中的轴承承受着来自齿轮转动的巨大压力，长期运行容易导致轴承损坏，出现卡滞、摩擦、过热等故障。
3. 润滑系统故障：风力发电机组齿轮箱的润滑系统对齿轮传动系统的润滑起着至关重要的作用，一旦润滑不良或润滑系统故障，会导致齿轮箱温升过高、润滑油泄漏等严重后果。
4. 联轴器故障：联轴器作为齿轮箱和发电机之间的连接部件，承载着转矩传递和角位移补偿的功能，一旦联轴器出现故障会导致齿轮箱无法正常传动，严重影响风力发电机组的发电效率。
1. 振动测试法：通过振动传感器监测齿轮箱的振动情况，如果出现异常振动，往往是齿轮箱内部故障的信号。
3. 润滑油分析法：定期对齿轮箱内的润滑油进行取样分析，检测润滑油的品质和磨损颗粒的含量，可以判断齿轮箱内部是否存在异常磨损和故障。
4. 热像测试法：利用热像仪测试齿轮箱的温升情况，异常的温升往往与齿轮箱内部的故障有关。
5. 拆解检查法：定期对齿轮箱进行拆解检查，检查齿轮、轴承、联轴器等关键部件的磨损情况，及时发现并处理问题部件。
齿轮箱中齿轮故障的振动分析与诊断
齿轮箱中齿轮故障的振动分析与诊断摘要：齿轮箱常见的失效类型为齿轮箱，所以定期监控其工作状况，以减少故障率，提供预测型的检修计划。
应用结果显示，该技术能够对变速箱进行有效的判断，并能正确地判断出变速箱的故障部位和严重性，从而为船员制定相应的检修计划，降低无用维护费用，防止机械和机械的非计划停运。
关键词：风力发电机组；齿轮箱；故障诊断引言：在回转机构中，最常见的是齿轮，它的工作状态对整个机器的工作情况有很大的影响。
齿面磨损、表面接触疲劳、齿面塑性、齿面弯曲和齿面折断等是常见的失效类型。
一、齿轮箱故障诊断的意义在风力发电机组中，齿轮箱作为重要传动设备，为风能转化为电能提供源源不断的动力，发挥着十分重要的功能。
风力发电机组中的齿轮箱，不仅体积、质量较大，而且结构十分复杂，这也导致在发电机组运转过程中，齿轮箱容易发生各种故障，进而使发电机组的运行受到较大影响，甚至蒙受重大损失。
近年来，陆续爆发出多起因为齿轮箱故障而导致风力发电机组停运的实践，不仅让发电机组受到极大影响，而且带来重大经济损失。
所以说，对风力发电机组齿轮箱实施有效的故障诊断措施，从而尽发现问题，解决问题，保证其稳定性，不仅具有极大的经济意义，而且有很强的社会意义[1]。
传统的齿轮箱故障诊断主要是通过人工方式实现的，通过人工巡检加定期维护的方式，排除齿轮箱故障。
然而，这种模式，一方面带有很强的滞后性，通常都是齿轮箱发生故障以后，并且对发电机组造成影响之后，才能够去被动的应对，依然无法完全避免损失；另一方面，齿轮箱结构复杂，人工方式诊断故障，不仅准确率不高，而且耗费大量的时间和人力。
因此，通过对齿轮箱实施在线监控，并通过监控数据对齿轮箱实施故障诊断，一旦发现异常立刻予以维护、维修，只有这样，才能够真正有效的预防齿轮箱故障，将隐患消除，从而最大程度降低对风力发电机组的影响。
二、齿轮箱故障诊断机理实现齿轮箱的故障诊断，首先必须了解齿轮箱的故障机理，以此为基础选择合适的诊断技术，才能有有效保障故障诊断的及时性与准确性。
机械故障诊断技术8齿轮箱故障诊断
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机械故障诊断技术8齿轮箱故障诊断
图8-8是 某齿轮箱振动 信号的频谱， 图8-8a的频率 范围为 0~20kHz，频 率分辨率为 50Hz，能观察 到啮合频率为 4.3kHz及其二 次三次谐波， 但很难分辨出 边频带。
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•图8－8 用倒频谱分析齿轮箱振动信号中的边频带 •功率谱：频率f/kHz；倒频谱：周期时间τ/ms
•图8－3 齿轮副的运动学分析
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机械故障诊断技术8齿轮箱故障诊断
然而A、B又是被动轮的啮合点， 当齿轮副只有一个啮合点时，随着啮合点沿啮合线移动，被动轮的角 速度存在波动； 当有两个啮合点时，因为只能有一个角速度，因而在啮合的轮齿上产 生弹性变形，这个弹性变形力随啮合点的位置、轮齿的刚度以及啮合的 进入和脱开而变化，是一个随时间变化的力FC（t）。
•图8－9 齿面磨损导致幅值上升趋势
机械故障诊断技术8齿轮箱故障诊断
② 不均匀的分布故障（例如齿轮偏心、齿距周期性变化及载荷波动等） 将产生振幅调制和频率调制，从而在啮合频率及其谐波两侧形成幅值 较高的边频带，边带的间隔频率是齿轮转速频率(fr)，该间隔频率是与 有缺陷的齿轮相对应的。值得注意的是，对于齿轮偏心所产生的边带 ，一般出现的是下边带成分，即fz-nfr（n=1，2，3，…），上边带出 现的很少。
由于结构和运动关系的原因，存在着运动和
力的非平稳性。图8-3是齿轮副的运动学分
析示意图。图中O1是主动轮的轴心，O2是 被动轮的轴心。
假定主动轮以ω1作匀角速度运动，A、B 分别为两个啮合点，则有O1A> O1B，即A点 的线速度VA大于B点的线速度VB。
而O2A<O2B，从理论上有ω2＝VB/O2B 、ω3＝VA/O2A ，则ω2<ω3。
齿轮故障诊断
第1章齿轮箱失效比重及失效形式齿轮箱在机械设备中扮演着非常重要的角色，通常情况下，原动机输出的转矩和转速不能直接用于执行元件执行操作，需要进行转矩放大和降低转速，通常使用的传动设备有齿轮减速箱、带传动、链传动等，由于齿轮箱传动瞬时传动比恒定、传动效率高、工作可靠、使用寿命长、结构紧凑、适用范围从1W到数万KW等优点，所以齿轮箱传动是机械传动系统中运用最广泛的一种传动形式。
1.1齿轮箱失效原因及比重机械设备中的齿轮箱从装配投入使用开始，除了设备维护以外，齿轮箱都需要保持一个稳定的运行状态，长期的高负荷运转使齿轮箱的故障率非常大，在机械设备中，造成齿轮箱故障的原因及失效比重如下表所示：齿轮箱失效原因及比重表由此可见，齿轮箱失效主要的原因是维护和操作不当，相邻的零件故障也会造成齿轮箱的故障，设计不合理也是严重影响齿轮箱使用的重要因素，为保障机械设备在运行中稳定可靠，除了合理设计齿轮箱外，正确选择相邻零件、合理操作维护是保障稳定运行的重要手段。
当出现故障时，能够准确找出故障是对齿轮箱维护的重要前提，因此，掌握齿轮箱故障诊断技术非常重要。
1.2齿轮箱失效零件及失效比重在齿轮箱中，失效的主要零件及失效比重如下表所示：齿轮箱失效零件及由此可见，齿轮失效是造成齿轮箱失效的主要原因，由于制造误差、装配不当或在不适当的条件（如载荷、润滑等）下使用，齿轮常发生损伤，从而导致机械设备不能够用稳定运行，甚至发生生产安全事故。
1.3齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式有四种：轮齿断裂、齿面磨损、齿面疲劳、齿面塑性变形。
1.31 轮齿折断齿轮副在啮合传递运动时，主动轮的作用力和从动轮的反作用力都通过接触点分别作用在对方轮齿上，最危险的情况是接触点某一瞬间位于轮齿的齿顶部，此时轮齿如同一个悬臂梁，受载后齿根处产生的弯曲应力为最大，若因突然过载或冲击过载，很容易在齿根处产生过负荷断裂。
即使不存在冲击过载的受力工况，当轮齿重复受载后，由于应力集中现象，也易产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿在齿根处产生疲劳断裂。
(完整版)基于SVM的齿轮箱轴承故障诊断(含matlab程序)
基于支持向量机（SVM）的齿轮箱轴承故障识别一、轴承故障诊断1、概述轴承是旋转设备的一个重要部件，它提供重要的负载承受能力，以支撑转子系统抵抗静态的和动态的外力。
轴承构件，由于它的使用寿命长、负载能力高、能量损失低而被广泛应用于工业和公用设施，是大型机械装备(包括动力机械、机车车辆、泵与风机等)中的关键部件。
高速运转的大型机械装备，其轴承的载荷重且为交变载荷，而且工作环境恶劣，经常发生轴承性能劣化和损坏，影响整个装置的安全可靠性，一旦出现故障将导致严重的损失，有必要对轴承工作状态进行模式识别与诊断。
轴承根据工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。
本文所测得的数据来自实验室齿轮箱的滑动轴承，滑动轴承的特点有：(1)在高速重载下能正常工作，寿命长。
(2)精度高。
(3)滑动轴承可做成剖分式的，能满足特殊结构的需要。
(4)液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。
(5)滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。
(6)起动摩擦阻力较大。
通过对轴承进行故障诊断有以下优势：(1)早期预报、防止事故发生，降低事故发生率;(2)预知性维修，提高设备管理水平，降低维修费用，减少维修时间，增加运行时间;(3)提高设备的设计、制造水平，改进产品质量;(4)确定复杂机器的最佳工作参数，提高效率;(5)降低噪声，泄露等污染，保护环境。
2、滑动轴承失效形式（1）磨粒磨损进入轴承间隙的硬颗粒（如灰尘、砂粒等），在起动、停车或轴颈与轴承发生边缘接触时，都将加剧轴承磨损，导致几何形状改变、精度丧失，轴承间隙加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化。
（2）刮伤进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶，在轴承上划出线状伤痕，导致轴承因刮伤失效。
（3）咬合（胶合）当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油供应不足条件下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇第1篇示例：汽车变速器齿轮是汽车传动系统中的重要部件，它起着传递动力和实现不同速度之间的转换功能。
齿轮故障是汽车变速器常见的问题之一，如果不能及时发现和修复，将严重影响汽车的驾驶性能和安全性。
掌握汽车变速器齿轮故障的诊断方法至关重要。
一、外观观察法：外观观察法是最简单直观的齿轮故障诊断方法，可以通过观察齿轮的表面是否存在明显的损伤和磨损来判断齿轮的健康状况。
如果发现齿轮表面存在明显的磨损、裂纹、变形等情况，那么很可能是齿轮故障导致，需要及时更换或修复。
二、听声诊断法：通过听齿轮传动时的声音来判断齿轮是否存在故障。
正常情况下，齿轮传动时应该是平稳无声的，如果听到刺耳的噪音、异响或者严重的啮合声，那么很可能是齿轮损坏导致的故障，需要进一步检查和修复。
四、性能测试法：性能测试法是通过检测汽车变速器的性能参数，如换挡速度、换挡顺畅度等来判断齿轮是否存在故障。
如果发现汽车变速器在换挡时速度变化缓慢、换挡顿挫或者无法正常换挡等情况，很可能是齿轮故障导致，需要进行详细的检查和修复。
汽车变速器齿轮故障的诊断方法有多种，可以结合多种方法来进行综合判断。
在日常驾驶过程中，如果发现汽车变速器存在异常情况，应及时进行诊断和修复，以确保汽车的正常运行和安全性。
希望以上内容能够帮助大家更好地了解汽车变速器齿轮故障诊断方法，保障汽车的驾驶安全。
第2篇示例：汽车变速器是汽车动力传动系统中至关重要的部件之一，它通过调整不同齿比的齿轮组合来实现车速和转速的变化，从而使得发动机可以在各种工况下始终运行在最佳状态。
由于使用频繁以及环境影响，汽车变速器齿轮故障是较为常见的问题之一。
一旦变速器齿轮出现故障，会直接影响车辆的正常行驶，并且可能导致更严重的损坏，因此及早发现并进行故障诊断至关重要。
一般而言，汽车变速器齿轮故障的诊断主要包括以下几个方面：1. 异常噪音诊断汽车变速器齿轮在运转过程中如果出现异常的噪音，往往是齿轮故障的一个征兆。
齿轮箱故障监测和诊断
齿轮正常频谱
1. 高速齿轮和低速齿轮的转速 2. 啮合频率(GMF)和非常小的啮合频率的谐波频率 3. 啮合频率(GMF)通常两侧有高、低速齿轮的转速频率边带 4. 所有尖峰值都很小，没有激起齿轮的自然频率。
齿轮磨损故障
1. 激起固有频率(Fn)，伴有磨损齿轮转速边带 2. 磨损明显时，边带增高，数增增多。GMF的幅值可能变化
低速l#齿与高速2#齿啮合。则低速l#齿将只能与高 速2#。8#和5#齿啮合．不可能与其他高速齿啮合。 第三种组合：
低速l#齿与高速3#齿啮合，则低速l#齿将只能与高 速3#，9#和6#齿啮合，不可能与高速齿轮的其他齿啮合。
齿轮组合状态问题
• 如果这对齿轮开始组装低速1#齿和高速1#齿啮合， 下次重新安装时，变为低速1#齿与高速2#齿啮合。 那么将产生一种新的磨损组合。
• FHT ≤ Frg ≤ Frp ≤ Fa ≤ Fm
齿轮箱频率计算
纸浆齿轮箱，两级减速 伞齿轮组 25T / 46T 斜齿轮组 20T / 100T 输入转速 1781 RPM
输入轴频率 ： 1781 /60 = 29.68 Hz 高速啮合频率：29.68 x 25 = 742 Hz
Fi Fhsgm = Fi x Zp
负荷
负荷
负荷下颗粒 被捕捉
表面凹痕 和损伤
间隙尺寸大小的颗粒 嵌入表面 &
切削运动产生更多
负荷
表面破坏 释放颗粒
(剥落)
磨损分析–铁谱
Cutting Wear 切削磨损
Fatigue Spalling Eminent 疲劳散裂颗粒
Severe Sliding 剧烈滑动
Bearing Wear 轴承磨损
ห้องสมุดไป่ตู้
齿轮箱故障的原因和诊断方法
优点：
能够完整的提取信号的故障信息， 提高诊断准确率。（通过对实例的三种 不同齿轮裂纹尺寸的故障模式进行识别 和分类可以看出。）
齿轮箱故障诊断试验
图（一）
根据综合因数考虑选择齿轮（三）来模拟 故障模式。
齿轮箱故障诊断试验
一：齿轮的三种故障模式
表（一）
齿轮裂纹全深度为a=2.4mm，裂纹全宽度为 b=25mm，所选齿轮箱转速为800r/min，载荷为 51.77N*m。
齿轮箱故障诊断试验
二：时域特征提取
当齿轮出现故障时，齿轮 箱时域信号会生变化，它的 幅值和分布都与正常齿轮的 时域信号有差异。每个时域 特征参数或者特征量都反映 了振动信号的某种特性，通 过这些特性可以对不同信号 进行区分。对于一组离散的 测试信号 ， 本文取 N=1024 ，几个特征参 数的计算公式如下 ：
状态识别
将待检模式与样式模式（故障档案）对比和状 态分类，判断齿轮箱是否工作正常或者说有无故障。
诊断决策
根据判断结果采取相应对策，对齿轮箱及其工 作进行必要的预测和干预，减少故障所造成的损失。
基于混合特征提取和小波神经网 络的齿轮箱故障诊断
这种诊断方法是将振动法里面的时域法， 小波包分解，小波分解相结合的方法进 行故障诊断。
齿轮箱故障的原因
故障原因 所占比例
一
二 三 四 五 六
齿轮失效
轴承失效 轴的失效 箱体失效 紧固件失效 油封失效
约为60%
约为19% 约为10% 约为7% 约为3% 约为1%
齿轮箱故障诊断方法
温度法
通过监测箱体轴承座处的温度来判断齿轮箱工作 是否正常。
油样分析法
从齿轮箱所使用的润滑油中取出油样，通过收集 和分析油样中金属颗粒的大小和形状来判断齿轮箱状 态。
风力发电机组齿轮箱故障诊断
风力发电机组齿轮箱故障诊断风力发电机组齿轮箱故障诊断一、风电机组齿轮箱的结构及运行特征我国风电场中安装的风电机组多数为进口机组。
近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。
有的风场齿轮箱损坏率高达40~50%，极个别品牌机组齿轮箱更换率几乎接近100%。
虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认真分析研究。
1) 过去小容量风电机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混合结构。
由于风电机组容量不断增大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。
2) 由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲相比有特殊性，可能对标准设计的齿轮箱正常运行有一定影响。
我国风电场多数处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿，地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产生在风轮上除水平来流外还有径向气流分量。
我国相当一部分地区气流的阵风因子影响较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出现超过其设计极限条件的情况。
作为传递动力的装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。
由于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问题，及时处理，还可以分析从出现故障征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
3) 在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极端(短时)最低气温达到-40℃以下，而风力发电机组的设计最低运行气温在-20℃以上，个别低温型风力发电机组最低可达到-30℃。
如果长时间在低温下运行，将损坏风力发电机组中的部件，如齿轮箱。
因此必须对齿轮箱加温。
齿轮箱加温是因为当风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑而损坏。
行星齿轮箱振动故障诊断方法
行星齿轮箱振动故障诊断方法
行星齿轮箱振动故障的常用诊断方法包括以下几种：
1. 振动信号分析法：通过采集行星齿轮箱的振动信号，根据信号特征进行分析、诊断，判断故障的类型和程度。
2. 声音分析法：在行星齿轮箱运转过程中，通过听声音的方式来判断故障的类型和位置。
一般来说，如果行星齿轮箱发出异常的响声或噪音，则很有可能存在故障。
3. 转矩分析法：根据行星齿轮箱的转矩曲线，诊断出现故障的可能性。
4. 润滑油分析法：检测行星齿轮箱的润滑油，分析其物理和化学性质，判断是否存在异常情况，以及异常情况是否与故障有关。
上述方法各有优缺点，在实际应用时需要根据具体情况决定采用何种方法进行诊断。
同时，也需要结合操作经验和专业知识，准确判断问题的根源，以便采取正确的处理措施。
风机齿轮箱故障诊断与预警研究
风机齿轮箱故障诊断与预警研究风机齿轮箱作为风力发电机组的重要组成部分，承担着转换风能为电能的关键任务。
长期运行和恶劣环境条件下的影响，使得齿轮箱容易出现各种故障，严重影响发电机组的正常运行。
对风机齿轮箱故障进行及时诊断和预警显得尤为重要。
本文将对风机齿轮箱故障诊断与预警的研究进行探讨。
一、风机齿轮箱故障类型及其特点风机齿轮箱常见的故障类型包括齿轮磨损、轴承损坏、齿轮齿面疲劳等。
这些故障给风机齿轮箱带来了以下特点：1. 振动异常：齿轮箱在发生故障时，通常会伴随着异常的振动。
通过检测齿轮箱的振动情况，可以判断其是否存在故障。
3. 润滑油异常：齿轮箱的故障往往会导致润滑油的变质和异常。
对润滑系统的监测也是诊断齿轮箱故障的重要手段之一。
二、风机齿轮箱故障诊断技术针对风机齿轮箱的故障诊断，一般采用以下技术进行分析和诊断：2. 声学分析技术：对齿轮箱的噪音进行采集和分析，可以帮助确定故障类型和程度。
3. 润滑油分析技术：通过对齿轮箱润滑油的采集和化验，可以判断润滑油是否存在异常，从而判断齿轮箱是否存在故障。
以上技术往往结合使用，可以更准确地诊断风机齿轮箱的故障，为及时维护提供技术支持。
为了避免风机齿轮箱故障对发电机组的损害，提前进行故障的预警显得尤为重要。
目前，风机齿轮箱故障预警技术主要有以下几种：1. 基于模型的预警技术：利用数值模拟和实验测试建立风机齿轮箱的工作模型，通过对比实际工作状态和模型预测结果，对故障进行预测和预警。
2. 数据驱动的预警技术：通过对大量的风机齿轮箱运行数据进行统计和分析，建立数据驱动的预测模型，对故障进行提前预警。
3. 综合监测技术：采用多种监测手段对风机齿轮箱进行全方位的监测，通过多方面数据的综合分析，提前预警故障。
4. 智能诊断技术：结合人工智能和大数据技术，对风机齿轮箱的运行数据进行深度学习和模式识别，实现智能化的预警和诊断。
通过以上预警技术的应用，可以在故障发生之前就提前发现并预警，避免故障对风力发电机组造成严重后果。
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风力发电机组齿轮箱故障诊断摘要: 通过对不同齿轮箱振动频谱的检测结果的分析，论述了判断齿轮箱由于长期处于某些恶劣条件下，如交变载荷或润滑油失效，引起的齿轮和轴承损坏的检测方法。
分析了齿轮箱出现故障的原因以及应采取的措施。
关键词：风电机齿轮箱轴承状态检测一、风电机组齿轮箱的结构及运行特征我国风电场中安装的风电机组多数为进口机组。
近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。
有的风场齿轮箱损坏率高达40~50%，极个别品牌机组齿轮箱更换率几乎接近100%。
虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认真分析研究。
1) 过去小容量风电机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混合结构。
由于风电机组容量不断增大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。
2) 由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲相比有特殊性，可能对标准设计的齿轮箱正常运行有一定影响。
我国风电场多数处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿，地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产生在风轮上除水平来流外还有径向气流分量。
我国相当一部分地区气流的阵风因子影响较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出现超过其设计极限条件的情况。
作为传递动力的装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。
由于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问题，及时处理，还可以分析从出现故障征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
3) 在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极端(短时)最低气温达到-40℃以下，而风力发电机组的设计最低运行气温在-20℃以上，个别低温型风力发电机组最低可达到-30℃。
如果长时间在低温下运行，将损坏风力发电机组中的部件，如齿轮箱。
因此必须对齿轮箱加温。
齿轮箱加温是因为当风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑而损坏。
如果机舱温度也很低，那么管路中润滑油也会发生流动不畅的问题，这样当齿轮箱油不能通过管路到达散热器，齿轮油温会不断上升直至停机。
归纳起来，我们可以分析在我国风电场经常发生齿轮箱故障可能主要有以下原因：1、齿轮箱润滑不良造成齿面、轴承过早磨损-大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到达需润滑部位而造成磨损-润滑剂散热不好，经常过热，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面-滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而失效2、设计上存在缺陷齿轮的承载能力计算一般按照ISO6336(德国标准DIN3990)进行。
当无法从实际运行得到经验数据时，厂家可能选用的应用系数KA为1.3，但实际上由于风载荷的不稳定性，使得设计与实际具有偏差，造成齿轮表面咬伤甚至表面载荷过大而疲劳破坏。
说明当选择应用系数KA为1.3时，齿轮传动链中载荷远超出按假设设计值。
如果轴承选择不合适，由于轴向载荷相当大，而造成轴承损坏。
3、失速调节型风电机组安装角如果设置过大时，冬季就会出现过功率现象，过高载荷影响齿轮箱的寿命。
二、风电机组齿轮箱故障诊断通过对风电机组旋转部件的运行特征进行状态监测，比如实时监测齿轮箱、主轴、发电机等部件的振动频谱、齿轮油污染情况或定期对上述部件的状态进行监测、记录，及时发现隐患，找出导致问题出现的原因，相应采取措施加以解决。
从风力发电机组齿轮箱目前发生的故障来看，齿轮、轴承部件的损坏主要有几种情况的磨损：粘附磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、微动磨损和气蚀。
这些磨损出现之后，轻则金属微粒会污染润滑剂，影响功率传递，产生噪音，造成齿面严重磨损或断裂，轴承内外圈或滚珠损坏，严重的使机组无法转动而彻底停机。
当机械部件发生初期磨损时，其振动频谱上会产生响应特征频率，通过测试仪器可以进行设备的状态监测。
1.应用SKF公司CMV A6.0状态监测系统对风电机组齿轮箱故障进行诊断我们采用SKF的CMV A6.0状态监测仪，对张北风场2台NTK300/31（其中：1号机齿轮箱在齿轮箱厂才修过且运行不满1年，2号机为出现问题齿轮箱）齿轮箱进行了对比，通过齿轮箱内轴承和齿轮间啮合的频率和振动分析，准确地找出了2号机齿轮箱的故障点，既NJ234和NJ320二个轴承损坏，为齿轮箱修复发现问题及解决问题提供了判定依据，减少了修理周期，相应提高了设备可用率。
机组情况描述:机型NTK300/31(NEG/MICON早期产品) 额定功率：300kW齿轮箱类型: JA/KE CS520安装风场：张北风电场已运行时间：30,505h已发电量：2,923,913kWh齿轮箱损坏情况：首先，轴承NJ234 (IM1)内圈挡环粉碎，IMl轴轴向串动16mm，进而引起，轴承22318 (HS)和NJ320 (IM2)损坏。
监测方式：分别对张北风场两台JA/KE CS520 (NTK300/31)齿轮箱进行状态监测监测对象：1号齿轮箱为在齿轮箱厂才修过且运行不满1年；2号为有问题齿轮箱监测状态：风电机组投运，并网发电监测时间：2h取样/分析程序：1) 所有轴承端盖的水平和垂直方向各取1个点2) 风电机组并网，依次在各取样点提取振幅和频率数据3) 在计算机中进行频谱分析，得知轴承、齿轮啮合状况。
若发现问题，根据频谱特征，结合齿轮箱的运行参数，推断引起问题的因素。
4) 建立状态分析档案，跟踪质量检查。
监测结果：1号齿轮箱：齿轮间啮合及轴承运行工况良好。
2号齿轮箱：1) 输入轴：出现齿轮箱的啮合频率及其高倍的谐波分量，说明轴承状态良好，齿轮运行存在缺陷。
2) IM1轴：输入端：出现了缺陷频率和谐波分量，说明轴承状态及齿轮运行不良。
输出端：出现大量的缺陷频率和谐波分量并加杂大量边频，说明轴承己明显损坏，齿轮的啮合不良。
图1 振动加速度包络线频谱分析：轴承外环明显损坏3) IM2轴：出现不少轴承缺陷特征，说明轴承有问题，如图1。
4) 高速轴：输出端的振动频谱说明无明显的轴承损坏特征。
图2 振动加速度包络线频谱分析：无明显损坏以上监测结果与实际检查完全吻合。
通过对齿轮箱的状态监测，我们准确的找到了故障的位置和故障点，缩短了齿轮箱修理而造成的风电机组停机时间。
2.应用SKF公司Marlin状态监测系统对风电机组齿轮箱故障进行测试采用SKF公司Marlin状态监测系统对NOEDEX N43/600kW风电机组齿轮箱高速端的速度、加速度、温度进行检测，发现数据异常，经开箱后发现齿轮油已严重污染，齿轮齿面已有磨损。
Marlin系统由三部分组成：状态探测器（MCD）、数据管理器（MDM）及PRISM4 Surveyor 应用软件。
Marlin可通过状态探测器（MCD）读出机器状态，即两个振动测量值（速度和包络加速度）和一个温度测量值。
探测器自动把这些读数与预设参数作比较，当发现超出正常值限时立即向操作人员发出警报。
从探测器上发出的读数可立即显示和存储在数据管理器（MDM）上，数据管理器主要作用是输入、存储和对机器状态进行检查。
PRISM4 Surveyor 软件可简化数据的收集、存储和分析，绘制出历史趋势曲线。
风力发电机组由风轮、齿轮箱及发电机等组成。
为了捕获风资源的需要，整个旋转轴系安装在几十米高的塔架上，这就给机组各部位的测量带来不便。
而Marlin系统的数据采集部分状态探测器（MCD）和数据管理器（MDM）便于随身携带，因而十分适合对风电机组的重点部位进行状态测量。
1) Marlin系统的优势①状态探测器（MCD）既可单独使用，又可与数据管理器（MDM）联合使用。
当单独使用MCD时，根据报警信号可对机组测量点的实时状态马上作出判断，十分方便。
当需要了解机组运行当中的某个过程时，将采集到的数据传到MDM中进行保存，然后再进行详细分析。
②由于Marlin系统的测量数据既包括振动速度，又包括包络加速度，因此我们不但可以发现低频到中频的故障如不平衡、不对中、转子弯曲、松动等，又可检测到轴承及齿轮的缺陷，这一点对风电机组尤为重要。
此外，对温度的测量，可以帮助分析轴承温度，对故障的判断起到一定的帮助作用。
2) Marlin系统的不足Marlin系统作为SKF公司的一种较为简易的状态监测产品，其分析和诊断功能较为薄弱。
通过对测量数据进行趋势分析，我们仅能看到其在一段时间内的总体水平；如果发现了某些测量点的数值超出报警限值，也仅能做出一个早期故障的判断，而对于故障的具体来源及原因便无从得知，这时就需要借助更为先进的工具如Microlog系统，来做进一步的分析，如FFT 频谱分析、频谱趋势分析、时间波形分析等，以便对故障做出准确判断。
3) 采用Marlin系统对风电机组进行状态监测需要作大量的工作由于现阶段对风力发电机组的状态监测所作的工作还非常有限，因此我们在设定测量值的报警限值时还有一定的困难。
设定准确的报警水平既需要有机组振动监测的经验，又需要有被监测机组正常振动水平的经验，只有当我们了解了正常的振动水平，才会发现机组的异常振动。
这就需要我们对机组的每个测量点作长时间的监测，收集其振动发展趋势信息。
当测量点的振动趋势表明机组处于一个持久的良好工作条件时，就可把报警值设定在这个趋势水平之上。
此外，当对机组进行修理后，如果必要的话，也需要对报警水平进行调整。
3.现场测量点的选择根据目前风电机组的实际运行情况，通常齿轮箱齿轮及其轴承、发电机及其轴承是较容易发生故障的部件，因此在常规的监测中，可将齿轮箱前后轴承、发电机前后轴承分别作为测量点。
这样做是基于如下的考虑：1) 当机组的主要轴承失效时，机组就得停机。
监测轴承的振动可以较早发现轴承故障，这就为及早安排必要的维修提供了宝贵的时间。
2) 由于轴承承载着机器的负荷，许多典型的机械问题如不平衡、不对中、松动等都会将振动信号传给轴承。
因此通过监视轴承的振动，就会同时发现上述典型机械故障及轴承缺陷。
4.存在问题1) 缺乏足够数据由于缺乏任何可供比较的历史运行数据，因而分析引发缺陷的原因有一定难度。
如，是不对中、不平衡、机件松动还是轴弯曲等引起的损坏。
2) 缺乏经验针对位于齿轮箱内部的轴承及齿轮啮合的诊断，状态监测还存在一定的难度，这是由于数据采集探头距离监测点较远，该诊断须排除其他干扰因素，以达到准确判断，需要进一步探索。
三、结论综上所述，我们认为：对于齿轮箱齿轮、轴承的故障诊断尚处于摸索时期，还需要有一定的时间和更多的实践，由于我们对为数不多的几台风电机组的齿轮箱进行了分析，难免存在有一定的片面性，但其效果经证实是有效的。