齿轮传动系统的故障诊断与分析
齿轮箱故障分析和维护使用
风电齿轮箱的故障分析和维护风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、控制系统、发电机、塔架等组成。
其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。
因此增速齿轮箱设计及制造相当关键。
同时风力发电机组增速齿轮箱由于其使用条件的限制，要求体积小，重量轻，性能优良，运行可靠，故障率低。
随着风电行业的发展，更多更大功率的机组投入商业化运营，因而其维修费用更高。
虽然世界上著明的齿轮箱制造企业，如德国的Renk公司，Fland公司，Eickhoof公司以及一些中小企业在这方面都作了研究，并且有的企业也付出了很大的代价，但目前世界风电行业所用增速齿轮箱仍然事故较多。
因此，采用先进技术，分析其失败的原因，总结和吸收以往开发其它项目齿轮箱成功的经验，研制高技术性能，高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。
一、风电齿轮箱故障分析（一）、齿轮传动的故障原因分析齿轮传动是机械设备中设备中最为常用的传动方式之一。
风电齿轮箱运行状态的正常与否直接关系到整台机组的工作状况。
据有关资料统计，齿轮箱发生故障有40％的原因是由于设计、制造、装配及原材料等因素引起的，即是由制造单位设计制造引起的；另有43％的原因是由于用户维护不及时和操作不当引起的；还有17％的原因是由于相邻条件（如电机、联轴节等）的故障或缺陷引起的。
当然，风电齿轮箱故障原因是否有这比例关系，还要经过统计得出。
由此可见，为了确保风电齿轮箱安全、正常地运行，提高齿轮传动的可靠性，一方面需要改进设计、提高加工制造精度以及改善装配质量，另一方面则必须提高运行管理和维护水平，对齿轮传动装置进行状态监测和故障诊断。
(二).齿轮箱中主要故障及其原因分析据统计,齿轮箱中其次是轴承，占20％；再者是轴，占10％。
最后是箱体和紧固件。
由此可见，在齿轮箱中齿轮本身的故障所占比重大。
说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其运行维护水平是关键问题。
齿轮常见故障类型及诊断方法
的应力集中， 交变载荷易使根部产生裂纹最终导致 断裂 ， 裂纹的扩展可以是沿横向的， 也可以是沿斜线 向上 的… 。因此 ， 裂 形 式 可 能是 齿 根 ， 可 能 是 断 也
齿顶 部分 ， 如图 １ 示 。 所
图 ２ 齿 的磨 损 与点 蚀
４ 实例分析
图 ５为齿轮箱实测频谱图， ５ 为修理前的频 图 ａ 谱， 可以看 出， 在各阶啮合频率 附近均有明显的边
带， 且总 的振动 量级 均较 高 ； ５ 图 ｂ是修理后 的结 果 ，
部放大， 用来判断或读出故障的特征信息 。
细化谱边频诊断故障一般从 ２方 面着手 ： １ （）
利用 边带 的对 称性 ， 出 ±ｎ （ 找 ｎ＝１ ２ … ） ， ， 的频
率关 系 ， 确定 是否 成 为一 组 边带 ， 如果 是 边 带 ， 可 则
知道啮合频率 和调制信号频率 ； ２ 比较 各次 （）
测量中边带幅值变化 的趋 势。由此 ２点 ， 就可判断
故 障 的类 型 和故 障发 展 的程 度 。
磨损的因索 ， 故齿轮磨损后齿的几何形状 、 厚度均产
１ 常见故 障类型 和失效 比例
１ 齿的断裂 ， ） 故障比例为 ４ ％ ； １ ２ 齿 面疲 劳 （ ） 点蚀 、 落等 ） 失效 比例 为 ３％ ； 剥 ， １
３ 齿 面划 痕 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０ ４ 齿 面磨 损 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０
中图 分 类 号 ：Ｈ１２ Ｔ ３
在齿 轮箱 的诊 断 中 ， 几乎 涉 及 了旋转 机 械 中 大
疲 劳 和 过 负荷 断 裂从 本 质上 说 是 由 于设 计 、 制 造 、 配不 良而 引 起 的轴 系 共振 、 的弯 曲 、 装 轴 系统 速 度 的急 剧 变化 、 不平 衡载 荷等原 因造成 的 。
齿轮故障机理以及特性分析
齿轮故障机理以及特性分析摘要：社会进步迅速，我国的机械工程的发展也有了进步。
为全面提升企业生产效率，其整体机械系统应始终处在优质高效且健康的运行状态。
同样内部安全生产环境的基础要素也离不开机械设备始终的可靠高效运行以及低能耗工作机理。
针对机械设备服务运行的过程做快速有效的监督掌控，实施周密细致的分析以及应对处理，是确保机械系统处于健康状态的重要因素，同时也为其维修过程提供了良好的技术保障。
机械设备系统之中齿轮是尤为普遍的一类传统方法，其长期处在高速运转、荷载较高的环境条件之下运行，因此存在较多的故障因素。
而机械设备引发故障问题最根本的因素便是齿轮异常所引起的。
由此可见，针对机械齿轮进行故障机理以及特性的分析研究十分重要。
关键词：齿轮故障机理；特性；分析引言近几年来，我国的市场经济日益繁荣，科学技术水平不断提升，机械制造行业也进入了快速发展阶段。
在进行机械制造时，机械齿轮是重要的元件，如果齿轮出现了故障，就会影响机械制造的效率和水平，阻碍机械制造行业的可持续发展。
齿轮在出现故障时会发生振动，振动的频率不同，齿轮故障类型也不同，为了对齿轮故障进行精确分析，采用科学的应对举措，了解机械齿轮故障机理及其特性势在必行。
1机械齿轮故障振动类型1.1材料不稳定引起的震动机械齿轮的材料决定着齿轮的质量，当所使用的材料不满足要求时，齿轮的质量就会受到影响，从而在使用过程中发生故障。
目前，许多机械齿轮故障都是因为其生产材料质量差导致的。
在齿轮材料失去稳定性的情况下，或者是在轮子与中轴没对准的情况下，机械齿轮就会出现故障振动现象，其振动频率主要受机械齿轮谐波的影响。
1.2齿轮碰撞引起的自振在机械齿轮的运行过程中，齿轮之间会产生碰撞，由此可能会引起齿轮故障。
不同机械中的齿轮有所差别，有些机械的运转速度比较快，机械齿轮的轮齿数量就会比较多；有些机械的运转速度比较慢，所以齿轮的轮齿数量相对比较少。
当轮齿数量比较多时，轮齿之间就很容易产生碰撞，由于机械运转速度快，碰撞就会比较激烈，导致机械齿轮被动的震动。
轴承与齿轮传动器常见故障诊断方法分...
球磨机轴承与齿轮传动器常见故障诊断方法分析玉溪大红山铜矿机电一体化大专班潘翔2010年9月[球磨机在使用过程中难免会出现这样那样的故障，从而影响磨机工作效率，本论文对球磨机的轴承和小齿轮常见故障及解决方法进行全面的分析总结]摘要现代化生产日益向着大规模化、系统化、自动化方向发展，机械故障诊断越来越受到重视。
如果主要设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，而且影响正常生产，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。
在连续生产系统中，如果主要设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失。
本文在介绍了球磨机主要的故障机理、特征及其诊断方法，并对各种监测诊断方法进行探讨分析。
基于具体工业实际，本文重点针对球磨机常见轴承故障、齿轮传动系统故障、磨机“胀肚”自诊断与过程控制的监测诊断方法做了深入的探讨、研究；提出运行状态监测、故障诊断与生产过程控制相结合的系统设计思想。
此外，根据球磨机主要的监测内容和特点，对球磨机实时工况与状态识别、在线分析与故障诊断进行系统设计，并完成监测诊断及生产过程控制系统的构成，确定监测诊断系统的工艺设计框架。
关键词：球磨机；运行状态监测；故障诊断；分析第1章绪论1.1对球磨机进行故障诊断的必要性近年来，随着机械工业中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展。
出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生。
大型旋转设备状态监测与故障诊断技术研究是国家重点攻关项目，目的是提高大型旋转设备的技术状况，减少突发性事故，避免重大经济损失。
”1.2 球磨机故障概述球磨机是选矿工艺中一个应用非常广泛且十分重要的粉磨设备。
日益向大型化、自动化及复杂化方向发展。
这样的关键设备一旦发生故障后，往往给生产带来巨大的影响，常常因为对故障的出现估计不足，致使企业蒙受较大的经济损失。
每年，企业为了保持球磨机系统处于正常运转状态的维修费用，在企业的经营费用中占有很大的比例。
关于齿轮传动系统故障诊断技术的研究进展
关于齿轮传动系统故障诊断技术的研究进展摘要：齿轮传动系统作为如今应用最为广泛的动力传递装置之一，为汽车、航天、冶金、煤矿、核能等众多领域提供了运转和操作的技术手段，因此，对于齿轮传动系统的日常养护及检修工作就要引起高度的重视，一旦出现了故障就会使得整个机器设备无法正常运转，进而影响到整个工程的实施及进展。
因此，设备检修和维护人员应当提前做好齿轮传动系统的故障诊断工作，避免机器运转过程中发生故障，造成不必要的损失。
本文结合当前国内外的有关研究理论，简要介绍了齿轮传动系统故障诊断技术的研究分析，并对有关技术提出了进一步的展望。
关键词：齿轮传动系统；故障诊断；故障分析；特征提取引言一、齿轮传动系统故障诊断方法首先，要想做好齿轮传动系统故障诊断技术的研究工作，首先要掌握齿轮传动系统故障诊断方法。
而齿轮在运动的过程中，会产生多种多样的有特征的变化。
而这些特征的变化会直接表现出齿轮传动系统的运行状态，齿轮传动系统故障诊断的主要方法就是对这些故障特征进行提取，进而通过综合分析来做出准确的判断。
（一）基于振动信号的齿轮传动系统故障诊断方法通过振动信号来对故障进行诊断是当前十分通用的技术之一。
从形式上看，可以将齿轮传动系统看作是弹簧阻尼系统所构成的非线性系统。
由此可以得知，齿轮传动系统在进行时可以传递出许多信号，而这些信号中，包含着不同设备的故障信息。
振动信号是能够在最大程度上呈现出齿轮和轴承运行状态的一个特征，但是由于受到目前现实中众多因素的制约，例如传感器的安装情况等，都会对信号的监测造成影响，甚至会由于这些干扰因素导致信号的获取存在误差，从而影响故障诊断的结果。
（二）基于电流分析的故障诊断方法电流分析故障诊断方法主要是应用于电器系统的齿轮传动系统当中，并且在电动机的应用过程中发挥着十分显著的作用。
由于电动机在工作的过程中，电流的变化并非一直是平稳的，在不同的负荷状态下会呈现出不同的特征，因此，通过电流分析方法对齿轮传动系统进行检测，可以直观地观察到电流发生的变化。
机械传动系统的故障诊断与健康评估
机械传动系统的故障诊断与健康评估引言机械传动系统作为现代机械设备中不可或缺的一部分，承担着传递和转换动力的重要职责。
然而，长时间的工作和高负荷运转可能导致传动系统出现故障和损坏，进而影响设备的性能和寿命。
因此，进行机械传动系统的故障诊断与健康评估显得尤为重要。
本文将针对机械传动系统可能遇到的故障进行分析，介绍常见的诊断方法和健康评估技术，并探讨其在实际应用中的局限性和发展方向。
一、机械传动系统常见故障分析1.1 齿轮传动故障齿轮传动是机械传动系统中常见的形式之一，常见的故障包括齿轮磨损、断齿、齿面腐蚀等。
这些故障会导致齿轮传动的噪声增加、转矩传递不稳定等问题。
通过振动信号分析、声音诊断以及齿轮齿面检查，可以对齿轮传动故障进行快速定位和诊断。
1.2 增速器和减速器故障增速器和减速器作为机械传动系统的重要组成部分，常常用于实现不同转速的转换。
常见的故障包括轴承磨损、齿轮间隙过大、油液污染等。
这些故障会导致传动系统的效率下降、噪声增加等问题。
通过轴承振动分析、润滑油分析以及齿轮间隙检测，可以对增速器和减速器故障进行准确的诊断。
1.3 轴承故障轴承作为支撑和定位转轴的重要部件，经常承受高速旋转和冲击载荷。
轴承的故障会导致转动不平稳、噪音增加等问题。
常见的轴承故障包括疲劳寿命耗尽、内外圈间隙过大、润滑不良等。
通过振动分析、温升监测以及摩擦噪声分析，可以对轴承的故障进行精确诊断。
二、机械传动系统故障诊断方法2.1 振动信号分析振动信号分析是一种常用的故障诊断方法，通过对机械传动系统振动信号的采集和分析，可以识别出故障类型和位置。
利用傅立叶变换进行频谱分析，可以找到故障频率，并结合模式识别技术进行故障诊断。
2.2 声音诊断机械传动系统在运行时会产生特定的声音，不同的故障会导致不同的声音特征。
通过专业的声音分析设备，可以将故障频率转变为声音频率，进而快速定位故障。
2.3 润滑油分析传动系统的润滑油可以反映传动系统的健康状况。
齿轮的故障诊断
齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断一、齿轮的常见故障齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。
据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的10.3%。
齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。
在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达60%以上。
齿轮本身的常见故障形式有以下几种。
1. 断齿断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。
裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。
②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。
③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。
偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。
局部断齿总是发生在轮齿的端部。
2. 点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。
裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。
如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。
点蚀有两种情况：①初始点蚀（亦称为收敛性点蚀）通常只发生在软齿面（HB＜350）上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。
原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低。
②扩展性点蚀发生在硬齿面（HB＞350）上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。
齿轮传动系统的故障诊断方法研究论文
齿轮传动系统的故障诊断方法研究论文齿轮传动系统的故障诊断方法研究内容提要: 在机械设备运转过程中,齿轮传动系统通过主、从动齿轮的相互啮合传递运动和能量,这个过程将产生一定形式的机械振动。
而诸如磨损、点蚀、制造误差、装配误差等齿轮和齿轮传动系统的各种缺陷和故障必然引起机械振动状态(或信号)发生变化。
因此,在齿轮传动系统的振动信号中,蕴涵有它的健康状态 (故障与无故障)信息,监测和分析振动信号自然就可以诊断齿轮和齿轮传动系统的故障。
关键词: 齿轮故障;故障诊断;振动;裂纹目录引言 1第一章影响齿轮产生振动的因素 21.1 振动的产生 21.2 振动的故障 2第二章齿轮裂纹故障诊断 42.1 裂纹产生的原因 42.2齿轮裂纹分类、特征、原因及预防措施42.2.1淬火裂纹 42.2.2磨削裂纹 42.2.3疲劳裂纹 52.2.4轮缘和幅板裂纹 6第三章齿轮故障诊断方法与技术展望73.1 齿轮故障诊断的方法73.1.1 时域法73.1.2 频域法73.1.3 倒频谱分析83.1.4 包络分析83.1.5 小波分析方法83.2 齿轮故障诊断技术的展望9结论10致谢11参考文献12引言随着科学技术的不断进步,机械设备向着高性能、高效率、高自动化和高可靠性的方向发展。
齿轮由于具有传动比固定、传动转矩大、结构紧凑等优点,是改变转速和传递动力的最常用的传动部件,是机械设备的一个重要组成部分,也是易于故障发生的一个部件,其运行状态对整机的工作性能有很大的影响。
在机械设备运转过程中,齿轮传动系统通过主、从动齿轮的相互啮合传递运动和能量,这个过程将产生一定形式的机械振动。
而诸如磨损、点蚀、制造误差、装配误差等齿轮和齿轮传动系统的各种缺陷和故障必然引起机械振动状态(或信号)发生变化。
因此,在齿轮传动系统的振动信号中,蕴涵有它的健康状态(故障与无故障)信息,监测和分析振动信号自然就可以诊断齿轮和齿轮传动系统的故障。
第一章影响齿轮产生振动的因素1.1 振动的产生在齿轮的传动啮合过程中,影响齿轮产生振动的原因很多,有大周期的误差也有小周期的误差。
齿轮断齿故障特征
齿轮断齿故障特征齿轮断齿是齿轮传动系统常见的故障之一，指齿轮的齿面在使用过程中发生断裂、脱落或损坏。
齿轮断齿的故障特征包括故障齿轮在运动过程中发出异常声音、齿轮体表现出明显的磨损和疲劳裂纹等。
首先，齿轮断齿的故障通常会伴随着异常的声音。
在正常的齿轮传动中，齿轮之间的啮合应该是平稳的，不会发出过多的噪声。
而当齿轮出现断齿故障时，由于齿轮之间的齿面无法正常接触，会导致反向载荷的产生，这会引起异常的声音。
通常，这些声音会比正常运行时更大、更尖锐，并且会伴随着敲击声和刺耳的嘎嘎声。
这些异常声音是检测齿轮断齿故障的重要特征。
其次，齿轮断齿的故障还会导致齿轮表面的明显磨损和疲劳裂纹的出现。
由于断齿故障会引起齿轮之间的异常载荷分布，这会导致齿轮表面的磨损加剧。
在齿轮运动过程中，受到高频反向载荷的影响，磨损会导致齿轮表面出现明显的划痕和疲劳裂纹。
这些划痕和疲劳裂纹的出现是齿轮断齿故障的另一个明显特征。
此外，齿轮断齿的故障还会导致齿轮传动系统的传动比发生变化。
在齿轮传动系统中，传动比是由齿轮的齿数决定的。
而当齿轮发生断齿故障时，这将导致齿轮齿数的减少或者不匹配，从而改变了传动比。
这将导致齿轮传动系统的输出转速和扭矩发生变化，从而影响整个系统的正常运行。
这是齿轮断齿故障的另一个明显特征。
最后，齿轮断齿的故障还会导致齿轮传动系统的性能下降。
当齿轮发生断齿故障后，由于齿数的减少或者不匹配，齿轮传动系统的传动效率将会下降。
而且，在断齿故障的齿轮上，由于磨损和疲劳裂纹的存在，齿轮之间的啮合不再是平稳的，会导致能量损耗增加，进一步降低传动效率。
这将直接影响到整个齿轮传动系统的性能和可靠性。
综上所述，齿轮断齿故障的特征包括异常的声音、齿轮表面的明显磨损和疲劳裂纹、传动比的变化，以及齿轮传动系统性能的下降。
当发现这些特征时，及时采取鉴别和修复措施是非常重要的，以避免因齿轮断齿故障而导致的更大损失。
同时，定期检查和保养齿轮传动系统也是预防齿轮断齿故障的重要措施，可以延长其使用寿命，提高其可靠性和性能。
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。
齿轮故障监测与诊断
齿轮故障监测与诊断引言齿轮作为机械传动装置的重要组成部分，在工业生产过程中扮演着重要的角色。
齿轮故障可能会导致传动装置的失效，进而影响整个生产系统的稳定性与可靠性。
因此，对齿轮的故障监测与诊断显得尤为重要。
本文将介绍齿轮故障的常见类型、监测方法以及诊断技术，旨在为工程师提供相关知识以改善齿轮传动系统的运行。
齿轮故障的常见类型齿轮故障的常见类型包括齿面磨损、齿面损伤、齿根断裂和轴向偏移等。
齿面磨损是由于齿轮之间的相对滑动引起的，主要表现为齿面的变平、光亮和磨耗。
齿面损伤是因为齿轮传动系统在运行过程中受到冲击、振动或过载等因素的影响，造成齿轮齿面的断裂、脱落或裂纹等问题。
齿根断裂是由于齿轮齿面强度不足或负载过大引起的，造成齿根的断裂或塑性变形。
轴向偏移是指齿轮轴线之间的相对位移，可能会导致齿轮啮合不良，进而影响传动效果。
齿轮故障监测方法齿轮故障的监测方法可以分为在线监测和离线监测两种。
在线监测在线监测是指在齿轮传动装置运行过程中，利用各种传感器、信号采集装置和数据分析方法来实时监测齿轮的工作状态。
常见的在线监测方法包括：1.振动分析：通过安装加速度传感器或振动传感器来检测齿轮传动系统的振动信号，根据振动信号的频率、幅值和相位等特征来判断齿轮是否存在故障。
2.声学分析：利用麦克风等设备采集齿轮传动系统产生的声音信号，通过对声音信号的频谱分析和波形分析来判断齿轮的工作状态。
3.温度监测：通过安装温度传感器来检测齿轮传动系统的温度变化，高温可能是齿轮摩擦、磨损或润滑不良的表现。
4.油液分析：对齿轮传动系统的润滑油进行样品采集，并使用油液分析仪器检测油液中的金属颗粒、水分和污染物等指标，以判断齿轮的工作状态。
离线监测离线监测是指在齿轮传动装置停止运行后，通过对齿轮进行拆卸和检查来判断其工作状态。
常见的离线监测方法包括：1.目视检查：人工检查齿轮表面的磨损、损伤和断裂等情况，同时还可检查齿轮啮合间隙和轴向偏移等问题。
采煤机行走部齿轮故障分析与诊断
设备管理与维修2021翼4(下)扬群策群力、团结协作的团队精神,不只是相关电气维护人员、运行人员的职责与义务,任何人员只要发现就应立即通知当值值长和电气维护人员,为及时成功处置创造有利条件[5]。
为提高检电气维护人员、电气运行人员对环火事件的重视,电厂可制定责任制度与激励制度,将环火故障责任落实到具体工作人员,提高工作人员的责任意识。
对于及时发现环火事件,并采取有效应急措施的工作人员,给予通报表扬和奖金激励,调动工作人员工作热情,确保在第一时间发现环火故障。
(2)电气维护人员对应急情况下的处置方法、流程的熟练掌握是成功处置的关键。
首先,电气维护人员要准备好应急物资。
应将一盒碳刷(25个),刷握、钳型电流表、更换的专用工具放置于班组工具柜内,并告知全体电气维护人员,以便发生突发事件时能带处置物资第一时间赶到现场;其次,处置人员要熟练掌握处置方法、流程。
电气维护人员针对此类突发事件专门开展处置方法与流程的培训,通过故障模拟,使全体电气维护人员反复练习,掌握操作要点。
(3)做到临危不乱、判断清楚、果断处置、默契配合,是成功处置的核心。
在第一时间赶到现场后,首先判断发展程度,然后立即处理。
处理的原则:对打火严重的不要动,立即对刷辫没有烧断、接触的碳刷尽最大可能进行压紧处理。
压紧前先处理刷辫不要靠近手,以防止烫伤。
电气运行值班员应汇报值长并及时按《电气运行规程》有关规定迅速降低发电机无功,并派人就地观察和处理。
根据现场情况,及时安排对刷辫烧断、刷握没有损坏的碳刷进行更换。
随着环火逐渐消失后,开始对损坏的刷握进行更换。
整个处置过程中要求维护与运行通力协作、紧密配合,在较短的时间内处置完毕。
6总结发电机作为发电企业的重要设备,其健康状况直接关系到机组的安全稳定运行。
而发电机碳刷作为导入励磁电流动静结合部分的“咽喉”。
其状态的好坏成为制约发电机稳定运行的瓶颈。
因此在准确分析故障原因的基础上,制定出有针对性的对策并严格执行显得非常迫切。
齿轮故障分析 (DEMO)
齿轮故障分析一、齿轮失效机理：1.制造和装配不善造成的，如齿形误差、轮齿与内孔不同心，各部分的轴线不对中，大型齿轮的不平衡等；2.齿轮在长期运行中形成的，由于轮齿表面承受的载荷很大，两啮合齿轮之间既有相对滚动又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生了力的脉动，在长期运行中导致齿面发生点蚀、胶合、磨损、疲劳、剥落、塑性流动及齿根裂纹，甚至断齿等失效现象。
齿轮的第一类失效主要引起不平衡和啮合不良，前者使振动加剧，后者将诱发齿轮的第二类失效。
第二类失效主要是指啮合齿面上的损伤，这些损伤会造成运转时齿面间的撞击，从而产生具有一定频率特征的振动的声音；齿面产生这些损伤时，剥离的金属微粒必然进入齿轮箱的润滑油内，不同类型的损伤其微粒的形貌特征、化学成分、数量多少等方面都有所区别。
二、齿轮脱啮振动机理脱啮振动产生的基本原因是惯性作用。
惯性作用仅反映了脱啮现象产生动因，但不能说明产生脱啮振动齿轮副的内在因素。
侧隙是产生脱啮的基本条件（内因），如果没有侧隙也就不可能产生脱啮。
由于惯性力和脱啮位移效应产生静态脱啮，然后撞击、振动和共振等。
产生动态脱啮影响静态脱啮的因素有：啮合刚度、有效齿形误差、额定载荷、等效从动轮系质量、脱啮时间以及转速n 。
齿轮在传动过程中存在着撞击、振动、共振及耦合共振等，由于上述原因产生动态脱啮。
脱啮振动越严重，齿轮噪声越大。
啮合冲击：齿轮啮合存在间隙与误差，存在啮合刚度变化，在传动过程中不可避免的存在脱啮，即“脱啮—接触—分离—接触”的过程，从而产生了“撞击”称之为啮合撞击。
冲击力F大小取决于脱啮位移量h 。
导致齿轮剧烈振动的内在因素是齿轮啮合刚度，支承扭转刚度和等效转动惯量。
反映了动态耦合特性，属参数激励；啮合刚度变化和相对运动误差变化是产生调制的根源，为传动误差效应。
根据动力学特性分析，说明动态脱啮特征首先是导致共振，其次是产生调制波，随着刚度变化及运动误差变化加剧其基本频率边频增加。
论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法
、论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法一、齿轮啮合频率的机理由齿轮传动理论可知，渐开线齿廓齿轮在节点附近为单齿啮合，而在节线的两边为双齿啮合，啮合区的大小则由重叠系数&决定。
因此，每对轮齿在啮合过程中承受的载荷是变化的，从而引起齿轮的振动，另外，一对轮齿在啮合过程中两齿面的相对滑动速度和摩擦力均在节点处改变方向，引起齿轮的振动•这两者形成了啮合频率fz及其谐波Nfz，其计算式为nZ f z60式中Z 齿轮的齿数；n轴的转速，「/min 。
nZ60式中N —自然数，1 , 2 , 3 ,……。
N=1称为基波，即啮合频率；N = 2 , 3 ,……时，称为二次，三次…谐波。
啮合频率fz及其谐波Nfz的频谱特点:①初始状态，啮合颇率的幅值最高，各次谐波的幅值依次减小（图1的实线部分）;②随着齿轮磨损的增加，渐开线齿廓逐渐受到破坏，使齿轮振动加剧，此时啮合频率及其各次谐波的幅值逐渐增大，而且各次谐波幅值的增加比啮合频率快得多（图中虚线所示）;③磨损严重时，二次谐波幅值超过啮合频率幅值。
由频谱图上啮合频率及其谐波幅值的增量可判断出齿轮的磨损程度。
啮合频率分析：（1 ）负载和啮合刚度的周期性变化负载和啮合刚度的变化可用两点来说明： 一是随着啮合点位置的变化，参加啮合的单一齿轮的刚度发生了变化， 二是参加啮合的齿数在变化。
如渐开线直齿轮， 在节点附近是单齿 啮合，在节线两侧某部位开始至齿顶、齿根区段为双齿啮合。
显然，在双齿啮合时，整个齿 轮的载荷由两个齿分担， 故此时齿轮的啮合刚度就较大； 同理单齿啮合时，载荷由一个齿承 担，此时齿轮的啮合刚度较小。
从一个轮齿开始进入啮合到下一个轮齿进入啮合， 齿轮的负 载和啮合刚度就变化一次， 所以齿轮的负载和啮合刚度周期性变化的频率与齿轮旋转频率成 整数倍关系。
（2 ）节线冲击的周期性变化齿轮在啮合过程中，轮齿表面既有相对滚动， 又有相对滑动。
主动轮带动从动轮旋转时， 主动轮上的啮合点从齿根移向齿顶， 啮合半径逐渐增大， 速度渐次增高；而从动轮上的啮合 点是由齿顶移向齿根， 啮合半径逐渐减小， 速度渐次降低。
行星齿轮传动系统参数优化与故障诊断
行星齿轮传动系统参数优化与故障诊断行星齿轮传动系统是一种常用的机械传动装置，广泛应用于各个领域的机械设备中。
为了提高传动系统的效率和可靠性，人们对其参数进行优化，并且对故障进行诊断和预防。
本文将探讨行星齿轮传动系统的参数优化与故障诊断。
1. 引言行星齿轮传动系统是一种常见的机械传动装置，由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
其结构紧凑、传动效率高、承载能力强，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
然而，由于传动过程中存在着齿轮的啮合、磨损等问题，系统的效率和可靠性还有较大的提升空间。
因此，优化行星齿轮传动系统的参数以及故障诊断显得尤为重要。
2. 参数优化2.1 齿轮模数优化行星齿轮传动系统中，齿轮的模数是一个重要的参数。
合适的模数可以确保齿轮的强度和传动效率。
通过对模数的优化，可以减小齿轮的尺寸，提高传动效率。
在实际应用中，可以采用有限元分析和试验研究相结合的方法，确定最优模数。
2.2 齿轮啮合角优化齿轮的啮合角是行星齿轮传动系统的另一个重要参数。
合适的啮合角可以减小齿轮的啮合冲击和噪声，提高传动效率。
同时，啮合角还会影响齿轮的接触疲劳寿命。
因此，在设计和制造过程中，需要通过精确计算和试验验证，确定最佳的啮合角。
2.3 饱和磨削优化行星齿轮的加工工艺对其性能和寿命有着重要影响。
饱和磨削是目前常用的行星齿轮加工方法。
通过合理优化磨削参数，可以提高行星齿轮的表面质量和精度，减小齿面接触应力集中，增加传动效率和工作寿命。
3. 故障诊断3.1 振动信号分析行星齿轮传动系统在运行过程中会产生振动信号，通过对振动信号的分析可以判断系统的工作状态和存在的故障。
常用的振动信号分析方法包括时间域分析、频谱分析和小波分析等。
结合这些方法，可以定位故障位置、判断故障类型。
3.2 温度检测行星齿轮传动系统在正常工作状态下会产生一定的摩擦热量。
通过对传动系统温度的检测，可以判断传动系统的工作状态和故障情况。
常用的温度检测方法包括红外热像仪和热电偶等。
齿轮故障检测总结
齿轮故障检测总结引言齿轮是机械传动系统中常见且重要的元件之一。
在工业生产中，齿轮故障可能会导致机械传动系统的失效，从而影响设备的正常运行。
因此，对齿轮故障进行有效的检测和诊断，对于预防故障和提高设备的可靠性非常重要。
本文将对常见的齿轮故障检测方法进行总结，包括振动分析、声学分析、热红外检测以及油液分析等。
这些方法可以帮助工程师及时发现齿轮故障，并采取相应的措施修复或更换齿轮，以确保机械传动系统的可靠性和安全性。
1. 振动分析振动分析是一种常见且有效的齿轮故障检测方法。
通过监测齿轮系统的振动信号，可以识别出齿轮的故障类型，如齿面磨损、齿面疲劳断裂等。
振动分析通常包括以下步骤：1.采集振动信号：使用振动传感器采集齿轮系统的振动信号。
通常，可以选择在齿轮箱的外部或内部安装振动传感器，以获取不同位置的振动信号。
2.信号预处理：对采集到的振动信号进行预处理，包括去噪处理、滤波处理等。
这些预处理操作可以提高信号的质量和准确性。
3.特征提取：从预处理后的振动信号中提取特征，如频域特征、时域特征等。
这些特征可以用于描述齿轮故障的振动特性。
4.故障诊断：根据提取到的特征，利用故障诊断算法对齿轮的故障类型进行识别和判断。
常见的故障诊断算法包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）等。
振动分析方法具有非破坏性、实时性和高灵敏度等优点，可以对齿轮的早期故障进行有效检测，帮助预防严重事故的发生。
2. 声学分析声学分析是一种基于声波信号的齿轮故障检测方法。
通过监测齿轮系统产生的声音信号，可以判断齿轮的状态和故障情况。
常见的声学分析方法包括以下步骤：1.采集声音信号：使用麦克风或声音传感器采集齿轮系统产生的声音信号。
与振动分析类似，声音传感器可以安装在齿轮箱的内部或外部，以获取不同位置的声音信号。
2.信号预处理：对采集到的声音信号进行预处理，包括去噪处理、滤波处理等。
这些预处理操作可以提高信号的质量和准确性。
3.频谱分析：将预处理后的声音信号进行频谱分析，可以得到声音信号的频谱特征。
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齿轮传动系统的故障诊断与分析张某某（某某大学机电工程学院，湖南长沙，410083）摘要：齿轮是机械设备中常用的部件,齿轮传动也是机械传动中最常见的方式之一。
在许多情况下，齿轮故障又是导致设备失效的主要原因。
因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要的意义。
本文简要介绍了齿轮故障的发展历史，齿轮故障诊断形式与方法，齿轮故障特征提取以及齿轮传动系统的分析模型和求解方法。
关键词：齿轮传动；故障诊断；分析Analysis and fault diagnosis of gear transmission systemZhangmoumou（College of mechanical engineering of moumou University；Changsha Hunan；410083）Abstract：Gear is the common parts of the mechanical equipment，one of the most common way of gear transmission is mechanical transmission. In many cases, the gear fault is the main cause of equipment failure. So it is very important to diagnose the faults of gear. This paper briefly introduces the development history of gear fault, fault diagnosis of gear form and method, analysis model and the solving method of gear fault feature extraction and the gear transmission system.Key words：gear transmission；fault diagnosis；analysis0引言对齿轮传动系统进行诊断是自故障诊断技术问世以来一直受到人们普遍重视的课题之一,在各类机械设备中,齿轮传动是最主要的传动方式,齿轮传动系统的运行状态往往直接影响到机械设备是否正常工作。
而齿轮传动系统的零部件如齿轮、轴和轴承的加工工艺复杂,装配精度要求高,又常常在高速度、重载荷下连续工作,因此故障率较高,是造成机械设备不能正常运转的常见原因之一。
传统采用的定期维修方式由于其无法科学地预见故障,不能从根本上防止故障的发生,而且维修周期太短会增加维修费用和维修时间,造成浪费,也影响了正常使用。
因而需对齿轮传动系统进行状态监测及故障诊断,以分析确定齿轮传动系统的工作状态和性能劣化趋势,视具体情况决定是否需要维修。
这样既可以有效地预防故障的发生,又可以减少不必要的维修,节约开支。
在运行过程中,齿轮传动系统内部的零部件会受到机械应力、热应力等多种物理作用,随着时间的推移,这种物理作用的累积,将使齿轮传动系统正常运行的技术状态不断发生变化,可能产生异常、故障或劣化状态。
这些作用和变化,又必然会产生内部激励的变化,从而导致相应的振动、声音等二次效应。
由于在装配后和运行中无法对齿轮传动系统的关键零部件直接测试,所以根据二次效应得到的齿轮系统状态向量就成为故障信息的重要载体。
目前普遍采用的基于振动响应的诊断方法是利用箱体的振动信号作为判断齿轮系统运行状态的信息来源。
由于振动响应信号是由齿轮系统的内部激励和箱体的传递特性确定的,而这种诊断方法没有考虑系统的传递特性,所以在故障机理分析、特征提取等方面都存在较难解决的问题。
因此，有人提出基于激励分析的故障诊断方法,利用载荷识别技术获得系统的激励信号。
由于激励信号中含有多种故障特征,需要将其与系统辨识结果以及响应信号中的故障特征综合起来,采用信息融合技术,综合运用激励分析和响应分析结果,运用小波分析、模糊诊断及人工智能技术,进行关联和归一化处理,以解决复杂机械系统的在线快速诊断的精度和可靠性问题。
1齿轮故障诊断的发展历史齿轮故障诊断始于七十年代初，早期的齿轮故障诊断仅限于在旋转式机械上测量一些简单的振动参数，用一些简单的方法进行诊断。
这些简单的参数和诊断方法对齿轮故障诊断反应灵敏度较低，根本无法准确判断发生故障的部位。
七十年代末到八十年代中期，旋转式机械中齿轮故障诊断的频域法发展很快，出现了一些较好的频域分析方法，对齿轮磨损和齿根断裂等故障诊断较为成功。
进入九十年代以后,神经网络、模糊推理和网络技术的发展和融合使得齿轮系统故障诊断进入了蓬勃发展的时期。
我国学者在齿轮故障诊断研究方面也做了大量工作。
1986年屈梁生、何正嘉在《机械故障诊断学》中分析了齿轮故障的时频域特点。
1988年颜玉玲、赵淳生对滚动轴承的振动监测及故障诊断进行了分析。
1997年郑州工业大学韩捷等在“齿轮故障的振动频谱机理研究”中对齿轮的故障机理做了探讨。
西安交通大学张西宁等在“齿轮状态监测和识别方法的研究”中提出了一种新方法即基于一致度分析。
2齿轮故障形式2.1齿轮断齿齿轮箱失效的主要故障即为断齿。
断齿之后的齿轮箱不但齿轮报废需要更换维修，同时也导致风力机无法正常运行，给业主带来双重损失。
断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。
根据裂纹扩展的情况和断齿原因，断齿可分为过载折断（包括冲击折断）、疲劳折断以及随机断裂等。
过载折断的主要原因是作用在轮齿上的应力超过其自身极限应力，从而导致裂纹迅速扩展，其原因一般有突然冲击超载、轴承损坏、轴弯曲或较大硬物挤入啮合区等。
呈放射状花样的裂纹会出现于断齿断口处，并时而伴随有平整的塑性变形于断口处，并且断口处常可拼合。
通过仔细检查一般会发现材质的缺陷、齿面精度太差、轮齿根部未作精细处理等。
所以必要的措施应该在设计中予以考虑，比如安装时防止对中不准、防止硬质异物进入箱体内等等，以防止过载的情况发生。
疲劳折断发生的根本原因是齿轮在过高的交变应力反复作用下，从危险截面（如齿根）的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，并导致剩余截面上的应力逐渐超过其极限应力，最终造成齿轮的瞬时折断。
疲劳裂纹产生的原因多为设计时载荷估计不足、材料选用不当、齿轮精度过低、热处理裂纹、磨削烧伤、齿根应力集中等等。
所以在齿轮设计中传动的动载荷谱要被充分考虑进去，同时还要优选齿轮参数，正确选用材料和齿轮精度，并且充分保证加工精度以消除应力集中因素等等。
齿轮的随机断裂，究其原因通常是因为材料的缺陷、点蚀、剥落或其他应力集中，而造成的局部应力过大，或较大的硬质异物落入啮合区而引起。
2.2齿轮点蚀、胶合除了前面所提及的三种严重的断齿故障之外，齿轮箱还会出现点蚀、胶合故障。
点蚀形成的原因，是由于金属疲劳而在接触面上形成细小的疲劳裂纹，之后裂纹的扩展从而又造成金属剥落。
点蚀常发生在齿轮和滚动轴承表面，在运行几个小时之内就有可能产生点蚀现象，如果不及时控制点蚀状态，便会引起设备出现严重的损坏问题。
在众多形成点蚀的原因中，表面粗糙和润滑选择不当是其中的两个主要原因。
点蚀逐渐会导致齿轮磨损，而齿轮磨损、齿轮形状的改变，又会使齿轮表面所承载的压力增大、啮合精度下降，噪音、振动和齿轮轴线发生偏离，从而齿轮失效的几率便随之增大。
点蚀逐渐扩大的后果即为断齿失效。
从齿轮上磨削下的金属还会进入润滑油，而成为污染物，并随同润滑油在齿轮箱中循环，通过反复的挤压又会镶嵌在齿轮或轴承上。
同样轴承20%以上的寿命减少便是由于润滑油的污染。
但如果加入过滤环节，这些碎片便能被有效清除。
另外，密封件被损害的部分原因也是由这些碎片所引起，并同时会导致油品泄露和污染物入侵。
在点蚀发生之后无法用肉眼直接辨识出来，但齿面会变的暗淡。
接触应力的大小、载荷循环数、材料硬度、表面微观几何形状及润滑状态和润滑膜厚度等，都直接影响着点蚀发生的时间和程度。
同时润滑油选用的得当与否，也会促使点蚀的产生。
润滑油选用主要有粘度、添加剂、润滑方式三方面因素，其影响如下：使用低粘度油，因为其流动性较好，而容易渗入齿轮、轴承表面裂纹中。
渗入之后反而会加速裂纹的发展和导致金属块的脱落，而引起点蚀。
高粘度的油不如稀油活泼，则也不易像稀油那样容易渗入裂纹。
同时，粘度高有利于油膜的建立和油膜厚度的增大，并且油的弹性可缓和冲击，使接触应力的分布更趋于均匀，相对地降低了最大应力值，增强了齿面的耐点蚀能力。
所以适当提高润滑油的粘度，可以减少表面疲劳点蚀的发生和扩展。
润滑方式也会影响机械部件抗点蚀的能力。
油浴法比循环喷油法抗点蚀能力高11%；使用油浴法的啮出侧比啮入侧抗点蚀能力高8%；而用循环喷油法的啮出侧比啮入侧抗点蚀能力高20%。
当润滑油达到粘着极限时，点蚀倾向随油量增大而增加。
胶合形成的原因可能是由于润滑条件不好或有干涉，适当改善润滑条件和及时排除干涉起因，调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。
齿轮箱润滑不良也会造成齿面、轴承过早磨损。
而造成润滑油失效的原因如下：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。
以上的这些原因会导致润滑油失效，从而引起齿轮、轴承等的磨损。
3齿轮故障诊断方法3.1振动分析法在齿轮系统故障诊断的众多方法中,如振动诊断、噪声分析、油液分析、声发射和温度及能耗检测等,振动诊断是目前使用最广泛且行之有效的方法。
因此,对齿轮系统的故障进行振动诊断是一个重要的课题。
传统振动诊断的基本方法是用安装在箱体上的加速度传感器测量振动响应信号,提取特征参量,再考虑传感器与各零部件的接近程度和特征参量与某种部件的关特性进行故障诊断。
为了充分利用信息,目前一般采用多参数诊断法(如模糊诊断法和灰色系统关联诊断法等),这种方法广泛使用时域、幅域、频域的各种分析方法,提取尽可能多的有效特征参量,然后结合模式识别进行工作状态的判断。
3.2齿轮系统零部件的故障诊断研究齿轮、滚动轴承和轴是齿轮传动系统故障的主要起因。
因此,对零部件的故障诊断研究一般针对这三种零件。
齿轮:从齿轮啮合动力学出发,于1967年提出了齿轮系统边频带理论。
在齿轮故障检测中,基于边频带理论的有各种频域和倒频域的定性分析方法,如频谱分析,倒频谱分析方法等。
精密诊断方法主要是进行幅值解调分析和频率解调分析。
在幅值解调分析中,最常见的是希尔伯特解调分析,在齿轮和滚动轴承的故障诊断中应用较多。
重庆大学汽车工程系研制了以时域卷积方式实现希尔伯特变换的方法和程序,并将重抽和滤波结合起来,提高了解调谱的分辨率及速度。
频率调制属于非线性调制,频率解调方法的研究较为困难,还有待于进一步研究。