机器振动特征分析齿轮
不同类型机械设备振动限值
不同类型机械设备振动限值1、GB/T6075.3一2011/ISO10816-3:2009机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动第3部分:额定功率大于15KW额定转速在120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器1)适用范图GB/T6075的本部分给出了现场测量时评估振动水平的准则,该准则适用于功率大于15KW、运行转速在120r/min至15000r/min的机组。
本部分所深盖的机器为:——功率不大于50MW的汽轮机;——汽轮机组功率大于50MW、但转速低于1500r/min或高于3600r/min(即不包括ISO10816-2中涵盖的机组);——旋转式压缩机;——功率不大于3MW的工业燃气轮机;——发电机;——各种类型的电动机;——鼓风机或风机。
注:本部分的振动准则通常仅适用于额定助率大于300KW的风机或非柔性支承的风机。
当条件允许时,准备推荐其他类型的风机,包括那些采用轻型薄金属板结构的风机。
在此以前,制造厂与用户可根据以前的运行经验结果来商定为双方所接受的振动分类,参见ISO1469400。
下列机器不属于本部分的范围:——助率大于50MW陆地安装的汽轮发电机组,其转速为1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min(见ISO10816-2)3——功率大于3MW的燃气轮机(见ISO10816-4);——水力发电厂和泵站机组(见ISD10816-5)——与往复式机器联接的机器(见ISO10816-6);——包含集成电动机的转子动力泵,例如,叶轮直接安装在电动机轴上或与其刚性连接(见ISO10816-7);——回转压缩机(例如螺杆压缩机)——往复式压缩机:——往复泵;——潜水电动泵;——风力涡轮机。
本部分的振动准则适用于额定工作转速内、稳定运行状况,在机器轴承、轴承座或机座上现场进行的宽频带振动测量。
它们涉及到验收试验及运行监测。
本部分的评价准则用于连续与非连续监测,情况。
机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势
机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势机械设备因为长期使用,存在断裂、腐蚀等故障,影响机器的性能和安全。
因此,机械故障的诊断和监测变得至关重要。
随着技术的发展,越来越多的方法被开发出来用于故障诊断和监测。
以下是机械设备故障诊断和监测的常用方法及其发展趋势。
1. 振动分析振动分析是最常用的机械设备故障诊断方法之一。
通过检测机器运转时产生的振动,可以判断故障的原因。
振动分析包括振动监测、信号分析和频谱分析等子项。
观察机器运行的振动特征,可以诊断出许多故障,如轴承损坏、齿轮啮合不良和不平衡等。
2. 红外热像技术红外热像技术利用红外辐射检测机器的温度差异。
几乎所有的机械设备故障都伴随着温度变化。
红外热像技术可以通过检测温度异常来找到机器的故障来源。
例如,并非所有的机器故障都会导致机器的发热,但是利用热像技术,可以找到由于故障所带来的温度差异,预警相关的故障。
红外热像技术具有快速、非接触、安全等优点,逐渐被广泛应用。
3. 谱系分析谱系分析是通过将信号转换成频域信号,对频率分布进行分析,检测出信号中存在的谐波和振动噪声等,并可确定谐波所对应的故障类型。
谱系分析适用于早期故障的诊断和分析,预测机械设备的寿命,提前预测发生故障的可能性。
4. 声音分析技术声音分析技术通过检测机器工作时所产生的声音情况,以判断最终是否存在故障。
声音分析依靠声音传导、产生时的波形和谱特性等方面的知识,到达诊断机器障碍的目的。
1. 智能化智能化实际上是人工智能技术在机械故障检修领域的运用。
检测设备可以采用大数据云计算、物联网等技术,帮助设备预测维护。
2. 平台化将多种技术整合在一起来识别和解决故障。
人们可以通过一种平台处理和分析数据,得出正确的结论。
3. 无人化节省人工的运用,减少工业重复劳动,提高机器操作的安全性。
总之,机械设备故障诊断和监测的方法正在不断发展壮大,专家也在不断探索其它可能的技术方法。
未来,预计发展将更加智能、自上而下地维修监测、平台化的集成解决方案。
机械振动故障及其特征频谱
机械振动故障及其特征频谱15类常见的振动故障及其特征频谱:不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征:◎振动主频率等于转子转速◎径向振动占优势◎振动相位稳定◎振动随转速平方变化◎振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征:◎同一轴上相位差180°◎存在1X转速频率而且占优势◎振动幅值随提高的转速的平方变化◎可能引起很大的轴向及径向振动幅值◎动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征:◎径向和轴向方向存在1X转速频率◎轴向方向读数同相位,但是径向方向读数可能不稳定◎悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者,所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征:◎特征是轴向振动大◎联轴器两侧振动相位差180°◎典型地为1X和2X转速大的轴向振动◎通常不是1X,2X或3X转速频率占优势◎症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征:◎大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时,产生高次谐波频率◎2X转速幅值往往大于1X转速幅值,类似于角向不对中的症状◎联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征:◎振动症状类似于角向不对中◎试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题◎产生相位偏移约180°的侧面◎对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征:◎在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动◎相对相位差为0°或180°◎试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小,但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征:◎弯曲的轴产生大的轴向振动◎如果弯曲接近轴的跨度中心,则1X转速频率占优势◎如果弯曲接近轴的跨度两端,则2X转速频率占优势◎轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A)症状特征:◎机器底脚结构松动引起的◎基础变形将产生“软底脚”问题◎相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征:◎由地脚螺栓松动引起的◎可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时,由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征:◎相位经常是不稳定的◎将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征◎振动频谱类似于机械松动◎通常产生一系列可能激起自激振动的频率◎可能出现转速的亚谐波频率振动◎摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征:◎当强迫振动频率与自振频率一致时,出现共振◎轴通过共振时,相位改变180°,系统处于共振状态时,将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征:◎如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致,则可能出现大幅值的振动◎改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征:◎往往2X转速频率占优势◎振动幅值往往是不稳定的,有时是脉冲、频率或是驱动转速频率,或是被驱动转速频率◎齿形皮带磨损或不对中,将产生齿轮皮带频率大幅值的振动◎皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征:◎偏心或不平衡的皮带轮,将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动◎在皮带一致方向上的振动幅值最大◎试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4、皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征:◎皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动◎电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征:◎如果叶片与壳体之间的间隙不均匀,叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高◎如果摩擦环卡在轴上,可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动◎偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动2、流体紊流流体紊流症状特征:◎在风机中,由于流道内气流的压力变化或速度变化,往往会出现气流紊流流动◎将产生随机的,可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征:◎气穴将产生随机的,叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动◎通常说明进口压力不当◎如果任凭气穴现象存在,将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀◎声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征:◎拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果◎宽带谱将显示为一个尖峰上下,波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子◎电源频率FL(中国为50赫兹=3000转/分)◎极数P◎转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速◎同步转速NS=2XFL/P◎滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征:◎定子问题产生高幅值的电源频率,二倍(2FL)电磁振动◎定子偏心产生不均匀的气隙,其振动的单向性非常明显◎软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征:◎同步电动机的定子线圈松动产生◎高幅值的线圈通过频率振动◎线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征:◎相位问题将引起二倍电源频率◎(2FL)伴有(1/3)FL的边带◎如果不修正电源故障,二倍电源频率(2FL)的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值◎如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征:◎偏心转子产生旋转的、可变的气隙,它产生脉冲振动◎经常要求进行细化谱分析,以分离二倍电源频率(2F)与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征:◎旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障◎在转子条通过频率(RBPF)两侧,伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动◎往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高,而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征:◎利用可控硅整流器频率(SCR)高于正常的幅值可检测直流电动机故障◎这些故障包括:绕组线圈断裂,保险丝和控制板故障,可产生1X 到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱:◎正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF◎齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带◎所有的振动尖峰的幅值都较低,没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征:◎齿轮啮合频率往往对载荷很敏感◎高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障◎每次分析都应该在最大载荷下进行2齿磨损齿磨损症状特征:◎激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损◎边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示◎当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征:◎齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明,齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行◎有故障的齿轮将调制边带◎不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征:◎齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率,并伴有旋转转速频率边带◎齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小,而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高◎为了捕捉至少2XGMF频率,设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征:◎断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动◎它将激起自振频率振动,并且在其两侧伴有旋转转速基频边带◎利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障◎两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征:◎摆动的齿轮的振动是低频振动,经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征:◎超声波频率范围(>250K赫兹)内的最早的指示,利用振动加速度包络技术(振动尖峰能量gSE)可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征:◎轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动◎故障频率出现在500-2000赫兹范围内◎在滚动轴承故障发展第二阶段的末端,在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征:◎出现滚动轴承故障频率及其谐波频率◎随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率,边带数也增多◎在此阶段,磨损可以用肉眼看见,并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征:◎离散的滚动轴承故障频率消失,被噪声地平形式的宽带随机振动取代之◎朝此阶段末端发展,甚至影响1X转速频率的幅值◎事实上,高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征:◎如果机器在2X转子临界转速下运转,可能出现油膜振荡◎当转子升速到转子第二阶临界转速时,油膜涡动接近转子临界转速,过大的振动将使油膜不能支承轴◎油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
工程中的振动问题的研究进展
工程中的振动问题的研究进展摘要:随着科学技术的发展,工程中的振动问题愈来愈受到人们的关注,研究进展也越来越迅猛。
本文将针对工程中的振动问题,结合国内外近年来的研究成果,综述其研究进展。
关键词:振动、问题研究、相关进展引言振动问题是工程学中常见的问题,其出现与各种机械、结构、交通工具等都有关系,因此振动问题的研究具有广泛的应用价值。
工程中的振动问题主要与以下几个方面相关:机械系统的振动、建筑结构的振动、交通工具的振动等。
而随着技术的不断发展,工程中的振动问题的研究也不断深入,涉及到许多新的技术与理论。
本文主要介绍工程中的振动问题的研究进展,包括振动的产生机理、振动测试与分析、振动控制等方面,旨在全面介绍当前振动问题研究的最新进展与趋势。
一、振动理论的发展振动理论是研究振动中物体的固有频率、振幅、相位和波形等基本特性的一门学科。
在振动理论的发展过程中,人们逐渐认识到,振动不仅是一种物理现象,而且也与其他相关学科有着密切的联系。
因此,振动理论呈现出相对于其他学科交叉性、前沿性与综合性的特点。
在振动理论的发展史中,有三个重要的时间节点:牛顿的刚体力学理论、达朗伯的振动理论和拉格朗日的变分方法。
(1)牛顿的刚体力学理论牛顿的刚体力学理论是振动理论发展的起始点。
在牛顿的刚体力学理论中,振动是一种无限小的运动,假设了振动的幅值趋近于零,不会影响刚体的运动,即振动不会使刚体的形状、大小和内部结构发生变化。
(2)达朗伯的振动理论达朗伯是振动理论研究的先驱之一。
他提出了振动现象的均匀机械解释,即振动是一种力的作用,它可以通过连续介质力学来进行描述。
通过分析物体在不平衡力作用下的运动,他发现了很多重要的物理现象,如振动的相位、共振、衰减等。
(3)拉格朗日的变分方法拉格朗日在振动理论中应用了变分方法,创造出了拉格朗日动力学,使振动问题得到了较为客观、简洁、优美的描述。
通过运用拉格朗日方程,可以求解出物体在某一时刻的特定状态下的运动状态,即使在复杂条件下,也可以求解出振动的各种变量。
风电机组齿轮箱振动特性分析
摘要齿轮箱作为风电机组中最重要的传动部件,负责将风轮叶片的低转速转换为发电机所需要的高转速,实现能量与扭矩的高效传输;振动是风电机组齿轮箱故障失效的主要原因,随着机组容量的增加, 长期处于恶劣条件下的齿轮箱,由于结构体积的增大和弹性增加,更易引发振动问题。
本文主要研究齿轮箱在变速变载下的振动特性,基于Romax软件建立齿轮箱的振动模型,分析齿轮箱各级齿轮的啮合频率和固有频率。
本文研究内容可为风电机组齿轮箱的优化设计、故障、预防和处理提供技术基础。
关键词: 齿轮箱,固有频率,啮合频率,共振,RomaxABSTRACTGear box is the most transmission Parts in the Wind turbine,it is responsible for the low-speed wind turbine blade into the high-speed generator required to achieve the efficient transmission of energy and torque.Vibration is the main reason of wind turbine gear box failure , along with the increase of unit capacity, long-term adverse conditions in the gear box, due to the increase of the structure and flexibility to increase volume, caused more vibration problems.This paper mainly research gear box's vibration characteristics in the speed change, established gearbox vibration model based on Romax software,analysis of gearbox gear mesh frequency and levels of natural frequency.The contents of this paper provide wind turbine gearbox optimized design, failure for technical basis for the prevention and treatment.Key words : Gear Box , Natural frequency , Meshing frequency, Resonance, Romax目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1选题背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3本文工作 (3)1.4本章小结 (3)第2章风电机组齿轮箱力学特点 (4)2.1 前言 (4)2.2 风电机组齿轮箱机械结构 (4)2.3 风电机组齿轮箱外部载荷 (5)2.4 风电机组齿轮箱内部激励 (6)2.5 齿轮箱振动机理 (6)2.6 机械振动系统 (8)2.7本章小结 (10)第3章基于romax的风电齿轮箱建模 (11)3.1世界各地对romax的应用 (11)3.2 Romax软件介绍 (11)3.3 Romax建模 (12)3.4本章小结 (17)第4章固有频率和啮合频率分析 (18)4.1传动比及啮合频率计算 (18)4.2固有频率和啮合频率分析比较 (21)4.3本章小结 (22)第5章结论和展望 (23)5.1结论 (23)5.2展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章绪论1.1 选题背景和意义在人类越来越渴望清洁能源和环保能源的大时代背景下,风电作为一种新兴的清洁能源,受到全世界人类的广泛关注。
柔性齿轮运动特性及其振动抑制性能的实验研究
柔性齿轮运动特性及其振动抑制性能的实验研究目录一、内容概述 (2)1. 研究背景 (3)2. 研究意义 (4)3. 国内外研究现状综述 (5)二、柔性齿轮的理论基础与设计方法 (5)1. 柔性齿轮的定义与特点 (7)2. 柔性齿轮的基本结构与材料选择 (7)3. 柔性齿轮的设计方法与流程 (9)三、柔性齿轮运动特性的实验研究 (10)1. 实验设备与方案设计 (11)2. 实验原理与方法 (12)3. 实验结果与分析 (14)四、柔性齿轮振动抑制性能的实验研究 (14)1. 抑振算法的选择与实现 (16)2. 抑振装置的设计与搭建 (17)3. 实验方案与步骤 (18)4. 实验结果与分析 (19)五、柔性齿轮振动抑制性能的影响因素分析 (20)1. 齿轮结构参数对振动抑制性能的影响 (22)2. 振动频率对振动抑制性能的影响 (23)3. 刚度匹配对振动抑制性能的影响 (24)六、柔性齿轮振动抑制性能的优化设计 (25)1. 优化目标与方法 (27)2. 优化设计过程与结果 (28)3. 优化后柔性齿轮的性能测试与分析 (28)七、结论与展望 (30)1. 研究成果总结 (31)2. 存在问题与不足 (32)3. 后续研究方向与展望 (33)一、内容概述随着科学技术的不断发展,柔性齿轮作为一种具有广泛应用前景的传动装置,其运动特性及振动抑制性能的研究显得尤为重要。
本文通过实验方法,系统地研究了柔性齿轮的运动特性和振动抑制性能。
在柔性齿轮运动特性的研究中,我们重点关注了柔性齿轮的模态特性、频率响应和传动误差等方面。
通过实验获取了柔性齿轮在不同工况下的模态参数,分析了其固有频率和振型特点。
我们还对柔性齿轮的频率响应进行了测量,了解了其在不同激励下的动态性能表现。
我们还对柔性齿轮的传动误差进行了评估,找出了影响传动精度的主要因素。
在振动抑制性能的研究中,我们主要探讨了柔性齿轮的阻尼特性、减振结构和控制策略等方面的内容。
滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法
2.3 滚动轴承的振动类型及故障特征分析 .................................9
2.3.1 滚动轴承的旋转机构 ..................................................................9 2.3.2 滚动轴承的振动类型 ................................................................10 2.3.2.1 滚动轴承的固有振动频率 ...............................................11 2.3.2.2 滚动轴承的缺陷特征频率 ...............................................11 2.3.2.3 滚动轴承的振动及其故障特征 ........................................12
Keywords: Rolling-Element bearing Hilbert transform
Gears
Fault Diagnosis
Envelope Analysis
Correlation-Envelope Analysis
- II -
西北工业大学硕士学位论文
目
录
目
录
第一章 绪
论 ................................................................... 1
3.4 齿轮振动信号的特征 ........................................................ 25
3.4.1 啮合频率及其各次谐波 .............................................................26 3.4.2 隐含成分 ..................................................................................26 3.4.3 调制效应产生边频带 ................................................................26 3.4.3.1 幅值调制 ........................................................................27 3.4.3.2 调频效应 ........................................................................27 3.4.4 轴速频率及其低次谐波 .............................................................27 3.4.5 啮合频率及其各次谐波的分析 ..................................................27 3.4.6 边带分析 ..................................................................................28
十五种常见的设备振动故障及其特征频谱
十五种常见的设备振动故障及其特征频谱2020.2.3∙以下十五种常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征:∙振动主频率等于转子转速;∙径向振动占优势;∙振动相位稳定;∙振动随转速平方变化;∙振动相位偏移方向与测量方向成正比。
1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征:∙同一轴上相位差180°;∙存在1X转速频率而且占优势;∙振动幅值随提高的转速的平方变化;∙可能引起很大的轴向及径向振动幅值;∙动平衡需要在两个修正面内修正。
2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征:∙径向和轴向方向存在1X转速频率;∙轴向方向读数同相位,但是径向方向读数可能不稳定;∙悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者,所以都需要修正。
二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征:∙特征是轴向振动大;∙联轴器两侧振动相位差180°;∙典型地为1X和2X转速大的轴向振动;∙通常不是1X,2X或3X转速频率占优势;∙症状可指示联轴器故障。
2、平行不对中平行不对中症状特征:∙大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时,产生高次谐波频率;∙2X转速幅值往往大于1X转速幅值,类似于角向不对中的症状;∙联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。
3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征:∙振动症状类似于角向不对中;∙试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题;∙产生相位偏移约180°的侧面;∙对侧面或顶部对底部的扭动运动。
三、偏心转子偏心转子症状特征:∙在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动;∙相对相位差为0°或180°;∙试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小,但是另一个方向振动可能增大。
四、弯曲轴弯曲轴症状特征∙弯曲的轴产生大的轴向振动;∙如果弯曲接近轴的跨度中心,则1X转速频率占优势;∙如果弯曲接近轴的跨度两端,则2X转速频率占优势;∙轴向方向的相位差趋向180°。
机器振动特征分析(3)齿轮
振动分析可检测齿轮的故障
• 齿的磨损
• 齿承受过大负载 • 齿轮偏心或齿隙游移 • 齿破裂或断齿 • 齿轮组合状态问题 • 追逐齿问题
齿轮振动测量位置选择
• 在每个可接近的轴承座进行振动测量,传感器应该尽可能固定在靠 近轴承承。通常是只能在距轴承有一定距离的地方测量,这种情况 下,应确保框架或内部腹板直接连到轴承座上,在这些地方布置传 感器并尽可能接近。
合中或者重新定位齿轮时使啮合的齿损坏,于是在定期监测的频谱中 突然出现齿轮组合状态频率(GAPF)。
追逐齿问题
1. 如果低速齿轮和高速齿轮都有故障,高、低速齿轮的各自的故障同 时进入啮合时,将对振动产生最大的影响,这就是追逐齿频率。
2. 追逐齿频率非常低,一般低于20Hz。常规传感器及频谱仪难以检测, 需要低频检测。
追逐齿故障
1. 大齿轮和小齿轮的故障可能在制造时造成的,或由于错误的处理, 或在现场造成的。
2. 有这种齿故障的齿轮装置通常由于松动发出“轰鸣”声。有故障的 小齿轮的齿和大齿轮的齿两者同时进入啮合时发生最大效应。(在 某些传动中,可能仅每10到20转出现一次)。
3. 追逐齿频率调制啮合频率(GMF)和齿轮转速频率。
皮带松动/磨损或不匹配问题
1. 皮带磨损问题振动特征:频谱图中出现皮带振动频率的3、4次谐频, 通常2×皮带振动频率占主导。此外,皮带磨损有时会抬高亚同步 频率范围内的基线振动值。如果皮带转速频率的某谐频比较靠近驱 动轮转频或被驱动轮转频时,可能会引起振动的不稳定。
皮带转速频率的计算公式:
பைடு நூலகம்皮带转速频率=
齿轮不对中
齿轮故障分析举例
• 在就近的另一台相同结构的压缩机上、相同位置处测量的频谱图进 行比较,可见其2X OPMF(59565 CPM)的幅值是相当低的。
齿轮的振动测量与简易诊断1齿轮的振动测量
选择
根据实际需求和条件选择合适的测量方法,如精度要求高、 条件允许可选择直接测量法;仅需大致了解振动状态可选择 间接测量法;特殊环境下可选择非接触测量法。
03
齿轮振动测量设备与工具
振动传感器
振动传感器是用于测量齿 轮振动的主要设备,它能 够将机械振动转换为电信 号,以便进一步处理和分 析。
常见的振动传感器类型包 括电涡流式、压电式和电 容式等,每种类型都有其 特定的适用范围和优缺点 。
断齿
振动信号中会出现频率成 分单一、幅值较大的冲击 信号。
齿隙过大
振动信号中会出现频率较 低、幅值较大的周期性信 号。
弯曲或扭转变形
振动信号中会出现频率和 幅值均有所变化的非周期 性信号。
简易诊断技术的优缺点
优点
操作简便、成本低廉、实时性强。
缺点
精度较低、可靠性有待提高、对操作人员经验要求较高。
06
提高生产效率
通过振动测量,可以优化 齿轮的设计和制造过程, 提高齿轮的效率和寿命,
从而提高生产效率。
振动测量技术的发展历程
起步阶段
早期的振动测量技术主要依赖于模拟信号处理和人工分析 ,测量精度和效率较低。
发展阶段
随着数字技术和计算机技术的不断发展,振动测量技术逐 渐实现了数字化和自动化,提高了测量精度和效率。
齿轮振动测量与诊断案例分析
案例一:齿轮箱振动异常的诊断
总结词
通过振动测量技术,发现齿轮箱振动异常,分析原因并采取相应措施。
详细描述
齿轮箱在运行过程中出现异常振动,通过振动测量仪器检测到振动幅值和频率异 常。经过分析,发现齿轮啮合不良、轴承损坏等原因导致振动异常。采取更换轴 承、调整齿轮间隙等措施后,振动问题得到解决。
附录5 机器振动监测分析与振动标准 - 副本
附表 5.4 加工机械的振动位移允许槛值
机床 允许值(p-p)/ 机床 允许值(p- 机床种类 允许值(p-p)/
种类
μm
种类
p)/μm
μm
螺纹
0.25-1.5
平面
1.25-5.0 无心磨床 1.00-2.5
磨床
磨床
仿形
0.56-2.0
车 床 5.00-25.4 镗 床 1.52-2.5
磨床
外圆
0.76-5.0
二、随机振动的状态是瞬时变化不确定的,无法用振幅、频率和相位振型来描述。任何 一个机器的实际振动信号中既有以正弦振动为特征的周期振动,又有以随机振动为特征 的环境振动和噪声。描述随机振动用统计量 ⋮ 均值、均方根值及峭度等。
均值
∑ 1 N
M = N i−1 X i
(5.2)
均方根值
∑ σ =
1 N
N
F5-2
5.2 机器振动诊断标准
附录 5 机器振动监测和分析
一、制定振动标准的依据 各行业制定振动标准的依据不同:位移、速度或加速度的振级都可能采用。在一个
行业里,也可能混合使用。通常,如附图 5.l。
由附图可见,在低频域(10HZ 以下),以位移作为振动标准;中频域( 10~1000Hz) 以一定速度级作为诊断的依据;在高频区(1000HZ 以上),则以加速度作为判定的标准 。
齿轮的失效形式
齿轮的失效形式齿轮传动是机械设备中最常见的传动方式,现代机械对齿轮传动的要求日益提高,即要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作,又要求齿轮装置具有较高的平稳性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能,由此使得齿轮发生故障的因素越来越多,而齿轮异常又是诱发机器故障的重要因素。
因此,齿轮故障诊断技术的应用研究是非常重要的。
齿轮由于制造、操作、维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素不同,产生异常的形式也不同,齿轮常见的故障形式有如下几种:1、齿的断裂齿的断裂分疲劳断裂和过负荷断裂。
疲劳断裂是齿轮重复受载后由于应力集中产生的。
当齿轮副进入啮合状态时,最危险的瞬间是接触点位于齿轮的顶部,此时在齿根部产生的弯曲应力为最大,存在较严重的应力集中,当载荷超过设计值,或者齿轮在周期性交变载荷作用下,经过一定的载荷循环后,齿的根部有可能产生裂纹。
齿轮继续工作,裂纹向根部纵深发展,当裂纹削弱的根部不能承受弯曲应力时,齿就发生断裂。
过负荷断裂是由于机械系统速度的急剧变化,轴系共振,轴承破损,轴的弯曲等原因,使齿轮产生不正常的一端接触,载荷集中到齿面的一端而引起的,其原因主要是由于装配不良,机器运转时存在其他故障问题。
齿的断裂是齿轮最严重的故障,常因此造成设备停机,或者引起机器其他零部件的故障。
2、齿的磨损磨损是指金属的整个齿面上连续不断地损耗,从而在齿面上产生金属的研磨状。
齿轮在啮合过程中,往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。
如果磨损量不影响齿轮在其寿命内应具备的功能的磨损,我们称之为正常磨损,其特征是齿面光滑,没有宏观擦伤,各项公差在允许范围内。
如果由于齿轮用材不当,或在接触面间存在硬质颗粒,以及润滑油供应不足或不清洁,往往以其齿轮的早期磨损,有微小的颗粒分离出来,接触表面发生尺寸变化,严重损失,并使齿形改变,齿厚边薄,甚至出现“刀片”状齿尖;啮合间隙增大;噪声增大;严重磨损的结果将导致齿轮失效。
常见的15种振动故障与特征频谱
常见的15种振动故障及其特征频谱以下十五种常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征:●振动主频率等于转子转速;●径向振动占优势;●振动相位稳定;●振动随转速平方变化;●振动相位偏移方向与测量方向成正比。
1、力偶不平衡●力偶不平衡症状特征:●同一轴上相位差180°;●存在1X转速频率而且占优势;●振动幅值随提高的转速的平方变化;●可能引起很大的轴向及径向振动幅值;●动平衡需要在两个修正面内修正。
2、悬臂转子不平衡●悬臂转子不平衡症状特征:●径向和轴向方向存在1X转速频率;●轴向方向读数同相位,但是径向方向读数可能不稳定;●悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者,所以都需要修正。
二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征:特征是轴向振动大;联轴器两侧振动相位差180°;典型地为1X和2X转速大的轴向振动;通常不是1X,2X或3X转速频率占优势;症状可指示联轴器故障。
2、平行不对中●平行不对中症状特征:●大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时,产生高次谐波频率;●2X转速幅值往往大于1X转速幅值,类似于角向不对中的症状;●联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。
3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征:振动症状类似于角向不对中;试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题;产生相位偏移约180°的侧面;对侧面或顶部对底部的扭动运动。
三、偏心转子●偏心转子症状特征:●在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动;●相对相位差为0°或180°;●试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小,但是另一个方向振动可能增大。
四、弯曲轴●弯曲轴症状特征:●弯曲的轴产生大的轴向振动;●如果弯曲接近轴的跨度中心,则1X转速频率占优势;●如果弯曲接近轴的跨度两端,则2X转速频率占优势;●轴向方向的相位差趋向180°。
齿轮故障的振动诊断及案例分析
齿轮故障的振动诊断及案例分析摘要:齿轮故障通常具有相似的现象,即振动和噪声明显增加,但产生齿轮故障的原因却很难从表象作出判断。
本文从振动分析的角度阐述齿轮振动的时域与频域特征,并结合实测案例进行分析。
关键词:齿轮故障;振动特征;时域;频域;案例分析齿轮传动的常见故障有齿断裂,齿磨损,齿面疲劳(点蚀、剥落)和齿轮安装不当。
由结构和工作时受力条件决定,齿轮传动的振动信号较为复杂,故障诊断需同时进行时域与频域分析。
齿轮工作过程中的故障信号频率基本表现为两部分,一为啮合频率及其谐波(高频部分)构成的载波信号;二为低频成分的幅值和相位变化所构成的调制信号。
1.啮合频率及其谐波当轮齿进人或脱离啮合时,载荷和刚度均突然增大或减小,形成啮合冲击。
齿轮啮合频率为fm=f1•Zl=f2•Z2,当齿轮出现故障时,将引起啮合频率及其各次谐波幅值的变化。
2.幅值调制和频率调制所构成的边频带(1)幅值调制。
幅值调制相当于两个信号在时域上相乘。
假定载波信号为g(t),调制信号为e(t),则调制后的时域总信号为X (t) =g (t) • e (t)将上式转换到频域上,则为X(f)=G(f) •E (f).通常幅度调制的调制频率为旋转频率。
(2)频率调制。
齿轮的转速波动,若载波信号为A sin (2пfmt+φ0),调制信号为βsin2пfmt,频率调制可表示为x (t) =A sin[2пfmt +βsin (2пf1t )+φ0]。
频率调制不仅产生围绕啮合频率fm的一族边频带,而且在相位信号中产生一个正弦波。
通常频率调制的频率为分度不均匀齿轮的转频。
实际上,齿轮故障中调幅与调频现象可能同时存在,因而在频谱上得到调幅与调频综合影响下形成的边频带。
3.由齿轮转频的低次谐波构成的附加脉冲齿轮的低频故障(不平衡、不对中等)也会对齿轮振动时域波形产生影响,但不会在齿轮频率两侧产生边频带。
4.由齿轮加工误差形成的隐含成分。
该成分的振动通常由加工机床分度齿轮误差造成,它对齿轮的整体运行影响很小。
机床切削时的振动分析及预防措施
机床切削时的振动分析及预防措施摘 要:切削时机床产生的振动对加工过程和工件的加工质量以及机床连接特性都有很大影响,而且还会影响生产效率。
因此,减少机床振动的产生,对控制产品的质量非常关键。
本文对机床切削加工时产生振动的各种原因进行了归纳,分析了机床振动对产品加工质量造成的影响,提出了防止和减小机床振动的各种有力措施。
关键词:机床切削 振动 分析1、振动产生的原因产品切削加工过程中机床所发生的振动是非常复杂的,引起振动的原因是多方面的,经分析,主要有以下几个方面:(1)工件的外形复杂而装夹部位选择不合适:工件外形结构不规则,没有好的基准面,不方便装夹,工件夹不紧,容易在加工时产生松动,随着切削力的变化而发生相应振动。
(2)工件内部组织不均匀:铸造毛坯件局部有气孔、砂眼、疏松等缺陷,晶粒粗大或者夹有杂质等情况。
切削时铸件软硬不均匀,刀具受力不均匀,使得切削力不稳定,易使机床产生震动,有时还会造成打刀,工件的加工质量也很难控制。
(3)刀具选择不合理:刀体材料不合适,刚性差,是引起振动的主要原因之一。
若选错了刀具,有时会使刀具磨损加剧或引起切屑瘤、拉毛工件表面或出现打刀引起振动而影响产品质量。
(4)切削用量和机床转速的选择不合适:① 切削速度1000ωωπn d v =。
切削速度与工件待加工表面直径、工件转速成正比,当ωd 一定时,转速越快,切削速度越快,引起振动的可能性越大; ②进给量f 越大,刀尖受力越大,越容易引起振动:③切削深度p a 切削深度越大,受到的剪应力越大越引起对刀尖的阻力增大而引起振动。
(5)机床自身状况的影响机床本身的精度不够也是振动产生的一个方面。
机床主轴箱内各啮合齿轮、轴承等配合精度低,导轨的磨损,各夹紧装置的不可靠等,在切削中都可能产生振动。
(6)机床周围环境的影响附近有产生振动的大型设备,或有重型车辆在行驶,引起地基振动,并传递到床身.易造成共振。
2、振动对加工质量的影响振动对加工质量的影响是非常大的,主要表现在以下几个方面:(1)加工过程中的振动降低了加工表面的质量,引起加工表面的振动波纹,表面粗糙度值大。
齿轮故障特征参数提取及最佳特征参数选择研究
齿轮故障特征参数提取及最佳特征参数选择研究1. 引言1.1 研究背景齿轮是机械传动系统中不可或缺的部件,其性能直接关系到机械设备的运行效率和稳定性。
随着使用时间的延长,齿轮可能会出现各种故障,如磨损、断裂、裂纹等。
这些故障不仅会降低机械设备的工作效率,还会带来安全隐患。
及时发现并修复齿轮故障对于保证机械设备的正常运行至关重要。
为了有效监测齿轮的运行状态并及时发现故障迹象,研究人员开始关注齿轮故障特征参数的提取和分析。
通过监测和分析齿轮运行时产生的振动、声音、温度等信号,可以获取到一系列与齿轮状态相关的特征参数。
这些特征参数可以帮助工程师判断齿轮是否存在故障,并找出故障的具体位置和原因。
研究齿轮故障特征参数的提取方法和最佳特征参数的选择方法对于实现齿轮故障的早期预警和精准诊断具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探究齿轮故障特征参数的提取及最佳特征参数选择方法,以提高对齿轮故障的检测和诊断准确性。
通过研究不同提取方法和选择方法的效果,可以为工程师和研究人员提供更有力的工具和方法,从而更好地预测齿轮故障,减少生产中的损失和维护成本。
通过本研究还可以深入了解齿轮故障特征参数的物理意义和数学模型,为未来更复杂领域的研究工作打下基础。
本研究旨在为齿轮故障诊断领域提供新的思路和方法,促进该领域的发展,推动工业生产的进步。
2. 正文2.1 齿轮故障特征参数的概念和重要性齿轮是机械传动中常用的部件,其正常运行对于整个机械系统的性能至关重要。
齿轮故障是导致机械设备损坏甚至停机的主要原因之一。
及时准确地检测和诊断齿轮故障是保障设备可靠运行的关键。
齿轮故障特征参数是指通过对齿轮运行状态的监测和分析获得的一组数据指标,用于描述齿轮工作状态和健康状况。
这些特征参数可以包括振动信号、温度、声音等多种数据信息,通过对这些特征参数的提取和分析,可以实现对齿轮运行状态的实时监测和故障诊断。
齿轮故障特征参数的重要性在于它们可以为齿轮故障的早期诊断提供有效依据,帮助设备维护人员及时发现和处理潜在故障隐患,减少设备停机时间,提高设备可靠性和运行效率。
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。
齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断
齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断发布时间:2022-01-24T05:46:58.265Z 来源:《中国科技人才》2021年第30期作者:许遥[导读] 可以系统的对齿轮故障问题进行分析总结,对生产过程中出现的齿轮问题进行很好的概括,提高诊断的准确性。
杭州前进齿轮箱集团股份有限公司浙江杭州 311203摘要:齿轮箱故障诊断是一项难度很大的工作,只有实现故障自动化诊断和智能诊断才能快速准确的判断出故障点,本文主要对齿轮传动装置典型故障进行分析,为建立自动诊断和智能诊断奠定基础,通过查找资料,可以系统的对齿轮故障问题进行分析总结,对生产过程中出现的齿轮问题进行很好的概括,提高诊断的准确性。
关键词:齿轮箱;震动信号;频谱分析;故障诊断引言许多机械设备的变速传动设备都是齿轮箱,一旦齿轮箱在运转过程中发生故障则很容易给机器或者机组的正常运作带来重要影响,情况严重的还可能会危及工作人员的生命安全,导致安全事故的发生。
因此,有效监测齿轮箱的运行状态,提高故障诊断效率,确定故障类型、具体位置,并尽快做出相应的解决对策对于维护设备正常运行,保障工作人员的生命安全意义重大。
在1960年以后,美国为了对航空航天与核能等核心设备进行故障监测,美国科研中心成立了故障监测与诊断预防小组,自此引领世界各地故障诊断技术研究的潮流。
另一方面,上世纪60年代末期,计算机行业的逐渐发展成熟,机械设备由原来纯机械化逐渐向自动化、智能化方向发展,因此大型机器组结构更加复杂,各种设备状态监测和诊断技术应运而生。
新世纪之初,故障诊断技术已经渗透到机械行业的各个领域,越来越受到社会和企业的重视,在机械设备需要24小时运行的场合,设备一旦发生急停或者失效将会对企业造成严重的经济损失。
为了保证设备能够稳定的运行,必须在机械设备出现故障之前采取一些有用技术来提高失效设备的诊断。
此外,笔者所在企业,大功率中高速柴油机则是公司主流配套产品,相应的齿轮减速箱、倒顺等设备占有很大比例,比如在船用齿轮箱项目,中高速四冲程柴油机通过齿轮箱驱动螺旋桨,使螺旋桨获得较大的功率,从而保证船舶能够快速航行。
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伞齿轮,两级减速齿轮 箱测量典型设置
齿轮振动测量方向和参数设定
螺旋,斜齿和伞齿轮,产生明显的轴向振动,最佳的监测 位置往往在轴向。 对直齿圆柱齿轮,在径向评定最好,但有时可能会存在明 显的轴向振动,尤其是齿的对准有问题时。 频率范围Fmax=3.25 X GMF,经常遇到GMF处没有什么振 动,但在2GMF或3GMF处出现比GMF基频大得多的振动 多数PMP中,在每个齿轮位置进行两个频率范围的测量, 用低频范围评定不平衡、不对中、松动和电气故障等,用 另一高频范围评定齿轮的状态
状态良好的齿轮显示平稳的正弦波 (假定轴承没有问题) 裂、破碎或断齿,每次进入和退出 啮合时,产生一个明显的冲击。观 察时域波形,可以确定故障是齿轮 的齿或是滚动轴承故障等冲击事件 造成的。
齿轮组合状态问题
例如:低速齿轮齿数为15,高速齿轮齿数为9。产生三种不 同的磨损图象:
低速齿轮的齿号将接触高速齿轮的齿: 1-10-4-13-7 2-11-5-14-8 3-12-6-15-9 第一种组合为: 低速齿轮1#齿与高速齿轮l#齿啮合。低速齿轮1#齿将只 能与高速齿轮的l#,7#和4#齿啮合。低速齿轮l#齿不可能 与高速齿轮的其他齿啮合。 第二种组合: 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。 1-7-4 2-8-5 3-9-6
机器振动特征分析(3)
齿轮故障 皮带传动问题
齿轮振动的特点
• 啮合频率(齿数X转速)
• 啮合频率 (GMF) 不像轴承故障频率那样重要,所有啮合的 齿都产生一定幅值的啮合频率,所有啮合频率都有一定幅 值的齿轮转速的边带。 • 如果齿轮状态良好,并且彼此良好配合 ( 没有明显的不对 中,齿轮游移或齿轮偏心),则啮合频率(GMF)及其谐波频 率和那些边带频率的幅值应该很小,尤其是那些边带。
齿轮承受大的负载
1.Βιβλιοθήκη GMF往往对齿的负载非常敏感。GMF幅值高未必一定指示 有故障,尤其是如果边带幅值较小,没有激起齿轮自然 频率的时候。 每次测量分析都应该在系统处于最大负载。
2.
齿轮偏心和齿隙游移
1. 激起齿轮自振频率和啮合频率,也可能在自振频率和啮 合频率两侧产生许多偏心齿轮1X转率的边带。 • 如果偏心齿轮与啮合的齿轮一起被强制压向齿底下的话, 偏心的齿轮可产生很大的应力和振动。
齿轮振动特征频率
齿轮正常振动频谱
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。
已知齿轮的齿数时,建议Fmax设定为3.25XGMF(最低), 如果不知道齿数,Fmax设定为轴的转速的200倍。
追逐齿问题
1. 如果低速齿轮和高速齿轮都有故障,高、低速齿轮的各自的故障同 时进入啮合时,将对振动产生最大的影响,这就是追逐齿频率。 2. 追逐齿频率非常低,一般低于20Hz。常规传感器及频谱仪难以检测, 需要低频检测。
追逐齿故障
1. 大齿轮和小齿轮的故障可能在制造时造成的,或由于错误的处理, 或在现场造成的。 2. 有这种齿故障的齿轮装置通常由于松动发出“轰鸣”声。有故障的 小齿轮的齿和大齿轮的齿两者同时进入啮合时发生最大效应。( 在 某些传动中,可能仅每10到20转出现一次)。 3. 追逐齿频率调制啮合频率(GMF)和齿轮转速频率。
齿轮磨损故障
1. 激起齿轮的固有频率 (Fn)和在此齿轮共振频率两侧伴有磨损的齿 轮转速边带。 2. 当齿磨损明显时, GMF 两侧边带的幅值增高并且数增增多,但 GMF 的幅值可能变化也可能不变化。边带是更好的齿磨损指示。虽然 GMF 的幅值是可以接受的,但是 2XGMF 或 3XGMF( 尤其是 3XGMF) 的幅 值经常很高。
齿轮组合状态问题
1. 齿轮组合状态频率 (GAPF)可产生齿轮啮合频率的分数倍频率 (如果NA 大于1)。这意味着(Tp/NA)齿轮的齿将接触,产生NA个磨损图象。 2. 如果齿轮有制造缺陷,则将出现齿轮组合状态频率(GAPF)或其谐频。
3. 如果污染颗粒通过齿轮啮合,导致吸入污染颗粒的齿进入和退出,啮 合中或者重新定位齿轮时使啮合的齿损坏,于是在定期监测的频谱中 突然出现齿轮组合状态频率(GAPF)。
振动分析可检测齿轮的故障
•
• • • • •
齿的磨损 齿承受过大负载 齿轮偏心或齿隙游移 齿破裂或断齿 齿轮组合状态问题 追逐齿问题
齿轮振动测量位置选择
• 在每个可接近的轴承座进行振动测量,传感器应该尽可能固定在靠 近轴承承。通常是只能在距轴承有一定距离的地方测量,这种情况 下,应确保框架或内部腹板直接连到轴承座上,在这些地方布置传 感器并尽可能接近。 • 在三个方向(HVA)进行振动测量,尤其是当齿轮主要在一个方向产生 力,或者由于负载变化,每次监测可能不一样的情况下。
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图象。这时,啮合频 率fm很明显,还有1/3啮合频率分量,原来的磨损图象与新产生的磨损图 象相互作用造成复杂的啮合结果,形成许多和频及差频幅值和频率调制。
齿轮组合状态通过频率:fa=fm/Na
齿轮不对中
1. 2.
激起第二阶或高阶 GMF 的谐频。往往只显示小的 1XGMF 的幅值,但是 2XGMF或3XGMF的幅值较高。 2XGMF两侧常伴有2X转速频率边带。
3.
由于齿不对中,GMF 及其谐频的左右两侧边频的幅值不等,由不均匀 磨损引起。
齿轮裂纹或断齿
1. 2. 齿轮1X及齿轮自振频率,齿轮自振频率两侧的齿轮转 速边带高。 不平衡的齿轮也会引起1X转频振动大。时域波形分析 可帮助确定是不平衡还是齿轮的断齿问题