油液分析技术在齿轮减速箱故障诊断中的应用

油液分析技术在齿轮减速箱故障诊断中的应用

在生产过程中，齿轮减速器故障通常会影响机组的正常运行。传统的定期维护方式，因为没有科学预测失败，不能从根本上预防失败。本文运用机减速器油分析的故障诊断技术，在不拆卸的情况下，有效地监测设备的润滑和磨损情况，并根据监测结果的分析故障类型、原因和来源，可以为维修提供可靠的依据。

标签：油液分析；齿轮减速箱；故障诊断

1 减速器常见故障分析

减速器零件造成的失败主要是由于摩擦副面两个不正常磨损阶段之间的相对运动，磨损率较高，同时由于磨损失效形式，不同的有不同的磨损机制，并生成相应的磨料的特性。齿轮传动的主要失效形式有一个破碎的轮齿和齿面损伤。

轮齿折断一般发生在齿根部位，通过重复弯曲应力和应力集中引起的疲劳断裂或过载造成的短期超载，影响负载断路。齿面损伤有齿面接触疲劳磨损，磨损，等等，由于齿面接触应力是交变应力反复多次后，节线附近靠近齿根部分的表面会发生大量的小裂纹，封闭润滑油压力的作用下裂纹，楔挤压效应使裂纹扩展，导致小表层死皮，导致疲劳磨损，磨损延长，延长工作时间，直到牙齿表面损伤。后滚动轴承故障是由于滚动轴承负荷，滚动轴承的大小是不同的，一些时间每个元素接触表面接触疲勞磨损；可怜的润滑轴承滚道和滚动体表面裂纹、表面剥落；异常负荷，骨折，异物进入导致笼轴承故障。轴承磨损的磨料的典型特征：生产球形磨粒、片、磨料层的疲劳磨损。

2 实例分析

减速器的状态监测和故障诊断，结合铁谱分析和频谱分析，通过分析磨料颗粒的油浓度、大小，可以诊断磨损的严重程度。通过研磨颗粒组成的石油，芯片形态，颜色和其他测试，分析和判断设备磨损部件，磨损类型和磨损的原因。同时，通过油的理化性质分析和谱分析的相关元素，可以诊断设备的润滑状态，防止润滑不良造成的故障。石油分析技术的应用，下面我机减速机状态监测和故障诊断的例子。对减速器齿轮油取样，油样的粘度测试结果见表1，光谱测试结果见表2。

铁件的样品分析功率谱和谱型铁谱仪下观察：光谱的入口，有大量的片状，巨大的合金钢粗燕麦粉的表面有划痕的合金钢粗燕麦粉的典型尺寸60 x35微米，形态如图1所示；表面没有划痕的分层合金钢粗燕麦粉的典型尺寸是55 * 30微米，外观如图2所示。同时谱片中发现有大量的非金属污染物。

测试结果分析：

①负载工业齿轮油40摄氏度的运动粘度的范围288 ～352，100摄氏度运

动粘度范围23.3 ～23.3，粘度指数不小于90，从表1样品粘度测试结果分析表明，齿轮油粘度性能的衰减。

②样品光谱测试结果从表2，铁元素的含量非常高，和铁谱观测发现，大量的铁的磨料磨损，并且可以磨损部件的铁元素；铜元素含量很低，但铁谱观测发现，少数大型分层铜磨粒，这是由于石油的发射光谱只提供结果在不到10微米磨粒，不能反映磨损造成的严重的局限性大磨粒，可以得出的结论是，包含铜零件磨损；磷、锌含量高光谱测试结果，这是由于磷化极压齿轮油添加剂，齿轮油中说明了基本正常添加剂内容；是的，Ca含量高是由于齿轮油由煤和岩石尘土污染，还发现很多非金属污染物从铁谱观察，齿轮油污染，润滑效果衰减。

③从齿轮减速器结构的分析，齿轮减速机滚动滑动磨损和滚动轴承磨损、铁谱观测发现，大量的合金钢粉末，表面有划痕合金钢磨粒（形态如图1所示）是由于摩擦副之间滑动磨料的磨损，由于发生相对滑动的表面没有划痕分层合金钢磨粒形态如图2所示）是摩擦副表面疲劳剥落根据减速器各摩擦副的相对运动特点和磨料的特点，有划痕合金钢表面磨粒齿或齿根附近，没有刮薄钢板的表面磨粒是疲劳磨损的齿轮齿距线粒子。分析表明，减速机齿轮石油粘度性能，减少磨损和灰尘的严重污染，及其润滑性能显著降低，应当改变油，以防止因润滑不良产生的失败，与此同时，减速机齿轮、滚动轴承和笼子里的异常磨损，也应该进行维护，防止重大故障。

3 结束语

石油的长期监测分析技术关键设备在石油化工装置具有积极意义，通过定量和定性的方法评估关键设备的润滑和磨损条件下，早期判断设备潜在的失败造成的磨损，采取相应措施，减缓磨损行为，同时提供数据支持和后期维护。

参考文献：

[1]任国全，张培林，张英堂.装备油液智能监控原理[M].北京：国防工业出版社，2006.

[2]刘维民，夏延秋，付兴国.齿轮传动润滑材料[M].北京：化学工业出版社，2005.