增速齿轮箱小齿轮轴振动失稳

xzzhangfei

我单位最近给某厂设计一台增速齿轮箱，功率5100KW，输入转速3000r/min，输出转速约13950r/min，推力轴承位于大齿轮轴，小齿轮轴自由。小齿轮前后轴瓦旁边各安装一对电涡流位移传感器（以下所说的输入端、输出端轴位移都是指这个小齿轮），轴承是椭圆瓦，两侧中分位置开进油孔，倾斜20°安装。小齿轮轴2个瓦间距约1米，轴颈120mm（全速时线速度88m/s），瓦宽120mm，齿轮外径目测约150mm。
加工完成后进行了空载全速试验，轴位移均较小，然后发货。
没过多久，这台齿轮箱又回家了，它还带来了一位厂家的陪同人员，看来是惹麻烦了。厂家给我看了手机里拍的运行数据，大概看了下，刚升速到满工况时振动良好，过了20多分钟，输出端位移突然增大，输入端没怎么变。这20多分钟里，供油温度保持在40℃，但这个轴瓦温度一直在缓慢上升，大约到90多度失稳。
把齿轮箱安装在试验台上再次空载试验，我们的油站冷却不足，等进油温度升高到68℃时，轴心轨迹突然就开始放大（近似圆形），然后马上停机。初步怀疑是温度过高惹的祸（当然这不是根本原因）。
之后几天我有事，过后听说几个参与此项目的同事通宵达旦的干活，检查齿轮后，磨了齿不管用。尝试把输出端的法兰拿下来（法兰不大，不知道为什么要拆。现场加热没拿出来，后来用5t的千斤顶愣是也没拔出来，只好作罢）。换了可倾瓦直接失败，然后又换了圆瓦也不行（满转速后振动是缓慢增大）。再后来又换回可倾瓦，这回也是开始还行，后来供油温度升到约47℃就稳不住了。他们再次拆箱，刮了瓦，然后装上，这时油站也换了个还凑合的冷却器。
再之后我回来了（感谢那几天帮我测试的同事）。再次试验，满转速后轴振动不大，另外输出端3向加速度传感器测得振动也不大，横向总值约0.5mm/s，垂向约0.9mm/s，轴向约2.8mm/s（1X占大部分）。但还是稳不住多长时间。有人问我是不是到了临界转速，我回答不是。我们的主管领导问我能不能做动平衡，我说不是动平衡的事，根本没必要做（我想横向振动1X才0.2mm/s多一点，垂向还稍大些，做了也许比这还差），领导又说做做看吧也许能好点，我答这根本就没有意义，旁边有个相熟的同事插了句“你还是那么倔，呵呵呵……”，领导又问那你觉得是怎么回事，我答“建议轴颈改小些，或者把轴瓦宽度减到90mm，但我不能保证就能变好啊”，领导说“哎不行不行”。
后来又找了几个同事校核临界转速，说算出来的1阶是12000r/min。根据之前的试验情况，我对这个计算是毫不关心。这回拆下来看到输出端上瓦的一半有两条灰带中间夹着一条亮带（见图1），下瓦整体磨的挺乱而且掉了些合金（抱歉无图）。又重新刮瓦修瓦，然后把轴承往外挪了15mm，晚上试验，升速过程有两三次瓦温很快上升到100多℃，然后降速，运转一会再升速，到全速时，位移30um，运转了1个小时后，位移45um，瓦温维持在95℃，之后停机。
第二天，又再次刮了瓦。几位同事还想把轴承往外挪点，主管领导打电话问我“轴瓦是不是不能离位移传感器太近？”，沟通后，他说那只能再往外挪2mm了，我说“你别挪了，没啥用”，领导说“哎不是，这个作用挺大的”，于是又往外挪了2mm，看来他们认定以前是到临界转速了，反正我是不认。安装好后，再次试验，这回又全速运转了1小时，最后瓦温是92℃，位移是30um，加速度测的振动值也还是不大。厂家人这些天在这跟着也是非常着急，就这样拆机重新发货了。
==================================
写的有些乱，提供的资料也不全，各位看官辛苦了。最后希望大家能发表下自己的看法，谢谢！

vib001

发些数据最好  尤其是趋势数据

xzzhangfei

vib001 发表于 2014-12-19 22:34
发些数据最好  尤其是趋势数据

没有趋势数据。
返修试验现场特别热闹，一群人围着我的测试电脑看轴心轨迹和加速度信号，我都挤不上去……上面的文字描述了大概情况，但可能写的有点乱，见谅！

xzzhangfei

最新消息，听说刚返厂装机振动又大了，到底是刚到满转速就变大，还是像以前那样运转了一会再变大，具体情况目前不明。前几天在我们这最后一次试验前，我想就算能试1小时没问题，也不能拉回厂子用吧？没想到厂家巨着急，还真就拉回去用了，对此我觉得不可思议，毕竟那两个轴承已经伤痕累累。
作为一个专业人员（自认为水平算不上专业，呵呵），在现在的环境下根本没动力，对于这件事到现在我是一点都不想插嘴。不过我还是关注技术本身的，至少还有点热爱。不知道各位同行，你们工作的快乐不？