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楼主: 半只青蛙

[案例分析] 齿轮箱的,讨论一下

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 楼主| 发表于 2007-7-14 19:34 | 显示全部楼层
很遗憾,还没有。
工艺调整的机会很少阿
很难做个比较
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发表于 2007-7-16 17:09 | 显示全部楼层

提供些资料以供参考

齿轮箱故障
评定齿轮状态的关键频率之一就是齿轮的啮合频率(齿轮的齿数×转速)。然而,应该指出,齿轮的啮合频率(GMF)并不像轴承故障频率那样的重要,因为所有啮合的齿轮都会产生一定幅值的啮合频率和其它频率。此外,所有啮合频率都有一定幅值的配对齿轮的或每个齿轮转速的边频带。然而,如果齿轮状态良好,并且没有明显的不对中、齿轮游移或齿轮偏心,那么齿轮啮合频率及其谐波频率和那些边频带的幅值都应该很小,尤其是边频带。
1、齿轮啮合
通常会在轴的转速频率和齿轮啮合频率处出现波峰,但是幅值不高。可能会出现2X波峰,并且在齿轮啮合频率附近有轴转速频率的边频带。
对于直齿轮而言其主要的振动方向在径向上,斜齿轮主要的振动是在轴向。
齿轮啮合频率=齿数×轴的转速
输出转速=输入转速×主动轮齿数/从动轮齿数
时域波形分析对于变速箱时是很有用的,因为在时域波形中你可以看到每个齿啮合对应的脉冲。通常你可以通过研究时域波形得到齿数。根据故障的特征,齿轮每旋转一转就可以看到一个脉冲,而脉冲的幅值有大有小。

在诊断齿轮故障时普遍采用“时间同步平均(TSA)”的方法。TSA将所有与测速脉冲不同步的振动源信号平均,该测速脉冲来自于齿轮所在的轴。这意味其它来自轴承、发动机、共振等等的振动信号都被平均掉,只剩下清楚的时域波形。虽然TSA需要花大量的时间来采集大量的时间信号进行平均,但其结果却很有价值。

2、齿轮齿磨损
当齿轮的齿出现磨损的时候,会发生两件事情,第一件是齿轮啮合频率处边频带的幅值升高,而边频带的振幅决定于齿轮的转速。
第二件事情是将出现齿轮固有频率的振动,固有频率振动也会有边频带产生,并且它有很宽的基频。

边频带是比齿轮啮合频率本身更好的关于齿磨损的指示。还可能出现的情况是虽然齿轮啮合频率的幅值可以接受,但2XGMF或3XGMF(尤其是3XGMF)的幅值往往很高。

3、齿轮承受大的负载
齿轮啮合频率(GMF)往往对齿的负载非常敏感。齿轮啮合频率(GMF)的幅值高未必一定表明有故障,尤其是如果边带频率幅值保持较小,没有激起齿轮自然频率的时候。为了频谱的比较更有意义,每次测试分析时都应该在系统处于最大负载下运转时进行。


4、齿轮啮合间隙
齿轮啮合间隙也会在齿轮啮合频率处产生轴速的边频带。当存在这种问题时,齿轮啮合频率和固有频率处的波峰通常会随着载荷的增加而减小。


5、齿轮偏心
对于偏心齿轮和齿轮轴弯曲,你还能看到齿轮啮合频率处(故障齿轮的)的轴速边频带,但是通常你只能看到一个单边带而不是全部系列。


6、齿轮不对中
齿轮不对中几乎总是激起第二阶或更高阶的齿轮啮合频率(GMF)的谐波频率,并且它们都伴有转速的边频带。往往只显示小的齿轮啮合频率(GMF)的幅值,但是2X(GMF)或3X(GMF)的幅值较高。设定足以采集至少3X(GMF)谐波频率的Fmax是很重要的。同时2X(GMF)两侧常常伴有2X转速频率的边频带。需要注意的是,由于齿轮不对中,齿轮啮合频率(GMF)及其谐波频率的左侧和右侧的边频带的幅值不等,引起不均匀磨损。


7、轮齿破裂或折断
破裂或折断的轮齿会在该齿轮的运转速度处产生一个高振幅的波峰,并激发齿轮的固有频率。齿轮的运转速度处会出现边频带。不平衡的齿轮也会引起1X转速频率的大幅振动,这时我们就需要通过分析对应的时域波形来帮助判断。

状态良好的齿轮其时域波形显示应该是平稳的正弦波形(假定支承该齿轮轴的轴承没有故障)。假设齿轮有12个齿,其中有一个齿出现故障,齿轮在每次进入和退出啮合时,会产生一个明显的尖峰,在时域波形中我们会发现12个脉冲的其中一个会与其它脉冲有明显的差异。每个脉冲间的时间差等于该齿轮的运转周期(每旋转一圈齿轮啮合一次)。

如果在一根装有一个以上齿轮的轴上采集数据,并且显示出明显的时域波形和频谱中伴有断齿齿轮转速边带的自振频率,这时并不能清楚的指示就是轴上齿轮有故障问题。我们还需要对轴上的每个齿轮进行冲击自振试验,从而帮助识别出啮合的齿轮中究竟那个出现了故障。

8、逐齿频率
所谓的“逐齿频率”指的是齿轮上的某个齿与另一个齿轮上某个特定齿相啮合的频率。如果齿数比为整数,如1、2、3等,则对应的追逐齿频率就等于较大齿轮的转速,相同的轮齿每旋转一圈啮合一次。一对齿轮的逐齿频率等于齿轮啮合频率除以两个齿轮齿数的最小公倍数。最小公倍数通常就等于两个齿轮齿数的乘积。
可能的问题是导致齿轮的不均匀磨损——轮齿上的庇点会与另一个齿轮上相同的齿重复接触,从而引起这些齿的局部磨损。因此,除特殊要求以外,变速箱一般都装配齿数比为非整数的齿轮。理想的情况下,追逐齿频率应该尽量的低,从而使两个齿轮均匀的分担磨损。也就是说每个齿轮的齿数都应该是素数。

在实际应用中,追逐齿频率常常用来检测齿轮由于制造或不正确使用而出现的故障。它是典型的低频信号,你可以听到来自变速箱的“咆哮”声。


<以上是摘录国外专家编著的振动分析多媒体教程中的相关内容,图片和动画传不上来>   可附件下载。

齿轮箱故障.doc

125.5 KB, 下载次数: 100

发表于 2007-8-28 18:20 | 显示全部楼层

楼主,可以考虑看一下有关频段的包络

包络解调后,是否存在此频率,

若没有接近的数值,则很可能存在结构共振现象。
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