齒輪箱中滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)例及7項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)！

今日導(dǎo)讀：

本文的內(nèi)容是關(guān)于齒輪箱中滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)例及7項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，非常實(shí)用的內(nèi)容，希望對(duì)你的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。

采用某振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)分析，結(jié)合振動(dòng)頻譜圖、時(shí)域圖、加速度包絡(luò)圖等，對(duì)齒輪箱中滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行分析診斷。（注：漿板四壓下輥傳動(dòng)齒輪箱診斷。）

齒輪箱型號(hào)H3SH10B（FLENDER），齒輪總速比1520.9/38=40.023，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)下圖：

H3SH10B齒輪箱結(jié)構(gòu)圖

該齒輪箱子20XX年2月發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)有周期噪聲，如同齒輪嚙合不良產(chǎn)生的周期沖擊。這之后，車(chē)間曾兩次計(jì)劃停機(jī)檢查齒輪箱，結(jié)果并沒(méi)與發(fā)現(xiàn)齒輪明顯損傷。20XX年11月現(xiàn)場(chǎng)噪聲越加尖銳，產(chǎn)生的高振動(dòng)給產(chǎn)品質(zhì)量也帶來(lái)了一定影響。為進(jìn)一步診斷產(chǎn)生該噪聲的根源并消除故障，11月11日對(duì)該齒輪箱進(jìn)行了振動(dòng)數(shù)據(jù)采集并分析。

根據(jù)齒輪箱結(jié)構(gòu)圖，分別給每根軸上的軸承所在位置從水平、垂直和軸向設(shè)置了測(cè)點(diǎn)。從資料上檢查出每根軸的軸承型號(hào)，以SKF作參考廠家計(jì)算出每個(gè)軸承的故障特征頻率。

表 H3SH10B 齒輪箱內(nèi)軸承故障特征頻率表                 Hz

軸

軸承型號(hào)

軸承故障特征頻率/Hz

軸承外圈

軸承內(nèi)圈

滾動(dòng)體

保持架

輸入軸

30213

8.08497f1

10.915f1

3.1688f1

0.4255f1

中間軸Ⅰ

32312

6.56395f2

9.436f2

2.627f2

0.410f2

中間軸Ⅱ

32317B

7.6616f3

10.338f3

3.08967f3

0.4256f3

輸出軸

32034X

13.128f4

15.8719f4

5.0229f4

0.4527f4

注：f1、f2、f3、f4——所在軸轉(zhuǎn)速頻率。 

根據(jù)漿板車(chē)速推算出齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速在1419r/min，即輸入軸轉(zhuǎn)頻f1=23.65Hz。分析輸入軸的振動(dòng)速度頻譜，發(fā)現(xiàn)頻譜中有非常明顯的110.9Hz的異常頻率及其諧波（圖1），并有大量邊頻帶。頻率110.9Hz=4.69（輸入軸轉(zhuǎn)頻倍數(shù)）×23.65Hz（輸入軸轉(zhuǎn)頻）。該諧波不像是齒輪的嚙合頻率，很可能是某軸承的故障特征頻率。假定該異常頻率為軸承故障特征頻率，從諧波周?chē)捎?jì)算出11.72Hz的邊頻帶。因資料中只提供了該齒輪箱的總速比為40.023，不能一一確定每根軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速，這就需要從頻譜中捕捉軸轉(zhuǎn)速信息。

圖 1 輸入軸振動(dòng)速度頻譜圖

分析中間軸Ⅰ振動(dòng)速度頻譜，頻譜中有明顯的11.72Hz的頻率，特別在時(shí)域圖（圖2）中捕捉到了11.72Hz的高強(qiáng)度脈沖。因?yàn)橹虚g軸Ⅰ的轉(zhuǎn)頻是11.72Hz，即7.3r/min，這樣頻譜中的110.9Hz=9.47（中間軸Ⅰ轉(zhuǎn)頻倍數(shù)）×11.72Hz（中間軸Ⅰ轉(zhuǎn)頻）。對(duì)照H3SH10B齒輪箱內(nèi)軸承故障特征頻率表，發(fā)現(xiàn)中間軸Ⅰ軸承32312的內(nèi)圈故障特征頻率9.436×11.72Hz（此時(shí)=11.72Hz）與頻譜中的9.47×11.72Hz非常接近。在系統(tǒng)中輸入32312軸承內(nèi)圈故障特征頻率，頻譜中的110.9Hz的頻率就是軸承32312的內(nèi)圈故障特征頻率（圖3）。

圖 2  中間軸Ⅰ時(shí)域圖

圖3 中間軸Ⅰ振動(dòng)頻譜圖

經(jīng)過(guò)上面數(shù)據(jù)分析判斷，并結(jié)合以往停機(jī)檢查的結(jié)果，可確診該齒輪箱中間軸Ⅰ軸承32312存在嚴(yán)重?fù)p傷。齒輪箱內(nèi)所發(fā)出的周期性異常噪聲很可能是軸承損壞引起齒輪嚙合不良產(chǎn)生的。

2007年12月13日計(jì)劃停機(jī)更換軸承。拆下的32312軸承內(nèi)圈180°范圍嚴(yán)重剝落，軸承滾動(dòng)體研磨，外圈麻點(diǎn)疲勞磨損。

更換軸承開(kāi)機(jī)后的第二天檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)頻譜中原軸承故障特征頻率消失，振動(dòng)速度值降低（圖4），現(xiàn)場(chǎng)周期性異常噪聲也隨之消除，運(yùn)行狀態(tài)良好，產(chǎn)品質(zhì)量也明顯好轉(zhuǎn)。

圖4 中間軸Ⅰ振動(dòng)頻譜圖

齒輪箱中滾動(dòng)軸承故障診斷經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1. 清楚齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)及軸承故障特點(diǎn)

需知齒輪箱內(nèi)基本結(jié)構(gòu)，如齒輪是何種模式、傳動(dòng)軸有幾根、每根軸上有哪些軸承和都是什么型號(hào)的軸承等。知道哪些軸和齒輪是高速重載，可以確定測(cè)點(diǎn)的布置；知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)、傳動(dòng)比，可以確定各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)頻、嚙合頻率；知道各軸承座滾動(dòng)軸承的型號(hào)，可以確定各軸承的故障特征頻率。另需要清楚軸承故障的特點(diǎn)，齒輪嚙合頻率是齒輪數(shù)及轉(zhuǎn)頻的整數(shù)倍，而軸承故障特征頻率卻不是轉(zhuǎn)頻的整數(shù)倍。

2. 盡可能在每根傳動(dòng)軸所在的軸承座上測(cè)量振動(dòng)

在齒輪箱殼體上不同位置的測(cè)點(diǎn)，由于信號(hào)傳遞路徑不同，故對(duì)同一激勵(lì)的響應(yīng)也有所差異，傳動(dòng)軸所在的軸承座處的振動(dòng)響應(yīng)比較敏感，應(yīng)在此處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，而在殼體中上部比較靠近齒輪的嚙合點(diǎn)，便于監(jiān)測(cè)齒輪的其他故障。

3. 盡量從水平、垂直和軸向三個(gè)方向去測(cè)量振動(dòng)

不一定所有位置都要進(jìn)行三個(gè)方向的振動(dòng)測(cè)量，但是重要部位必須這樣做，同一測(cè)點(diǎn)多組振動(dòng)數(shù)據(jù)還可為分析判斷所在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速提供足夠的數(shù)據(jù)參考，并為進(jìn)一步診斷出哪端的軸承故障更嚴(yán)重些而獲得更多參考依據(jù)。

4. 兼顧高低頻段振動(dòng)

齒輪箱振動(dòng)信號(hào)中包含固有頻率、傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)頻率、齒輪的嚙合頻率、軸承故障特征頻率、邊頻族等成分，其頻帶較寬。對(duì)于這種進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷時(shí)，一般要按頻帶分級(jí)，根據(jù)不同頻率范圍選擇相應(yīng)測(cè)量范圍和傳感器。

5. 最好在齒輪滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下測(cè)量振動(dòng)

滿(mǎn)負(fù)荷下測(cè)量齒輪箱振動(dòng)，能夠較清晰地捕捉到故障信號(hào)。

6. 分析數(shù)據(jù)時(shí)要兼顧頻譜圖與時(shí)域圖

在齒輪箱發(fā)生故障，有時(shí)頻譜圖上各故障特征的振動(dòng)幅值不會(huì)發(fā)生較大變化，無(wú)法判斷故障的嚴(yán)重程度或所在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是否正確，故需要將振動(dòng)頻譜圖和時(shí)域圖兩者結(jié)合起來(lái)推斷。

7. 注重邊頻帶頻率的分析

對(duì)于轉(zhuǎn)速低、剛性大的設(shè)備，當(dāng)齒輪箱內(nèi)的軸承出現(xiàn)磨損時(shí)，往往軸承各故障特征頻率的振動(dòng)幅值并不是很大，但是伴隨著軸承磨損故障的發(fā)展，軸承故障特征頻率的諧波會(huì)大量出現(xiàn)，并出現(xiàn)邊頻帶，此時(shí)，表明軸承發(fā)生了嚴(yán)重的故障，需要及時(shí)更換。

小編說(shuō)：顏值高的才可以點(diǎn)贊，不要吝嗇自己的盛世美顏。