机器振动特征分析3齿轮教学课件.ppt

机器振动特征分析（3） 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。 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 齿轮振动特征频率 齿轮正常振动频谱 齿轮磨损故障 齿轮承受大的负载 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。 齿轮偏心和齿隙游移 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。 齿轮不对中 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。 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 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 齿轮组合状态问题 齿轮组合状态问题 齿轮组合状态问题 追逐齿问题 追逐齿故障 齿轮故障分析举例 齿轮故障分析举例 两级螺杆式压缩机。其结构包括一个驱动大齿轮、在低压级和高压级上的两个从动齿轮、及两对用于齿轮润滑的带动油泵的传动齿轮组成。 齿轮已经磨损了的特征之一是啮合频率成分1XGMF及其谐频幅值增大，然而，啮合频率成分的幅值有时随着负荷的变化而大幅度变化。 齿轮故障分析举例 当GMF幅值增加的同时，GMF周围的边频带数量也增加。这些边频带间隔是齿轮的转速频率。如图有3个峰，分别是齿轮油泵的啮合频率OPMF及其谐频2X OPMF和3X OPMF。 注意，只在2X OPMF两侧有4个边带频率成分是存在，其间隔频率近似为2719 RPM，为油泵驱动轴的转速频率。 齿轮故障分析举例 当齿轮状态良好，相互啮合的两齿轮对中良好，那么，1X GMF成分的幅值与2X GMF和3X GMF的幅值相比是最高的。 通常在1X GMF两侧也只有一簇边带存在，间隔为每个齿轮的转速RPM。 如图，齿数为55的齿轮工作转速为1780 RPM，齿数为36的齿轮工作转速为2719 RPM，为油泵轴的工作转速。该对齿轮的啮合频率为（GMFop）97900CPM（55X1780RPM）。 齿轮故障分析举例 而在2X OPMF周围有4个边频带存在，每个边频带都是以油泵的转速频率2719 RPM相间隔，又由于1X OPMF幅值和3X OPMF的幅值都较低，结论，油泵齿轮的对中情况可能出现了问题。 解体检查发现，由磨损痕迹可清楚看出，油泵的负荷只是由每个齿轮全部齿宽的25%到30%传递的。检修修正了齿轮的对中情况，从而大大增加了油泵的工作寿命。 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。 齿轮故障分析举例 在齿轮磨损初期，通过啮合频率的3X可检测得到齿轮的磨损问题，不仅3X GMF幅值的显著增加，同时它周围的边频带的幅值也大幅度增加，在接下去的检测中，3X GMF周围边频带数量越来越多。 如果有一个以上的齿轮对出现磨损问题，那么在啮合频率两侧就会有边频带出