机械故障诊断技术 第八章 齿轮故障诊断.ppt

*§8－5齿轮振动诊断齿轮的动态特性分析表明，齿轮的振动信号含有齿轮状态的丰富信息。为了获得正确的诊断结论，振动信号的测取将是关键的一步。*如前所达齿轮所发生的振动中有1kHZ以上的高频固有振动和齿轮的旋转频率或啮合频率相关的低频振动。要利用这种宽频带频率成分的振动进行故障诊断，必须把所测取的振动按频带分类，然后根据各类振动进行诊断。*现代机械对齿轮传动的要求日益提高，例如既要求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣的条件下工作，、又要求齿轮装置具有高平稳性、高可靠性、结构紧凑等良好的工作性能。因此引起齿轮故障的因素也相应增多，对齿轮运转状态的监调和诊断研究也提出了新的课题。齿轮故障诊断成为诊断技术应用研究的重要课题之一*轮齿的损伤往往是齿轮故障的前奏，分析轮齿的损伤形式，判定轮齿的损伤程度，了解轮齿损伤的原因，是齿轮故障诊断中的重要工作。在齿轮的使用中，有多种轮齿的损伤形式，某些损伤形式(如轮齿折断)一旦发生，齿轮只能停止运转，否则机器可能发生严重事故，判定这种损伤形式是容易的。而另一些轮齿损伤形式，如磨损、撕裂、点蚀等由于损伤有一个较长的发展过程，判定这种损伤形式必须有一定的判据。因而只有分拆其发生原因与发展过程，才能充分采集和利用故障信息，从而获得正确的诊断结论*§8-1齿轮损伤形式齿面损伤1．齿面磨损2．齿面粘着撕伤3．齿面疲劳4.齿面塑性变性5.齿面烧伤**轮齿折断1.轮齿裂纹2.过载折断3.疲劳折断**组合损伤1.腐蚀磨损2.轮齿塑性变形3.严重磨损断齿4.气蚀损伤5.电蚀损伤**§8-2齿轮故障原因齿轮装置由齿轮、旋转机构、润滑系统、箱体等组成。齿轮是构成齿轮装置的重要零件。所以，在制造中如存在偏心、周节误差、齿形误差等微小差错，在装配中如存在齿轮一端接触、两齿轮轴不平行等装配不良，均可能造成齿轮故障。但在齿轮装置的故障中，因上述各种轮齿损伤而引起的故障最为普遍。当轮齿部分发生表面的、整体的、组合的损伤后，均会严重降低传动质量，甚至使齿轮丧失工作能力而产生严重故障。另外齿轮轮体损坏、旋转机构缺陷、润滑系统性能下降、齿轮箱体质量差等也是齿轮装置故障的常见原因．***§8-3齿轮振动特性齿轮可看成是以轮齿为弹簧、以齿轮本体为质量的振动系统，由于齿轮刚度周期性变化、齿轮装配误差或矩变化等外因引起的激振力的作用，齿轮将会产生圆周方向的扭转振动。由于轴、轴承、轴承座的变形或齿向误差等原因，圆周方向的扭转振动便会导致径向和轴向振动，从而形成轴承座的扭曲振动。对于闭式传动，振动可通过轴承和轴承座传到齿轮箱体，使箱体侧壁产生振动，并激发周围的空气振动引起噪声。*§8-4齿轮异常振动齿轮因作旋转运动或者由于轮齿啮合而产生振动，这种振动无论齿轮处于正常或异常状态时都会发生。但随着齿轮所处的状态不同，振动形态就会有变化。利用振动法诊断齿轮装置的故障，正是根据振型的变化来进行的。因此分析齿轮在异常状态下的振动是齿轮振动诊断法的基础。*(一)齿轮磨损引起的振动

当齿轮所有的轮齿均匀磨损而使齿隙增大时，或者造成一端接触、裂痕、点蚀、剥落等损伤时，因啮合而产生的冲击振动的振幅具有几乎相同的振平*在此情况下发生的冲击振频率为1KHZ以上的高频．与此同时正弦波中低频啮合的频率成分也增大。随着磨损的发展轮齿的弹性刚度表现出非线性的特点。在啮合频率中产生为啮合频率2倍、3倍…等高次谐被，或者出现为啮合频率的1／3、1／3倍……等分数谐波。*在齿轮加减速时，有时还会出现具有非线性振动特点的跳跃现象*****