齿轮箱故障简易诊断方法详解

浏览数量:7     作者:本站编辑     发布时间: 2021-06-07      来源:本站


振动检测的主要步骤

一般情况下,若查明被测对象有不平衡、不对中、松动、叶片膜振荡等现象时,则测位移或速度较好;若查齿轮、轴承、叶片等故障时,则测加速度较敏感。在平时的状态检测中,最好对三个参数同时进行测量和记录。

1)正确选择检测仪

不同种类的传感器具有不同的可测频率范围,测试前应该结合研究对象的主要频率范围来选定适当仪器。一般来说,接触式传感器中,速度型传感器适用于测量不平衡、不对中、松动接触等引起的低频振动,用它测量振动位移,可以得到稳定的数据;加速度传感器适用于测量齿轮、轴承故障等引起的中、高频振动信号,但用它测量振动位移往往不太稳定。因此,加速度传感器测量仪一般只用于测振动速度,其优点是能测到高频振动信号。

2)正确选择测点的位置

测点位置和传感器安装位置同上述的两个因素一样,能决定测到什么频率范围的振动。实际被测对象都有主体与部件、部件与部件之间的区别。必须找出最佳的测振位置,合理布点。

3)传感器安装固定

在振动检测过程中,传感器必须和被测物紧密接触。如果在水平方向上产生滑动或者在垂直方向上脱离接触,都会使检测结果严重畸变,记录无法使用。通常使用的固定方法有螺钉联接固定、蜂蜡固定、胶合固定、绝缘连接固定、磁铁连接固定等。

4)定期标定仪器

因为测振仪中某些元件的电气性能和力学性能会随时间和使用程度而变化,所以测振仪器在使用过程中需要经常标定,特别是压电型加速度计,其压电系数会随时间的延长而降低。因此,为了保持测量精度,最好每年复核一次。

5)测试数据整理

按上述几点测得的振动数据,需要按设备分别整理,画出趋势图,同基准值比较,才能一目了然地看出设备运转状态。一般情况下,这种整理工作可采用手工方式;但是,当需要作状态监测、倾向管理的设备数量较多时,必须借助于计算机来进行数据处理工作。

二、齿轮箱振动简易诊断的方法

由于齿轮箱结构复杂,频率成分多,齿轮箱简易振动诊断方法一般应具备时域分析和频谱分析两种测试处理和分析手段,并在长期定时定点检测的基础上进行。齿轮箱简易诊断方法一般由振动测试参数和简易诊断仪器选择、结构分析、测点选择、测试时间间隔选择、建立特征参数档案、判断标准选择和制定、定时或调整时间间隔进行振动测试、趋势分析、仪器定期标定九个部分组成。

1)振动测试参数和简易诊断仪器选择

齿轮箱简易诊断一般以箱体振动速度的测量作为首要选择的参数,振动速度的均方根值就是振动烈度,是检测中的重要指标,可配置手持式振动仪进行测试,也可以配置传感器为振动加速度的手持式振动仪进行测试,但测试效果不如采用振动速度传感器好。因齿轮箱结构复杂,传递途径多,所以有条件的情况下可以采用对振动速度或加速度进行频谱分析作为检测参数,配置带简易频谱分析的数据采集器和相应的离线振动分析软件系统进行分析。数据采集器可以代替便携式测振仪进行定期巡检,又具有简易频谱分析的功能,是齿轮箱故障诊断较好的简易诊断仪器。

振动烈度:必备,测量振动速度的均方根值,配置手持式振动仪进行测试。根据相应的判别标准制定相应的警告界限值和故障界限值。

振动速度或加速度的频谱分析:有条件的情况下选配,测量振动速度或加速度的幅值谱,配置带简易频谱分析和检测的数据采集器和相应的离线振动分析软件系统进行测试分析。根据相应的判别标准和特征频率等制定相应的频谱窄带警告界限值和故障界限值。

2)结构分析

首先要对齿轮箱的结构进行认真细致的分析,重点是分析轴承座的部位,并分析哪些轴和齿轮是高速重载,以帮助确定测点的布置;分析电动机的转速和各传动链齿轮的齿数、传动比,以帮助确定各轴的转频、啮合频率;分析各轴承座等滚动轴承的型号,以帮助确定各滚动轴承的通过频率。

3)测点选择

齿轮箱故障诊断测点选择一般应遵守以下几个原则:

a)轴承座附近是天然的最佳测点。齿轮箱中轴或轴承发生故障,其振动信号经过齿轮、轴和轴承传递到轴承座,再通过箱体传递到测点位置,振动信号在传递过程中幅值要衰减,高频成分幅值衰减比低频成分快得多。如果滚动轴承发生故障,则包含故障信息的振动信号直接传递到轴承座,所以在轴承座附近布置测点是最佳位置,振动信号的衰减和畸变最小。一般所有的轴承座至少布置一个测点,在这个测点要进行2-3个方向的振动测量。由于结构原因很多轴承座附近没有办法布置测点,此时应选择尽可能靠近这些轴承座的位置布置测点。

b)重要部位的测点可以布置多、密一些,其他不重要部位的测点可以布置少、稀一些,特别是一些负荷重、转速高的轴和容易发生故障的轴和轴承的轴承座附近一定要多布一些测点。

c)测点的选择要兼顾轴径向平面的水平与垂直两个方向和轴向方向。不一定所有位置都要进行三个方向的振动测试,但重要的部位一般要进行三个方向的振动测试,特别要注意不要忽略轴向振动测试,因为齿轮箱很多故障都会引起轴向振动能量和频率发生变化。

d)要在比较平坦的箱体表面布置测点,以便安装和拆卸振动传感器,如有必要,要加工一些可以安装三个方向传感器的传感器安装座。

e)简易诊断的测点不宜过多,选取合适的测点就可以了。

4)测试时间间隔的确定

对于开始测试时,每次振动测试的时间间隔可以短一些,以一周一次较好;在振动量的平稳小幅上升或小幅波动期间,每两次振动测试的时间间隔可以长一些,几周一次或一个月一次;另外,在齿轮箱修理和保养前后,要进行一次振动测试,以分析修理和保养前后振动的大小来观察修理和保养的效果。

5)建立特征参数档案

主要是建立传动箱各轴的转频、齿轮啮合频率、滚动轴承运动学和动力学特征频率,为频谱分析检测诊断建立相关特征参数表。

6)判断标准选择和制定

分为振动烈度的警告界限值、故障界限值和频谱窄带警告界限值、故障界限值的选择和制定。振动烈度的警告界限值和故障界限值:如果有企业标准,则首先选择企业标准;如果没有企业标准,但有行业标准,则选择行业标准;如果没有企业和行业标准,则可以参考相应的国际或国家标准制定。

7)定时或调整时间间隔进行振动测试

对齿轮箱可以根据具体的工作状况采用定时振动测试,在发现定时测试的结果有异的时候,可以调整时间间隔进行更密集的测试,以发现是否存在故障。

8)趋势分析

根据定时或调整时间间隔测试得到的结果,建立相应的测试档案,根据档案进行齿轮箱故障的趋势分析,以达到及时预测和发现故障。一般趋势分析报警的方式有两种,一种是根据量值的大小报警,一种是根据量值大小的变化率报警。量值大小的变化率反映了设备的劣化速度,例如,在同样的监测时间间隔里,正常量值大小的变化量是2%以内,异常量值大小的变化量就可能达到10%以上。

9)定期标定仪器

测振仪中某些元件的电气性能和力学性能会随时间和使用程度而变化,测振仪器在使用过程中需要经常标定,以保持测量精度。


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