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齿轮减速机故障分析?

发表时间:2020-03-14 11:18

一、齿轮减速机特征频率分析

齿轮减速机特征频率主要包括轴频,齿轮的啮合频率,轴承的内外圈,滚动体、保持架的频率,它们与谐频,边频相结合,成为对齿轮减速机故障判定的依据。造成齿轮振动故障的主要原因如下:

1)齿轮制造和安装误差引起的故障。齿轮在制造过程中存在误差或由于装配过程中产生的误差,降低了齿轮的啮合精度,导致齿轮的振动和噪声增大,增大了齿轮的故障率,在频谱图上表现为啮合频率及其各次谐波幅值的变化。

2)齿轮自身固有运动(工作环境)引起的故障,齿轮在啮合过程中,齿与齿连续冲击使齿轮产生受迫振动,产生噪声,在频谱图上表现为齿轮的啮合频率。

3)齿轮表面损伤故障,齿面磨损,齿轮由于齿面剥落,拉伤等缺陷发展到一定程度时,齿轮每转 圈就会相互撞击1 次,产生明显的冲击现象.每一次撞击相当于1 个脉冲激励,脉冲响应函数为齿轮固有的衰减振动,从而构成了周期性较高频率的冲击振动信号,循环周期就是轴的旋转周期,衰减振动频率就是齿轮的固有频率。齿面点蚀,崩齿,齿轮在啮合过程中,尤其是因为齿轮磨损,齿隙增大时都会产生啮合振动,振动频率为齿轮啮合频率。例如:某点出现缺陷,如点蚀,崩齿’时,齿轮啮合过程中产生短期的,加载,卸载,效应,产生幅值调整和频率调整信号,其在频域上表现为以啮合频率为中心,以轴的旋转频率为间距组谱线,即边频带。

4)轴弯曲,旋转轴当出现重度弯曲时,时域中通常会明显地出现以一定时间为间隔的冲击振动,边带数量多且密集。维护与维修

5)齿轮动不平衡,具有不平衡质量,或者偏心的齿轮在转动过程中造成齿轮副的不稳定运行,在该不平衡力矩的激励下,产生以调频为主,调幅为辅的振动,将在啮合频率及其谐波两侧产生边频带,受不平衡力的激励,齿轮轴的旋转频率及其谐波的能量也有相应的增加。

6)齿轮箱内部松动,在转速较低的升速与降速过程中会出现突然随机剧烈声响,在时域图上表现为突然大幅度断续上升,具有较大的随机性,齿轮齿根出现裂纹,时域表现为以齿轮旋转频率为频率的冲击脉冲散其频域特征是以旋转频率处出现谐波。

二、齿轮减速机断齿原因分析

(1)齿轮减速机齿轮断齿部分原因是制造质量缺陷引起的。

(2)制造质量引起齿轮断齿原因有:没有选合适的钢材、齿轮铸造质量不好、淬火硬度偏低、齿轮硬度不够易弯齿磨损、球墨化不够、使用时长受交变应力影响会疲劳损坏等……

(3)齿轮啮合精度对断齿的影响不大。尽管齿轮的啮合精度对断齿有一定程度的影响,但对断齿的影响程度并不大。因为齿轮的啮合精度不够,齿轮的接触面不足,将会发生接触应力增大、载荷作用不均匀等现象,但这并不是断齿的主要原因。

(4)断齿还有个原因是载荷过大和齿根有缺陷,轮齿的弯曲强度不够所致。(影响弯曲强度的主要因素是作用在轮齿上载荷力的大小和齿根的缺陷程度。齿轮啮合精度差,并不会改变轮齿上载荷力的大小和齿根的缺陷程度,只是增大了轮齿的接触应力)。

(5)造成齿轮磨损的原因除减速机制造质量差之外,也有一些是使用中发生的问题,如:减速机缺油、采用半流体润滑液。

(6)非正常磨损的制造质量因素有:

①齿轮材料不符合要求,造成非正常磨损;

②齿轮有砂眼、气孔和疏松、球墨化不够等缺陷存在;

③热处理硬度不够或没有进行热处理;

④齿轮啮合精度、运动精度达不到要求;

⑤圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大,特别是中心距的正向误差,不仅降低了轮齿的弯曲强度,而且还增加了滑动磨损。

三、齿轮减速机常见故障分析

1.齿轮减速机齿轮点蚀与剥落由哪些原因?

a.材质、硬度和缺陷。齿轮的材质不符合要求;影响齿轮接触疲劳强度的主要因素是热处理后的硬度较低,无法保证齿轮应有的接触疲劳强度。此外,齿表面或内部有缺陷,也是接触疲劳强度不够的原因之一。

b.齿轮精度较差。齿轮加工和装配精度不符合要求,如啮合精度、运动精度较差等。还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大。

c.润滑油不符合要求。使用的润滑油的牌号不对,油品的粘度较低,润滑性能较差。

d.油位过高。油位过高,油的温升高,降低了润滑油的粘度,破坏了润滑性能,减少了油膜的工作厚度。

2.请简单分析齿轮减速机串轴原因?

a.是由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生串轴。

b.是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中,往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不够,从动齿轮相对中间轴产生轴向串动,进而使输入轴发生轴向串动。因此,过盈量不够是造成齿轮减速机串轴的主要原因。

c.齿轮减速机的转向对串轴也有一定的影响。

3.请简单分析齿轮减速机油温过高的原因?

a.润滑油不合格或使用时间过长。

b.润滑油过多,不利于齿轮箱内机构散热。

c.机件损坏。机件损坏包括齿轮点蚀严重,断齿,轴承保持架、内外圈、滚珠损坏以及轴承抱死或轴变形严重;

d.箱体外部被杂物或灰尘覆盖。当齿轮减速机周围堆放东西或机体表面长期没有清理时,有可能因杂物或灰尘的覆盖导致齿轮减速机散热不完全以致使油温升高;

e.冷却装置堵塞或失效。冷却装置同齿轮减速机一样置于灰尘较大的厂房中,如果长期工作而未清理内部的管路造成冷却装置堵塞或冷却装置坏掉时,都会引起齿轮减速机油温升高;


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