機(jī)械故障診斷技術(shù)8_齒輪箱故障診斷

1、第八章 齒輪箱故障診斷 8.1 齒輪失效形式 齒輪的各種損傷發(fā)生概率：齒的斷裂41%，齒面疲勞31%，齒面磨損 10%，齒面劃痕10%，其他故障如塑性變形、化學(xué)腐蝕、異物嵌入等8%。 圖81 齒根部的應(yīng)力集中 一齒的斷裂一齒的斷裂 齒輪副在嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪的作用力和 從動(dòng)輪的反作用力都通過(guò)接觸點(diǎn)分別作用在對(duì)方輪 齒上，最危險(xiǎn)的情況是接觸點(diǎn)某一瞬間位于輪齒的 齒頂部，此時(shí)輪齒如同一個(gè)懸臂梁懸臂梁，受載后齒根處 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為最大，若因突然過(guò)載或沖擊過(guò)載， 很容易在齒根處產(chǎn)生過(guò)載荷斷裂過(guò)載荷斷裂。即使不存在沖擊 過(guò)載的受力工況，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，由于應(yīng)力集 中現(xiàn)象，也易產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步

2、擴(kuò)展，致使輪 齒在齒根處產(chǎn)生疲勞斷裂疲勞斷裂。另外，淬火裂紋、磨削 裂紋和嚴(yán)重磨損后齒厚過(guò)分減薄時(shí)在輪齒的任意部 位都可能產(chǎn)生斷裂。 輪齒的斷裂是齒輪的最嚴(yán)重的故障，常因此造 成設(shè)備停機(jī)。 二齒面磨損或劃痕 a）粘著磨損粘著磨損 在低速、重載、高溫、齒面粗糙度差、供油不足或油粘度 太低等情況下，油膜易被破壞而發(fā)生粘著磨損。潤(rùn)滑油的粘度高，有利 于防止粘著磨損的發(fā)生。 b）磨粒磨損與劃痕磨粒磨損與劃痕 含有雜質(zhì)顆粒以及在開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的外來(lái)砂?；?在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的金屬磨屑，都可以產(chǎn)生磨粒磨損與劃痕。一般齒頂 、齒根問(wèn)好摩擦較節(jié)圓部嚴(yán)重，這是因?yàn)辇X輪嚙合過(guò)程中節(jié)圓處為滾動(dòng) 接觸，而齒頂、齒根為滑

3、動(dòng)接觸。 c）腐蝕磨損腐蝕磨損 由于潤(rùn)滑油中的一些化學(xué)物質(zhì)如酸、堿或水等污染物與齒 面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成金屬的腐蝕而導(dǎo)致齒面損傷。 d）燒傷燒傷 燒傷是由于過(guò)載、超速或不充分的潤(rùn)滑引起的過(guò) 分摩擦所產(chǎn)生的局部區(qū)域過(guò)熱，這種溫度升高足以引起變 色和過(guò)時(shí)效，會(huì)使鋼的幾微米厚表面層重新淬火，出現(xiàn)白白 層層。損傷的表面容易產(chǎn)生疲勞裂紋。 e）齒面膠合齒面膠合 大功率軟齒面或高速重載的齒輪傳動(dòng)，當(dāng)潤(rùn)滑條件不良 時(shí)易產(chǎn)生齒面膠合（咬焊）破壞，即一齒面上的部分材料 膠合到另一齒面上而在此齒面上留下坑穴，在后續(xù)的嚙合 傳動(dòng)中，這部分膠合上的多余材料很容易造成其他齒面的 擦傷溝痕，形成惡性循環(huán)。 圖82 齒面點(diǎn)蝕

4、 三齒面疲勞齒面疲勞(點(diǎn)蝕、剝落點(diǎn)蝕、剝落) 所謂齒面疲勞主要包括齒面點(diǎn)蝕與剝落。造成點(diǎn)蝕的原因原因，主要是 由于工作表面的交變應(yīng)力引起的微觀疲勞裂紋微觀疲勞裂紋，潤(rùn)滑油進(jìn)入裂紋后， 由于嚙合過(guò)程可能先封閉入口然后擠壓，微觀疲勞裂紋內(nèi)的潤(rùn)滑油在 高壓下使裂紋擴(kuò)展，結(jié)果小塊金屬?gòu)凝X面上脫落，留下一個(gè)小坑，形 成點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕。如果表面的疲勞裂紋擴(kuò)展得較深、較遠(yuǎn)或一系列小坑由于坑 間材料失效而連接起來(lái)，造成大面積或大塊金屬脫落，這種現(xiàn)象則稱(chēng) 為剝落剝落。剝落與嚴(yán)重點(diǎn)蝕只有程度上的區(qū)別而無(wú)本質(zhì)上的不同。 實(shí)驗(yàn)表明，在閉式齒輪傳動(dòng)閉式齒輪傳動(dòng)中， 點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕是最普遍的破壞形式。在開(kāi)式齒開(kāi)式齒 輪傳動(dòng)輪傳動(dòng)中，

5、由于潤(rùn)滑不夠充分以及進(jìn) 入污物的可能性增多，磨粒磨損磨粒磨損總是 先于點(diǎn)蝕破壞。 四齒面塑性變形齒面塑性變形 軟齒面齒輪傳遞載荷過(guò)大（或在大沖擊載荷下）時(shí) ，易產(chǎn)生齒面塑性變形塑性變形。在齒面間過(guò)大的摩擦力作用下， 齒面接觸應(yīng)力會(huì)超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度，齒面材料進(jìn)入塑性 狀態(tài)，造成齒面金屬的塑性流動(dòng)塑性流動(dòng)，使 主動(dòng)輪主動(dòng)輪節(jié)圓附近齒面形成凹溝凹溝， 從動(dòng)輪從動(dòng)輪節(jié)圓附近齒面形成凸棱凸棱， 從而破壞了正確的齒形。有時(shí)可在某些類(lèi)型的齒輪的從動(dòng)齒 面上出現(xiàn)“飛邊飛邊”，嚴(yán)重時(shí)擠出的金屬充滿(mǎn)頂隙，引起劇 烈振動(dòng)，甚至發(fā)生斷裂。 圖83 齒輪副的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 82 齒輪的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是一

6、個(gè)彈性的機(jī)械系統(tǒng)， 由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的原因，存在著運(yùn)動(dòng)和 力的非平穩(wěn)性。圖8-3是齒輪副的運(yùn)動(dòng)學(xué)分 析示意圖。圖中o1是主動(dòng)輪的軸心，o2是 被動(dòng)輪的軸心。 假定主動(dòng)輪以1作勻角速度運(yùn)動(dòng)，a、b 分別為兩個(gè)嚙合點(diǎn)，則有o1a o1b，即a點(diǎn) 的線(xiàn)速度va大于b點(diǎn)的線(xiàn)速度vb。 而o2ao2b，從理論上有2vb/o2b 、3va/o2a ，則23。 齒輪嚙合的特征頻率嚙合頻率 從這個(gè)意義上說(shuō)：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的嚙合振動(dòng)是不可避免的。振動(dòng)的振動(dòng)的 頻率頻率就是嚙合頻率嚙合頻率。也就是齒輪的特征頻率特征頻率，其計(jì)算公式如下： 齒輪一階嚙合頻率 fc0 (n/60)*z 嚙合頻率的高次諧波 fciifc

7、d i=2、3、4、 n 其中：n齒輪軸的轉(zhuǎn)速（r/min） z齒輪的齒數(shù) 然而a、b又是被動(dòng)輪的嚙合點(diǎn)， 當(dāng)當(dāng)齒輪副只有一個(gè)嚙合點(diǎn)一個(gè)嚙合點(diǎn)時(shí)，隨著嚙合點(diǎn)沿嚙合線(xiàn)移動(dòng)，被動(dòng)輪的角 速度存在波動(dòng)； 當(dāng)當(dāng)有兩個(gè)嚙合點(diǎn)兩個(gè)嚙合點(diǎn)時(shí)，因?yàn)橹荒苡幸粋€(gè)角速度，因而在嚙合的輪齒上產(chǎn) 生彈性變形，這個(gè)彈性變形力隨嚙合點(diǎn)的位置、輪齒的剛度以及嚙合的 進(jìn)入和脫開(kāi)而變化，是一個(gè)隨時(shí)間變化的力隨時(shí)間變化的力fc（t）。 齒輪嚙合的特征頻率邊頻帶 由于傳遞的扭矩隨著嚙合而改變，該扭矩作用到轉(zhuǎn)軸上，使轉(zhuǎn)軸 發(fā)生扭振。由于在轉(zhuǎn)軸上存在鍵槽等非均布結(jié)構(gòu)，使得軸的各向剛度 不同，因此，剛度變動(dòng)的周期與軸的周轉(zhuǎn)時(shí)間一致，激發(fā)的

8、扭振振幅 也就按轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率變動(dòng)。 這個(gè)扭振扭振對(duì)齒輪的嚙合振動(dòng)產(chǎn)生了調(diào)制作用，從而在齒輪嚙合頻 率的兩邊產(chǎn)生出以軸頻為間隔的邊頻帶邊頻帶。 邊頻帶也是也是齒輪振動(dòng)的特征頻率特征頻率，嚙合的異常狀況反映到邊頻帶 ，造成邊頻帶的分布和形態(tài)都發(fā)生改變?？梢哉f(shuō)：邊頻帶包含了齒輪 故障的豐富信息。 此外齒輪制造時(shí)所具有的：偏心誤差、周節(jié)誤差、齒形誤差、裝 配誤差等都能影響齒輪的振動(dòng)。所以在監(jiān)測(cè)低精度齒輪的振動(dòng)時(shí)，要 考慮這些誤差的影響。 從故障診斷的實(shí)用方面來(lái)看，只要齒輪的振動(dòng)異常超標(biāo)，就是有 故障，就需要處理或更換。所以大多數(shù)情況下，并不需要辨別是哪種 誤差所引起，只需判定只需判定能否繼續(xù)使用。

9、一功率譜分析法 功率譜功率譜分析可確定齒輪振動(dòng)信號(hào)的頻率構(gòu)成和振動(dòng)能量在各頻率成分 上的分布，是一種重要的頻域分析方法。 幅值譜幅值譜也能進(jìn)行類(lèi)似的分析，但由于功率譜是幅值的平方關(guān)系，所以 功率譜比幅值譜更能突出嚙合頻率及其諧波等線(xiàn)狀譜成分而減少了隨機(jī)振 動(dòng)信號(hào)引起的一些“毛刺”現(xiàn)象。 應(yīng)用功率譜分析時(shí)，頻率軸橫坐標(biāo)可采取線(xiàn)性坐標(biāo)線(xiàn)性坐標(biāo)或?qū)?shù)坐標(biāo)對(duì)數(shù)坐標(biāo). 對(duì)數(shù)坐標(biāo)對(duì)數(shù)坐標(biāo)（恒百分比帶寬）適合故障概括的檢測(cè)和預(yù)報(bào)，對(duì)噪聲的分 析與人耳的響應(yīng)接近； 但對(duì)于齒輪系統(tǒng)由于有較多的邊頻成分，采用線(xiàn)性坐標(biāo)線(xiàn)性坐標(biāo)（恒帶寬）會(huì) 更有效。 83 齒輪的故障分析方法 圖84 某齒輪箱的功率譜 圖84為某齒輪

10、箱的功率譜，分別用線(xiàn)性坐標(biāo)和對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪出，無(wú)疑使用線(xiàn)線(xiàn) 性坐標(biāo)效果要好得多性坐標(biāo)效果要好得多。 振幅振幅 圖85 工程實(shí)際應(yīng)用的頻譜圖 a) 幅值譜 b) 細(xì)化后的邊頻帶 二邊頻帶分析法 邊頻帶成分包含 有豐富的齒輪故障信 息，要提取邊頻帶信 息，在頻譜分析時(shí)必 須有足夠高的頻率分頻率分 辨率辨率。當(dāng)邊頻帶譜線(xiàn) 的間隔小間隔小于頻率分辨 率時(shí)，或譜線(xiàn)間隔不間隔不 均勻均勻，都阻礙邊頻帶 的分析，必要時(shí)應(yīng)對(duì) 感興趣的頻段進(jìn)行頻 率細(xì)化分析(zoom分 析)，以準(zhǔn)確測(cè)定邊頻 帶間隔，見(jiàn)圖85。 邊頻帶出現(xiàn)的機(jī)理邊頻帶出現(xiàn)的機(jī)理是齒輪嚙合頻率fz的振動(dòng)受到了齒輪旋轉(zhuǎn)頻率fr的 調(diào)制而產(chǎn)生，邊頻帶的形

11、狀和分布包含了豐富的齒面狀況信息。 一般從兩方面進(jìn)行邊頻帶分析， 一是一是利用邊頻帶的頻率對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性，找出 fznfr（n=1、2、3 ） 的頻率關(guān)系，確定是否為一組邊頻帶。如果是邊頻帶，則可知道嚙合頻率 z和調(diào)制信號(hào)頻率r。 二是二是比較各次測(cè)量中邊頻帶幅值的變化趨勢(shì)。 根據(jù)邊頻帶呈現(xiàn)的形式和間隔，有可能得到以下信息根據(jù)邊頻帶呈現(xiàn)的形式和間隔，有可能得到以下信息： 1）當(dāng)邊頻間隔為旋轉(zhuǎn)頻率r時(shí)，可能為齒輪偏心、齒距的緩慢的周 期變化及載荷的周期波動(dòng)等缺陷存在，齒輪每旋轉(zhuǎn)一周，這些缺陷就重復(fù) 作用一次，即這些缺陷的重復(fù)頻率與該齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率相一致。旋轉(zhuǎn)頻率 r指示出問(wèn)題齒輪所在的軸。 圖87

12、 圖86 2）齒輪的點(diǎn)蝕等分布故障會(huì)在頻譜上形成類(lèi)似1）的邊頻帶，但其邊頻階 數(shù)少而集中在嚙合頻率及其諧頻的兩側(cè)(參見(jiàn)圖8-6)。 3）齒輪的剝落、齒根裂紋及部分?jǐn)帻X等局部故障會(huì)產(chǎn)生特有的瞬態(tài)沖擊 調(diào)制，在嚙合頻率其及諧頻兩側(cè)產(chǎn)生一系列邊帶。其特點(diǎn)是邊帶階數(shù)多而譜 線(xiàn)分散，由于高階邊頻的互相疊加而使邊頻族形狀各異。(參見(jiàn)圖8-7)。嚴(yán)重 的局部故障還會(huì)使旋轉(zhuǎn)頻率r及其諧波成分增高。 需要指出的是，由于邊頻帶成分具有不穩(wěn)定性，在實(shí)際工 作環(huán)境中，尤其是幾種故障并存時(shí)，邊頻族錯(cuò)綜復(fù)雜，其變化 規(guī)律難以用上述的典型情況表述，而且還存在兩個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)頻 率ri(主動(dòng)軸r1，被動(dòng)軸r2）混合情況。但邊頻的

13、總體水平是 隨著故障的出現(xiàn)而上升的。 例如： 齒面磨損、點(diǎn)蝕等表面缺陷，在嚙合中不激發(fā)瞬時(shí)沖擊不激發(fā)瞬時(shí)沖擊， 因而邊頻帶的分布窄分布窄，邊頻帶的振幅隨磨損程度的增大而增高。 斷齒、裂齒、大塊剝落等在嚙合中激發(fā)瞬時(shí)沖擊激發(fā)瞬時(shí)沖擊的缺陷， 反映到邊頻帶中就是分布變寬分布變寬，隨著這類(lèi)缺陷的擴(kuò)大，邊頻帶 在寬度和高度上也增大。 三倒頻譜分析法 對(duì)于同時(shí)有數(shù)對(duì)齒輪嚙合的齒輪箱振動(dòng)頻譜圖，由于 每對(duì)齒輪嚙合時(shí)都將產(chǎn)生邊頻帶，幾個(gè)邊頻帶交叉分布在一 起，僅進(jìn)行頻率細(xì)化分析識(shí)別邊頻特征是不夠的；由于倒頻 譜處理算法將功率譜圖中的諧波族變換為倒頻譜圖中的單根 譜線(xiàn)，其位置代表功率譜中相應(yīng)諧波族(邊頻帶)的

14、頻率間隔 時(shí)間(倒頻譜的橫坐標(biāo)表示的是時(shí)間間隔，即周期時(shí)間)，因 此可解決上述問(wèn)題。 圖8-8是 某齒輪箱振動(dòng) 信號(hào)的頻譜， 圖8-8a的頻率 范圍為 020khz，頻 率分辨率為 50hz，能觀察 到嚙合頻率為 4.3khz及其二 次三次諧波， 但很難分辨出 邊頻帶。 圖88 用倒頻譜分析齒輪箱振動(dòng)信號(hào)中的邊頻帶 功率譜：頻率f/khz；倒頻譜：周期時(shí)間/ms 圖88b的頻率范圍為3.513.5khz，頻率分辨率為頻率分辨率為5hz5hz， 能觀察到很多邊頻帶，但仍很難分辨出邊頻帶。 圖88c的頻率范圍進(jìn)一步細(xì)化為7.59.5khz，頻率分辨 率不變，可分辨出邊頻帶，但還有點(diǎn)亂。 若進(jìn)行倒頻

15、譜分析，如圖88d所示，能很清楚地表明對(duì) 應(yīng)于兩個(gè)齒輪副的旋轉(zhuǎn)頻率（85hz和50hz）的兩個(gè)倒頻分量（ ai和bi）。 倒頻譜倒頻譜的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于傳感器的測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)位置或信號(hào)信號(hào) 傳輸途徑不敏感傳輸途徑不敏感以及對(duì)于幅值和頻率調(diào)制幅值和頻率調(diào)制的相位相位關(guān)系不敏感不敏感。 這種不敏感，反而有利于監(jiān)測(cè)故障信號(hào)的有無(wú)，而不看重某測(cè) 點(diǎn)振幅的大?。赡苡捎趥鬏斖緩蕉贿^(guò)分放大）。 圖89 齒面磨損導(dǎo)致幅值上升趨勢(shì) 四齒輪故障信號(hào)的頻域 特征 均勻性磨損、齒輪徑向間隙過(guò) 大、不適當(dāng)?shù)凝X輪游隙以及齒輪 負(fù)荷過(guò)大等原因，將增加嚙合頻率 和它的諧波成分振幅，對(duì)邊頻的影 響很小。 在恒定載荷下，如

16、果發(fā)生嚙頻率和 它的諧波成分變化，則意味著齒 的磨損、撓曲和齒面誤差等原因 產(chǎn)生了齒的分離（脫嚙）現(xiàn)象。 齒輪磨損的特征齒輪磨損的特征是，頻譜上嚙合頻 率及其諧波幅值都會(huì)上升，而高 階諧波的幅值增加較多，如圖8- 9所示。 不均勻的分布故障不均勻的分布故障（例如齒輪偏心、齒距周期性變化及載荷波動(dòng)等） 將產(chǎn)生振幅調(diào)制和頻率調(diào)制，從而在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)形成幅值 較高的邊頻帶，邊帶的間隔頻率是齒輪轉(zhuǎn)速頻率(fr)，該間隔頻率是與 有缺陷的齒輪相對(duì)應(yīng)的。值得注意的是，對(duì)于齒輪偏心所產(chǎn)生的邊帶 ，一般出現(xiàn)的是下邊帶成分，即fz-nfr（n=1，2，3，），上邊帶出 現(xiàn)的很少。 齒面剝落、裂紋以及齒的

17、斷裂等局部性故障齒面剝落、裂紋以及齒的斷裂等局部性故障，將產(chǎn)生周期性沖擊脈沖 ，嚙合頻率為脈沖頻率所調(diào)制，在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)形成一系列 邊帶，其特點(diǎn)特點(diǎn)是邊帶的階數(shù)多而分散，見(jiàn)圖87所示。 而點(diǎn)蝕等分布性故障點(diǎn)蝕等分布性故障形成的邊帶，在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)分布的邊帶 階數(shù)少而集中，見(jiàn)圖86所示。這些邊帶隨著故障的發(fā)展，其頻譜圖形 也將發(fā)生變化。 齒輪故障與軸承故障的差異齒輪故障與軸承故障的差異： 1) 齒的斷裂或裂紋故障齒的斷裂或裂紋故障。每當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)就產(chǎn)生一個(gè) 沖擊信號(hào)，這種沖擊可激起齒輪系統(tǒng)的一階或幾階自振 頻率。但是，齒輪固有頻率一般都為高頻（約在1 10khz范圍內(nèi)），這種

18、高頻成分傳遞到齒輪箱時(shí)已被大 幅度衰減，多數(shù)情況下只能在齒輪箱上測(cè)到嚙合頻率和 調(diào)制的邊頻帶。其邊頻帶的形狀與分布與前期的正常狀 態(tài)相比，存在明顯的變化。 2) 軸承故障。軸承故障。如果僅有齒輪嚙合頻率的振幅迅速升高，而 邊頻的分布和振幅并無(wú)變化，則表明是軸承故障。 84 齒輪故障診斷案例 例8-1： 宣龍高速線(xiàn)材公司2006年9月，發(fā)現(xiàn)精軋22# 軋機(jī)輥箱振動(dòng)增大。圖810是傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 9月14日的頻譜圖 調(diào)出這一期間的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的趨勢(shì)圖和頻譜圖。在 9月14日的頻譜圖上明顯看到z5/z6的嚙合頻率譜線(xiàn)。見(jiàn)圖811。 圖811 9月14日的振動(dòng)頻譜圖 特征頻率表 特征頻率表81

19、（22#軋機(jī) 轉(zhuǎn)速為1047r/min，譜圖數(shù)據(jù)） 由特征頻率表可見(jiàn)，22架輥箱的z5/z6嚙合頻率 （1072.6hz=34.603hzx31齒），振幅在9月14日為1.71m/s2，其兩側(cè) 有較寬的邊頻帶，間隔為35.085hz，與錐箱ii軸的轉(zhuǎn)頻（34.603 hz ）基本一致。 序 號(hào) 故 障 信 號(hào) 頻率 (hz) 計(jì)算特征 頻率 (hz) 振幅 絕對(duì)誤差 （hz） 相 對(duì) 誤 差% 可信度 % 故障部位及性質(zhì)分 析 11037.5981037.5931.2810.0050100 z5/z6嚙合頻率 錐箱ii軸轉(zhuǎn)頻 21072.6831071.7731.7110.910.085100

20、z5/z6嚙合頻率 31105.9571105.9530.9460.0040100 z5/z6嚙合頻率 錐箱ii軸轉(zhuǎn)頻 42143.5552143.5461.9620.00901002倍z5/z6嚙合頻率 診斷結(jié)論： 1. 從圖811的頻譜圖上可看出，22#輥箱z5/z6嚙合頻率幅 值比較突出且有上升趨勢(shì)，在其兩側(cè)有邊頻出現(xiàn)，邊頻間 隔分別為35.085 hz，與錐箱ii軸的轉(zhuǎn)頻（34.603 hz）基 本一致，說(shuō)明22錐箱 ii軸上的齒輪存在故障隱患。 2. 從圖811的時(shí)域波形中可以看出有輕微的周期性沖擊信 號(hào)，沖擊周期為0.028s，相應(yīng)頻率為(1/0.028=35.71hz) ，正好為

21、22架錐箱ii軸的轉(zhuǎn)頻(36.85 hz)一致，這表明問(wèn) 題就出在22架錐箱ii軸的齒輪上。 3. 建議廠方立即對(duì)22架錐箱ii軸上的齒輪z5（31齒）進(jìn)行檢 查。 事后復(fù)核 廠方于2006年11月份對(duì)拆卸下的精軋22架進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)輥箱ii軸 上z5(31齒)齒輪的輪齒已破損（見(jiàn)圖8-12和圖8-13），與診斷分析結(jié) 論相符。 當(dāng)時(shí)廠方曾進(jìn)一步問(wèn)過(guò)：估計(jì)是什么性質(zhì)的故障，能否繼續(xù)生產(chǎn) ？因?yàn)槌顺跗冢?月14日及以后幾天）邊頻帶較寬，后期邊頻帶有所 收窄，加上振幅并不很高。所以判定為出現(xiàn)較嚴(yán)重的斑剝。在工程上 ，齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕、斑剝，廠方都會(huì)選擇繼續(xù)使用。整個(gè)10月都看著振 幅緩慢上升，直到1

22、1月份，換軋鋼品種，才停產(chǎn)檢查。因?yàn)槭切饼X輪 的緣故，所以振幅沒(méi)有像直齒輪那樣大。 圖812 圖813 例8-2： 2006年4月，宣化鋼鐵公司棒材廠10#軋機(jī)齒輪箱的振 動(dòng)有點(diǎn)異常。查看在線(xiàn)監(jiān)測(cè)故障診斷系統(tǒng)的4月23日的頻 譜圖（圖814）和特征頻率表。 圖8 14 10#軋機(jī)200604231200輸出端頻域圖形 特征頻率表 特征頻率表82 分析：時(shí)域圖形有沖擊現(xiàn)象，但是圖814的頻域圖形中軸頻并 不高，z3/z4齒輪的嚙合頻率出現(xiàn)了多次諧波，其3倍頻達(dá)到了 7.80m/s2。邊頻窄，判斷為齒輪點(diǎn)蝕。 序 號(hào) 故 障 信 號(hào) 頻 率 （hz） 計(jì) 算 特 征 頻 率 （hz） 振幅 絕對(duì)

23、誤差 (hz) 相對(duì)誤 差% 可 信 度% 故障部位及性質(zhì)分析 1236.3233.51.722.81.2090z3/z4嚙合頻率 2472.74670.465.71.2290z3/z4嚙合頻率2倍頻 3707.0700.57.806.50.93100z3/z4嚙合頻率3倍頻 4943.49340.669.41.0090z3/z4嚙合頻率4倍頻 51179.71167.51.1512.21.0490z3/z4嚙合頻率5倍頻 61416.014010.40151.0790z3/z4嚙合頻率6倍頻 例8-3： 2006年4月，宣化鋼鐵公司棒材廠16#軋機(jī)齒輪箱的振動(dòng)出現(xiàn)異常 。查看在線(xiàn)監(jiān)測(cè)故障診斷系統(tǒng)的頻譜圖（圖815、圖816）和特征 頻率表83特征頻率表84。 圖816 16#軋機(jī)2006004230300細(xì)化后的頻域圖形 特征頻率表 特征頻率表83 特征頻率表84 由圖815可以看到z3/z4齒輪的嚙合頻率出現(xiàn)了3倍頻，并有多次諧 波，最大振幅達(dá)到了12.