機(jī)器振動(dòng)特征分析齒輪學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)器振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)(zhndng)特征分析齒輪特征分析齒輪第一頁，共39頁。第1頁/共38頁第二頁，共39頁。第2頁/共38頁第三頁，共39頁。 傘齒輪，兩級減速齒輪箱測量(cling)典型設(shè)置 第3頁/共38頁第四頁，共39頁。第4頁/共38頁第五頁，共39頁。第5頁/共38頁第六頁，共39頁。已知齒輪的齒數(shù)時(shí)，建議(jiny)Fmax設(shè)定為3.25XGMF(最低)，如果不知道齒數(shù)，F(xiàn)max設(shè)定為軸的轉(zhuǎn)速的200倍。 1.高速齒輪和低速齒輪的轉(zhuǎn)速2.嚙合頻率(GMF)和非常小的嚙合頻率的諧波頻率3.嚙合頻率(GMF)通常兩側(cè)有高、低速齒輪的轉(zhuǎn)速頻率邊帶4.所有尖峰值都很小，沒有(mi

2、yu)激起齒輪的自然頻率。第6頁/共38頁第七頁，共39頁。1.激起齒輪的固有頻率 (Fn)和在此齒輪共振頻率兩側(cè)伴有磨損的齒輪轉(zhuǎn)速(zhun s)邊帶。2.當(dāng)齒磨損明顯時(shí)，GMF兩側(cè)邊帶的幅值增高并且數(shù)增增多，但GMF的幅值可能變化也可能不變化。邊帶是更好的齒磨損指示。雖然GMF的幅值是可以接受的，但是2XGMF或3XGMF(尤其是3XGMF)的幅值經(jīng)常很高。第7頁/共38頁第八頁，共39頁。第8頁/共38頁第九頁，共39頁。第9頁/共38頁第十頁，共39頁。第10頁/共38頁第十一頁，共39頁。狀態(tài)良好的齒輪顯示平穩(wěn)的正弦波（假定(jidng)軸承沒有問題）裂、破碎或斷齒，每次進(jìn)入和退出嚙

3、合時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)明顯的沖擊。觀察時(shí)域波形，可以確定故障是齒輪的齒或是滾動(dòng)軸承故障等沖擊事件造成的。第11頁/共38頁第十二頁，共39頁。例如：低速齒輪齒數(shù)為15，高速(o s)齒輪齒數(shù)為9。產(chǎn)生三種不同的磨損圖象： 低速齒輪的齒號將接觸高速(o s)齒輪的齒: 1-10-4-13-7 1-7-4 2-11-5-14-8 2-8-5 3-12-6-15-9 3-9-6第一種組合為: 低速齒輪1#齒與高速(o s)齒輪l#齒嚙合。低速齒輪1#齒將只能與高速(o s)齒輪的l#，7#和4#齒嚙合。低速齒輪l#齒不可能與高速(o s)齒輪的其他齒嚙合。 第二種組合： 低速l#齒與高速(o s)2#齒嚙合

4、。則低速l#齒將只能與高速(o s)2#。8#和5#齒嚙合不可能與其他高速(o s)齒嚙合。第三種組合： 低速l#齒與高速(o s)3#齒嚙合，則低速l#齒將只能與高速(o s)3#，9#和6#齒嚙合，不可能與高速(o s)齒輪的其他齒嚙合。 第12頁/共38頁第十三頁，共39頁。如果這對齒輪開始組裝低速1#齒和高速1#齒嚙合，下次重新安裝時(shí)，變?yōu)榈退?#齒與高速2#齒嚙合。那么將產(chǎn)生一種(y zhn)新的磨損圖象。這時(shí)，嚙合頻率fm很明顯，還有13嚙合頻率分量，原來的磨損圖象與新產(chǎn)生的磨損圖象相互作用造成復(fù)雜的嚙合結(jié)果，形成許多和頻及差頻幅值和頻率調(diào)制。齒輪組合狀態(tài)通過頻率：fa=fm/Na

5、 齒輪組合(zh)狀態(tài)中的NA等于大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)的最大公約數(shù)。第13頁/共38頁第十四頁，共39頁。1.齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)可產(chǎn)生齒輪嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率(如果NA大于1)。這意味著(TpNA)齒輪的齒將接觸，產(chǎn)生NA個(gè)磨損圖象。2.如果齒輪有制造缺陷(quxin)，則將出現(xiàn)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)或其諧頻。3.如果污染顆粒通過齒輪嚙合，導(dǎo)致吸入污染顆粒的齒進(jìn)入和退出，嚙合中或者重新定位齒輪時(shí)使嚙合的齒損壞，于是在定期監(jiān)測的頻譜中突然出現(xiàn)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)。第14頁/共38頁第十五頁，共39頁。1.如果低速齒輪和高速齒輪都有故障，高、低速齒輪的各自的故障同時(shí)進(jìn)入(

6、jnr)嚙合時(shí)，將對振動(dòng)產(chǎn)生最大的影響，這就是追逐齒頻率。2.追逐齒頻率非常低，一般低于20Hz。常規(guī)傳感器及頻譜儀難以檢測，需要低頻檢測。第15頁/共38頁第十六頁，共39頁。1.大齒輪和小齒輪的故障可能在制造時(shí)造成的，或由于錯(cuò)誤的處理，或在現(xiàn)場造成的。2.有這種齒故障的齒輪裝置通常由于松動(dòng)發(fā)出“轟鳴”聲。有故障的小齒輪的齒和大齒輪的齒兩者同時(shí)進(jìn)入嚙合時(shí)發(fā)生(fshng)最大效應(yīng)。(在某些傳動(dòng)中，可能僅每10到20轉(zhuǎn)出現(xiàn)一次)。3.追逐齒頻率調(diào)制嚙合頻率(GMF)和齒輪轉(zhuǎn)速頻率。 第16頁/共38頁第十七頁，共39頁。第17頁/共38頁第十八頁，共39頁。磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪(chln)磨損第1

7、8頁/共38頁第十九頁，共39頁。磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪(chln)不對中第19頁/共38頁第二十頁，共39頁。磨煤機(jī)齒輪(chln)嚙合問題第20頁/共38頁第二十一頁，共39頁。2級螺桿式空壓機(jī)傳感器測點(diǎn)布置(bzh)第21頁/共38頁第二十二頁，共39頁。齒輪(chln)磨損齒輪負(fù)荷增大第22頁/共38頁第二十三頁，共39頁。第23頁/共38頁第二十四頁，共39頁。處于(chy)完好狀態(tài)的齒輪嚙合第24頁/共38頁第二十五頁，共39頁。齒輪(chln)不對中 第25頁/共38頁第二十六頁，共39頁。頻譜比較(bjio)和包絡(luò)報(bào)警第26頁/共38頁第二十七頁，共39頁。第27頁/共38頁第二十八

8、頁，共39頁。影響皮帶傳動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的最主要的三個(gè)因素：皮帶輪的對中；皮帶輪同心度；皮帶輪結(jié)構(gòu)(jigu)和接觸方法。第28頁/共38頁第二十九頁，共39頁。2.可調(diào)整的V-皮帶輪由于調(diào)整不當(dāng)會(huì)引起過大的振動(dòng)，造成皮帶和皮帶輪過早損壞。由于兩皮帶輪間不能相互間保持平行，在工作中，皮帶輪每轉(zhuǎn)一圈，皮帶一會(huì)在皮帶輪上部，一會(huì)在皮帶輪下部，導(dǎo)致皮帶張力不斷變化，引起較大的皮帶振動(dòng)，加速皮帶和皮帶輪的磨損。3.另一個(gè)引起振動(dòng)的重要因素是皮帶輪偏心。大多數(shù)用于一般皮帶傳動(dòng)的皮帶輪，與其它部件相比，都存在一定程度的偏心問題，結(jié)果引起較大的振動(dòng)，引起皮帶在每轉(zhuǎn)中長度和張力的變化。4.V型皮帶傳動(dòng)裝置常被認(rèn)為是

9、振動(dòng)問題的原因（？），事實(shí)上，皮帶的振動(dòng)只是因?yàn)槿绮黄胶?、不對中、機(jī)械松動(dòng)等其它故障的響應(yīng)。當(dāng)存在這些故障時(shí)，它們(t men)在皮帶上引起大的振動(dòng)，而皮帶裝置本身并不是故障的根源。 第29頁/共38頁第三十頁，共39頁。皮帶(p di)轉(zhuǎn)速頻率的計(jì)算公式：第30頁/共38頁第三十一頁，共39頁。皮帶松動(dòng)/磨損(m sn)或不匹配問題第31頁/共38頁第三十二頁，共39頁。皮帶(p di)/皮帶(p di)輪不對中問題皮帶傳動(dòng)中主要的振源之一是驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)輪之間的不對中問題，許多皮帶振動(dòng)問題在皮帶輪之間采取了對中措施而使振動(dòng)得以(dy)消除。第32頁/共38頁第三十三頁，共39頁。皮帶/皮帶輪

10、不對中的振動(dòng)(zhndng)特征第33頁/共38頁第三十四頁，共39頁。皮帶輪偏心的振動(dòng)(zhndng)特征皮帶輪偏心或皮帶輪不平衡都會(huì)引起(ynq)較大的1RPM頻率振動(dòng)最大振動(dòng)幅值通常在兩個(gè)皮帶輪的連線方向，在驅(qū)動(dòng)與被驅(qū)動(dòng)皮帶輪上都有顯示與動(dòng)不平衡不同，偏心的皮帶輪引起(ynq)的振動(dòng)是高度定向的，它在水平和垂直方向的振動(dòng)相位同相或相差180由于偏心皮帶輪的高度定向振動(dòng)，所以它不可能通過平衡加配重的方式得到修正。第34頁/共38頁第三十五頁，共39頁。皮帶(p di)共振問題 同自然界任何其它物體一樣，皮帶也有它自身的自振頻率，其大小(dxio)取決于它的剛度和質(zhì)量，以及在工作中所引起的變形程度。皮帶的自振頻率的測定，可以簡單地對皮帶施加拉伸后釋放，然后測量它的響應(yīng)。第35頁/共38頁第三十六頁，共39頁。皮帶(p di)共振的振動(dòng)特征1.如果皮帶自振頻率非常接近驅(qū)動(dòng)輪或被驅(qū)動(dòng)輪的1 X轉(zhuǎn)速(zhun s)頻率，將產(chǎn)生很大的皮帶拍打聲，尤其在皮帶張力側(cè)，此拍打聲相應(yīng)于皮帶自振頻率。2.皮帶輪轉(zhuǎn)速(zhun s)不僅可激起皮帶共振，如果皮帶輪轉(zhuǎn)速(zhun s)諧波頻率與其共振頻率一致，也會(huì)激起共振。3.皮帶共振頻率振動(dòng)的幅值和相位是不穩(wěn)