齒輪減速機(jī)故障分析?

2021-2-4 01:49

一、齒輪減速機(jī)特征頻率分析

齒輪減速機(jī)特征頻率主要包括軸頻，齒輪的嚙合頻率，軸承的內(nèi)外圈，滾動體、保持架的頻率，它們與諧頻，邊頻相結(jié)合，成為對齒輪減速機(jī)故障判定的依據(jù)。造成齒輪振動故障的主要原因如下：

（1）齒輪制造和安裝誤差引起的故障。齒輪在制造過程中存在誤差或由于裝配過程中產(chǎn)生的誤差，降低了齒輪的嚙合精度，導(dǎo)致齒輪的振動和噪聲增大，增大了齒輪的故障率，在頻譜圖上表現(xiàn)為嚙合頻率及其各次諧波幅值的變化。

（2）齒輪自身固有運動（工作環(huán)境）引起的故障，齒輪在嚙合過程中，齒與齒連續(xù)沖擊使齒輪產(chǎn)生受迫振動，產(chǎn)生噪聲，在頻譜圖上表現(xiàn)為齒輪的嚙合頻率。

（3）齒輪表面損傷故障，齒面磨損，齒輪由于齒面剝落，拉傷等缺陷發(fā)展到一定程度時，齒輪每轉(zhuǎn) ，圈就會相互撞擊1 次，產(chǎn)生明顯的沖擊現(xiàn)象.每一次撞擊相當(dāng)于1 個脈沖激勵，脈沖響應(yīng)函數(shù)為齒輪固有的衰減振動，從而構(gòu)成了周期性較高頻率的沖擊振動信號，循環(huán)周期就是軸的旋轉(zhuǎn)周期，衰減振動頻率就是齒輪的固有頻率。齒面點蝕，崩齒，齒輪在嚙合過程中，尤其是因為齒輪磨損，齒隙增大時都會產(chǎn)生嚙合振動，振動頻率為齒輪嚙合頻率。例如：某點出現(xiàn)缺陷，如點蝕，崩齒’時，齒輪嚙合過程中產(chǎn)生短期的，加載，卸載，效應(yīng)，產(chǎn)生幅值調(diào)整和頻率調(diào)整信號，其在頻域上表現(xiàn)為以嚙合頻率為中心，以軸的旋轉(zhuǎn)頻率為間距組譜線，即邊頻帶。

（4）軸彎曲，旋轉(zhuǎn)軸當(dāng)出現(xiàn)重度彎曲時，時域中通常會明顯地出現(xiàn)以一定時間為間隔的沖擊振動，邊帶數(shù)量多且密集。維護(hù)與維修

（5）齒輪動不平衡，具有不平衡質(zhì)量，或者偏心的齒輪在轉(zhuǎn)動過程中造成齒輪副的不穩(wěn)定運行，在該不平衡力矩的激勵下，產(chǎn)生以調(diào)頻為主，調(diào)幅為輔的振動，將在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)產(chǎn)生邊頻帶，受不平衡力的激勵，齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波的能量也有相應(yīng)的增加。

（6）齒輪箱內(nèi)部松動，在轉(zhuǎn)速較低的升速與降速過程中會出現(xiàn)突然隨機(jī)劇烈聲響，在時域圖上表現(xiàn)為突然大幅度斷續(xù)上升，具有較大的隨機(jī)性，齒輪齒根出現(xiàn)裂紋，時域表現(xiàn)為以齒輪旋轉(zhuǎn)頻率為頻率的沖擊脈沖散其頻域特征是以旋轉(zhuǎn)頻率處出現(xiàn)諧波。

二、齒輪減速機(jī)斷齒原因分析

(1)齒輪減速機(jī)齒輪斷齒部分原因是制造質(zhì)量缺陷引起的。

(2)制造質(zhì)量引起齒輪斷齒原因有：沒有選合適的鋼材、齒輪鑄造質(zhì)量不好、淬火硬度偏低、齒輪硬度不夠易彎齒磨損、球墨化不夠、使用時長受交變應(yīng)力影響會疲勞損壞等……

(3)齒輪嚙合精度對斷齒的影響不大。盡管齒輪的嚙合精度對斷齒有一定程度的影響，但對斷齒的影響程度并不大。因為齒輪的嚙合精度不夠，齒輪的接觸面不足，將會發(fā)生接觸應(yīng)力增大、載荷作用不均勻等現(xiàn)象，但這并不是斷齒的主要原因。

(4)斷齒還有個原因是載荷過大和齒根有缺陷，輪齒的彎曲強(qiáng)度不夠所致。（影響彎曲強(qiáng)度的主要因素是作用在輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度。齒輪嚙合精度差，并不會改變輪齒上載荷力的大小和齒根的缺陷程度，只是增大了輪齒的接觸應(yīng)力）。

(5)造成齒輪磨損的原因除減速機(jī)制造質(zhì)量差之外，也有一些是使用中發(fā)生的問題，如：減速機(jī)缺油、采用半流體潤滑液。

(6)非正常磨損的制造質(zhì)量因素有：

①齒輪材料不符合要求，造成非正常磨損；

②齒輪有砂眼、氣孔和疏松、球墨化不夠等缺陷存在；

③熱處理硬度不夠或沒有進(jìn)行熱處理；

④齒輪嚙合精度、運動精度達(dá)不到要求；

⑤圓弧齒輪對中心距的誤差敏感性很大，特別是中心距的正向誤差，不僅降低了輪齒的彎曲強(qiáng)度，而且還增加了滑動磨損。