1、設備振動測點分布測點①~④如圖1所示。
2、設備參數電動機參數:轉速為1490r/min(額定),功率為730kw,驅動端軸承為6326c3,非驅動端軸承為6326c3。
齒輪箱參數:齒輪箱級數為1級,齒輪類型為斜齒,輸入軸齒輪齒數為44,輸出軸齒輪齒數為40,輸入軸軸承型號32218j2/q,輸出軸軸承型號33115/q。
泵參數:轉速為1610r/min(額定),制造商為thune-eureka,排量為1200m3/h,壓力為1.6mpa。
1)、輸入軸部分,以測點③為例,水平方向加速度包絡譜、10倍頻速度譜、高頻部分速度譜以及時域波形等如圖2~圖7所示。
2) 輸出軸部分,以測點⑥為例,水平方向加速度包絡譜和高頻部分速度譜如圖8~圖9所示。
從以上頻譜中發現,該齒輪箱的徑向和軸向振動值均超過報警值,其低頻段主要以較高的主動軸和從動軸工頻為主,高頻段主要表現為齒輪嚙合頻率及其倍頻,并且2倍齒輪嚙合頻率兩側伴有間隔均勻的調制邊頻帶(轉速邊帶),時域波形中存在明顯的沖擊現象。經綜合分析,原油外輸泵高振動與以下因素有關。
1)齒輪不對中齒輪不對中一般總是激起第二階或高階齒輪嚙合頻率(gmf)諧波頻率,并且它們都伴有轉速邊帶,往往只顯示小的齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值,但是2×(gmf)或3×(gmf)的幅值較高。而且,2 x(gmf)兩側常伴有2x轉速頻率邊帶。由于齒不對中,齒輪嚙合頻率(gmf)及其諧波頻率的左側和右側的邊帶頻率的幅值不等,引起不均勻磨損。
2)齒輪偏心或齒隙游移在齒輪嚙合頻率(gmf)兩側較高的邊帶幅值往往說明齒輪偏心,齒隙游移或兩根齒輪軸不平行,這樣使一個齒輪的轉速“調制”齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值或另一個齒輪的轉速。如果齒輪偏心是占優勢的故障,則偏心的齒輪的l倍轉速頻率的幅值通常較高。不適當的齒隙游移通常要激起齒輪嚙合頻率(gmf)的諧波頻率和齒輪的自振頻率。而且,它們都伴有1倍轉速頻率的邊帶。如果齒隙游移是故障,則隨著負載增大,齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值常常隨負載增大而減小。
3)齒面出現疲勞齒面疲勞主要包括齒面點蝕與剝落。造成點蝕的原因,主要是由于工作表面的交變應力引起的微觀疲勞裂紋,潤滑油進入裂紋時,由于嚙合過程可能先封閉入口然后擠壓,微觀疲勞裂紋內的潤滑油在高壓下使裂紋擴展,結果小塊金屬從齒面上脫落,留下一個小坑,形成點蝕。如果表面的疲勞裂紋擴展得較深或小坑由于坑間材料失效而連接起來,則會造成大面積或大塊金屬脫落。剝落與嚴重點蝕只有程度上的區別而無本質上的不同。
齒輪的點蝕故障會在頻譜上形成間隔為旋轉頻率的邊頻帶,但其邊頻主要集中在嚙合頻率及其諧波兩側。齒輪的剝落、齒根裂紋及部分斷齒等局部故障會產生特有的瞬態調制,在嚙合頻率及其諧波兩側產生一系列邊帶。其特點是邊帶階數多而譜線分散,由于高階邊頻的互相疊加而使邊頻帶形狀各異。嚴重的局部故障還會使旋轉頻率及其諧波成分增高。
根據以上分析和診斷,相關人員對齒輪箱進行拆檢,開蓋檢查后發現齒輪對中存在偏差,齒面存在單面點蝕現象(如圖10),齒面加工精度不符合要求,齒面硬度低,兩對支撐軸承沒有發現明顯故障。更換一組新齒輪后,對軸系進行了嚴格的對中,并按照檢修前的測試點位置再次進行了振動測量,振動數值明顯下降,維修效果良好。
1)邊頻帶齒輪振動頻譜中出現嚙合頻率的邊頻帶較為常見,但是由于邊頻帶成分具有不穩定性,在實際工作環境中,尤其是幾種故障并存時,邊頻帶錯綜復雜,其變化規律難以用典型故障頻譜表述,但邊頻帶的總體水平是隨著故障的出現而上升的。
2)固有頻率齒輪在正常和異常狀態下都將產生固有頻率振動。在發生斷齒、齒形嚴重誤差、軸彎曲比較嚴重時,由于其振動能量較大,激振能量大,不但產生齒輪嚙合頻率調制,而且會激勵其齒輪本身的固有頻率,在頻譜圖中固有頻率附近出現調制邊帶,產生齒輪固有頻率振動調制現象。齒輪的固有振動頻率多為1~1000khz的高頻,當這種高頻振動傳遞到齒輪箱等機件時,高頻沖擊振動已衰減,多數情況f,只能測到齒輪的嚙合頻率。
3)齒輪軸系不對中齒輪箱中如果有多對軸通過聯軸器連接在一起,形成一個軸系工作,就可能會由于設計、制造、安裝或者使用過程中的問題使軸系產生不對中,不對中會對齒輪箱的正常運行工況產生較大的影響。在診斷過程中,不能僅僅考慮齒輪在運轉過程中出現的故障,應該對其設計制造、安裝工藝也要進行跟蹤調查。










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