仔细分析可以看出,一族变频为299 ±n×12.5Hz,比较突出;另一族为299±n×3Hz,不太明显。由于12.5Hz是输出轴转频,表明啮合振动受到小齿轮转频f2的调制。由此诊断为小齿轮有故障,故障性质有两种可能:小齿轮加工分度误差大,或者载荷波动引起。
实例2 大型水泥磨齿轮箱故障 (1)故障情况
某铝厂水泥分厂有四台1000kW磨机齿轮箱,1976年投产以来,曾于1984、1985年两次发生齿轮齿圈断裂事故。为确保生产,预防事故,要求进行分析诊断。 (2)诊断
首先用振动计测量每根传动轴轴承座的振动速度有效值,部分数据列入表3-12。其次对振动信号作功率谱(图3-44),其中,fc1、fc2、fc3分别是一、二、三级传动啮合频率。分析诊断如下:
①每个谱图上都显示出第二级齿轮传动啮合频率fc2是主要振源频率,尤其原料磨2号齿轮箱。这是因为输入与输出两级的啮合作用力都要由中间级承担,所以中间级啮合振动最强烈。两次齿圈断裂事故都由此而发生。原料磨2号齿轮箱第二级传动状况不佳,应加强监测,并准备好备件。
表3-12 齿轮箱振动速度有效值(mm/s)
齿轮箱编号 水泥磨2齿轮箱 原料磨2齿轮箱 原料磨1齿轮箱 ###方向 垂直 水平 轴向 垂直 水平 轴向 垂直 水平 轴向 1轴 5 6 16 10 14 21 11 14 9 2轴 5 4 6 13 5 13 6 8 2 3轴 2 3 4 7 3 4 2 2 4 4轴 2 3 2 4 2 3 2 2 2 ②根据振动速度有效值,原料磨2号齿轮箱高于其他两个,已超过ISO2372标准允许值11.2mm/s,且该齿轮箱箱体温度比其他高出10℃左右,所以应及早检修。
③原料磨1号齿轮箱频谱中存在调制现象,其倒频谱(图3-45)上峰值出现在倒频率80ms处,表明调制频率fM=1000/80=12.5Hz,恰好等于驱动电机和第一级传动轴转频。因此,应检查第一级传动轴零部件的磨损、松动、偏心等情况。同时,也应检查电机振动情况。
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图3-44 齿轮箱振动功率谱
a—水泥磨2#齿轮箱;b—原料磨2#齿轮箱
c—原料磨1#齿轮箱
图3-45 原料磨1#齿轮箱振动倒频谱
实例3 立式车床变速箱故障 (1)故障情况
某厂一台C5164A立式车床自1989年底变速箱振动和噪声异常,持续至1991年,此期间只能承担30%负荷。 (2)诊断
图3-46是振动速度原始采样时域波形,图3-47是对图3-46原始信号进行500~550Hz带通数字滤波后的波形。从原始波形上几乎看不出调制现象。图3-48和图3-49分别是细化25倍
图3-46 516A立式车床振动速度时域波形
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