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文檔簡介
機(jī)器振動(dòng)特征分析(3)齒輪精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測精品資料機(jī)器振動(dòng)特征分析(3)齒輪故障口皮帶傳動(dòng)問題BPdM精品資料齒輪振動(dòng)的特點(diǎn)5X閭?cè)鐕Ш项l率(齒數(shù)X轉(zhuǎn)速)GB?-?嚙合頻率(GMF)不像軸承故障頻率那樣重要,所有嚙合的齒都產(chǎn)生一定幅值的嚙合頻率,所有嚙合頻率都有一定幅值的齒輪轉(zhuǎn)速的邊帶。如果齒輪狀態(tài)良好,并且彼此良好配合(沒有明顯的不對中,齒輪游移或齒輪偏心),則嚙合頻率(GMF)及其諧波頻率和那些邊帶頻率的幅值應(yīng)該很小,尤其是那些邊帶。BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測精品資料振動(dòng)分析可檢測齒輪的故障????-?齒的磨損齒承受過大負(fù)載齒輪偏心或齒隙游移齒破裂或斷齒齒輪組合狀態(tài)問題追逐齒問題齒輪振動(dòng)測量位置選擇BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測??在每個(gè)可接近的軸承座進(jìn)行振動(dòng)測量,傳感器應(yīng)該盡可能固定在靠近軸承承。通常是只能在距軸承有一定距離的地方測量,這種情況下,應(yīng)確??蚣芑騼?nèi)部腹板直接連到軸承座上,在這些地方布置傳感器并盡可能接近。在二個(gè)方向(HVA)
進(jìn)行振動(dòng)測量,尤其是當(dāng)齒輪主要在一個(gè)方向產(chǎn)生力,或者由于負(fù)載變化,每次監(jiān)測可能不一樣的情況下。傘齒輪,兩級減速齒輪箱測量典型設(shè)置BPdM精品資料齒輪振動(dòng)測量方向和參數(shù)設(shè)定?螺旋,斜齒和傘齒輪,產(chǎn)生明顯的軸向振動(dòng),最佳的監(jiān)測位置往往在軸向。?對直齒圓柱齒輪,在徑向評定最好,但有時(shí)可能會(huì)存在明顯的軸向振動(dòng),尤其是齒的對準(zhǔn)有問題時(shí)。?頻率范圍Fmax=3.25XGMF,
經(jīng)常遇到GMF處沒有什么振?動(dòng),但在2GMF或3GMF處出現(xiàn)比GMF基頻大得多的振動(dòng)多數(shù)PMP中,在每個(gè)齒輪位置進(jìn)行兩個(gè)頻率范圍的測量,用低頻范圍評定不平衡、不對中、松動(dòng)和電氣故障等,用另一高頻范圍評定齒輪的狀態(tài)齒輪振動(dòng)特征頻率精品資料BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(七種特征頻率)低速齒輪旋轉(zhuǎn)頻率frg??高速齒輪旋轉(zhuǎn)頻率frp齒輪嚙合頻率fm=frg*Zg=frp*Zp低速齒輪邊帶頻率(fm
土ifrg)???高速齒輪邊帶頻率(fm
土ifrp)齒輪擺動(dòng)頻率
ftr
或
齒輪重復(fù)頻率fHT=
(fm*Na)
/
(Zg*Zp)齒輪組合狀態(tài)通過頻率fa
=fm/Na(Na=齒輪組合狀態(tài)數(shù))齒輪特蹣率之間的關(guān)系,力
4
4,邛4九4fm以上關(guān)系式適用于任何兩個(gè)齒輪的嚙合!!齒輪正常振動(dòng)頻譜精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測GMF=X
RPMC
=X
RPgGMFI2GMF3GMF—3.25XQMF高速齒輪和低速齒輪的轉(zhuǎn)速嚙合頻率(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,沒有激起齒輪的自然頻率。已知齒輪的齒數(shù)時(shí),建議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。齒輪磨損故障精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測低速齒輪轉(zhuǎn)速高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X
低速齒輪轉(zhuǎn)速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)速邊帶。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不。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。速齒輪轉(zhuǎn)速精品資料齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X
低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X
高速齒輪轉(zhuǎn)速3GMF—3.25X
GMFGMF往往對齒的負(fù)載非常敏感。GMF幅值局未必一定指示 有故障,尤其是如果邊帶幅值較小,沒有激起齒輪自然 頻率的時(shí)候。每次測量分析都應(yīng)該在系統(tǒng)處于最大負(fù)載。齒輪承受大的負(fù)載低速齒輪轉(zhuǎn)速BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測?精品資料1.
激起齒輪自振頻率和嚙合頻率,也可能在自振頻率和嚙合頻率兩側(cè)產(chǎn)生許多偏心齒輪IX轉(zhuǎn)率的邊帶。如果偏心齒輪與嚙合的齒輪一起被強(qiáng)制壓向齒底下的話,偏心的齒輪可產(chǎn)生很大的應(yīng)力和振動(dòng)。齒輪偏心和齒隙游移BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測齒輪不對中精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測激起第二階或高階GMF的諧頻。往往只顯示小的1XGMF的幅值,但是2XGMF或3XGMF的幅值較高。2XGMF兩側(cè)常伴有2X轉(zhuǎn)速頻率邊帶。由于齒不對中,GMF及其諧頻的左右兩側(cè)邊頻的幅值不等,由不均勻磨損引起。BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測精品資料齒輪裂紋或斷齒2.1.
齒輪IX及齒輪自振頻率,齒輪自振頻率兩側(cè)的齒輪轉(zhuǎn)速邊帶高。不平衡的齒輪也會(huì)引起IX轉(zhuǎn)頻振動(dòng)大。時(shí)域波形分析可幫助確定是不平衡還是齒輪的斷齒問題狀態(tài)良好的齒輪顯示平穩(wěn)的正弦波(假定軸承沒有問題)裂、破碎或斷齒,每次進(jìn)入和退出嚙合時(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。BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測齒輪組合狀態(tài)問題狀態(tài)#2狀態(tài)#3狀態(tài)#1初始組合狀態(tài)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)-轉(zhuǎn)后主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)二轉(zhuǎn)后組合狀態(tài)(組合狀態(tài)數(shù)Na=3)1-10-4-13-72-11-5-14-83-12-6-15-91-7-42-8-5319一6產(chǎn)生三種不例如:低速齒輪齒數(shù)為15,
高速齒輪齒數(shù)為九同的磨損圖象:低速齒輪的齒號將接觸高速齒輪的齒:第一種組合為:低速齒輪1#齒與高速齒輪1#齒嚙合。低速齒輪1#齒將只能與高速齒輪的1#,7#和4#齒嚙合。低速齒輪1#齒不可能與高速齒輪的其他齒嚙合。第二種組合:低速1#齒與高速2#齒嚙合。則低速1#齒將只能與高速2#。8#和5#齒嚙合.不可能與其他高速齒嚙合。第三種組合:低速1#齒與高速3#齒嚙合,則低速1#齒將只能與高速3#,
9#和6#齒嚙合,不可能與高速齒輪的其皤耀病。主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)三轉(zhuǎn)后HgumlAaMmbly
phase*BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測齒輪組合狀態(tài)問題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)生一種新的磨損圖象。這時(shí),嚙合頻率fm很明顯,還有1/3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/Na600
RPM^Lent丁圖Ji5Tf;S—
1000齒輪組合狀態(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)。;
g—r
RPMGAPF?
i^.^000齒輪組合狀態(tài)頻率GAPF
=3000
CPM=0.
20X
GMF(齒輪嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率)齒輪組合狀態(tài)問題精品資料BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測齒輪組合狀態(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(Tp/NA)齒輪的齒將接觸,產(chǎn)生NA個(gè)磨損圖象。如果齒輪有制造缺陷,則將出現(xiàn)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)或其諧頻。
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)。追逐齒問題精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測頻率ftrft尸(fm
快Na)/(Zg*Zp)
赫茲
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。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。追逐齒故障BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測心M1
是設(shè)計(jì)階段理想的組合狀態(tài)因子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。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)。追逐齒頻率調(diào)制嚙合頻率(G唯戰(zhàn)兩輪轉(zhuǎn)速頻率。磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪磨損BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測242(Mordpn25218
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aH,gh
Shan
C
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.
.
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96&PE.用圖文津w險(xiǎn)與承H
一小電臺(tái)零隼308也第二B
i8
合意錄67HZ11'磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪磨損BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測^f£磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪不對中BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測CursorA86MMJ他輪不對中?G3?Axial?Vel
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IM
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CPM(GMFdr)4LO^PASS27.268
CPMLOWPRESSURESTAGE齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測422.655
CPM(gmflp)366.171
CPM(GMFhp)出即PASS45.771
CPM6BF2級螺桿式空壓機(jī)傳感器測點(diǎn)布置齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測兩級螺桿式壓縮機(jī)。其結(jié)構(gòu)包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)大齒輪、在低壓級和高壓級上的兩個(gè)從動(dòng)齒輪、及兩對用于齒輪潤滑的帶動(dòng)油泵的傳動(dòng)齒輪組成。?齒輪己經(jīng)磨損了的特征之一是嚙合頻率成分1XGMF及其諧頻幅值增大,然而,嚙合頻率成分的幅值有時(shí)隨著負(fù)荷的變化而大幅度變化。低速齒輪轉(zhuǎn)速高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪自振頻率3.25X
GMF齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X
高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪磨損精品資料齒輪負(fù)荷增大輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測??當(dāng)GMF幅值增加的同時(shí),GMF周圍的邊頻帶數(shù)量也增加。這些邊頻帶間隔是齒輪的轉(zhuǎn)速頻率。如圖有3個(gè)峰,分別是齒輪油泵的嚙合頻率OPMF及其諧頻2X
OPMF和3X
OPMF注意,只在2X
OPMF兩側(cè)有4個(gè)邊帶頻率成分是存在,其間隔頻率近似為2719RPM,為油泵驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速頻率。齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測???當(dāng)齒輪狀態(tài)良好,相互嚙合的兩齒輪對中良好,那么,IX
GMF成分的幅值與2X
GMF和3X
GMF的幅值相比是最高的。通常在IX
GMF兩側(cè)也只有一簇邊帶存在,間隔為每個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速RPM。如圖,齒數(shù)為55的齒輪工作轉(zhuǎn)速為1780RPM,
齒數(shù)為36的齒輪工作轉(zhuǎn)速為2719RPM,
為油泵軸的工作轉(zhuǎn)速。該對齒輪的嚙合頻率為(GMFop)
97900CPM
(55X1780RPM)
。低產(chǎn)齒輪轉(zhuǎn)速q速齒輪轉(zhuǎn)速顯-黑齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X
低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X高速齒輪轉(zhuǎn)速xK:XGMF]3GMF帕口口貝科3.25X
GMF處于完好狀態(tài)的齒輪嚙合齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測?而在2XOPMF周圍有4個(gè)邊頻帶存在,每個(gè)邊頻帶都是以油泵的轉(zhuǎn)速頻率
2719RPM相間隔,又由于1X0PMF幅值和3XOPMF的幅值都較低,結(jié)論,油泵齒輪的對中情況可能出現(xiàn)了問題。?解體檢查發(fā)現(xiàn),由磨損痕跡可清楚看出,油泵的負(fù)荷只是由每個(gè)齒輪全部齒寬的25%到30%傳遞的。檢修修正了齒輪的對中情況,從而大大增加了油泵的工作壽命。頻譜比較和包絡(luò)報(bào)警齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測?在就近的另一臺(tái)相同結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)上、相同位置處測量的頻譜圖進(jìn)行比較,可見其2XOPMF
(59565
CPM)
的幅值是相當(dāng)?shù)偷摹}X輪故障分析舉例精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測?在齒輪磨損初期,通過嚙合頻率的3X可檢測得到齒輪的磨損問題,不僅3XGMF幅值的顯著增加,同時(shí)它周圍的邊頻帶的幅值也大幅度增加,在接卜去的檢測中,3XGMF周圍邊頻帶數(shù)量越來越多。?如果有一個(gè)以上的齒輪對出現(xiàn)磨損問題,那么在嚙合頻率兩側(cè)就會(huì)有邊頻帶出現(xiàn),是每個(gè)已經(jīng)磨損齒輪的工作轉(zhuǎn)速。例如,在高壓級齒數(shù)為32和齒數(shù)為48的配對齒輪出現(xiàn)磨損問題,那么在高壓級兩嚙合齒輪的嚙合頻率為366171
CPM
(GMFhp)及其諧頻的兩側(cè)就會(huì)出現(xiàn)具有32個(gè)齒的11443RPM的邊頻帶和具有48個(gè)齒的7629
RPM的邊頻帶。皮帶傳動(dòng)問題精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測影響皮帶傳動(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)和接觸方法。檢測皮帶輪振動(dòng)時(shí)注意事項(xiàng)1.
最好按圖所示的方向測量皮帶輪徑向方的振動(dòng)。檢測皮帶輪振動(dòng)時(shí)注意事項(xiàng)精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測
可調(diào)整的V-皮帶輪由廣調(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。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。V型皮帶傳動(dòng)裝置常被認(rèn)為是振動(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。RADIAL
IN
UNEWITH
BEUS皮帶轉(zhuǎn)速頻率的計(jì)算公式:皮帶轉(zhuǎn)速頻率=3.14x皮帶輪RPMx皮帶輪節(jié)圓直徑皮帶長度BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測1.皮帶松動(dòng)/磨損或不匹配問題皮帶磨損問題振動(dòng)特征:頻譜圖中出現(xiàn)皮帶振動(dòng)頻率的3、4次諧頻,通常2X
皮帶振動(dòng)頻率占主導(dǎo)。此外,皮帶磨損有時(shí)會(huì)抬高亞同步頻率范圍內(nèi)的基線振動(dòng)值。如果皮帶轉(zhuǎn)速頻率的某諧頻比較靠近驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)頻或被驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)頻時(shí),可能會(huì)引起振動(dòng)的不穩(wěn)定。精品XLINMaaXL人3aL
3NOWHYHAON3ACL111_皮帶松動(dòng)/磨
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