【齿轮故障类型和故障的信号采集案例分析综述3300字】

1齿轮故障类型和故障的信号采集案例分析综述 1 1 1 3 4 4 4 7 71.1齿轮故障1.1.1齿轮故障分类细碎的凹陷的坑或点，从而造成齿面的损伤，如图2-1所示。一般节线靠近齿根2图2-1齿轮点蚀的故障图磨损是指齿面磨损，即使是在润滑条件非常好的情况下，正常的齿轮啮合也会有磨损，齿面摩擦或啮合齿面间的磨损性物质(如砂粒、铁屑等),都会使齿轮表面磨损更加剧烈，如图2-2所示。由于磨损引起齿廓的变形和齿轮厚度的减薄，产生振动和噪声，长时间会导致振动幅度会逐渐增大，最后甚至因轮齿太薄而发生断裂；噪声会使齿轮故障信号更加复杂，更加难以分析诊断故障类型。断齿是指轮齿折断，由于齿轮经常在高应力情况下使用而产生的断齿。装载齿轮后，齿根部位的弯曲应力较大，且齿轮在加工工艺过程会出现加工痕迹，所以会在加工痕迹处引起集中应力。在正常工作条件下，当弯曲应力超过材料的疲劳极限时，在齿根处就会出现疲劳裂纹，随着时间推移，裂纹会继续扩展，最终长时间的循环弯曲应力导致轮齿的疲劳折断；如果不恰当的使用，突然加载过大，造成齿轮承受应力过大时，齿轮也会因突然过大的负载作用产生过载折断；齿轮3在长期工作使用后轮齿受到不断磨损导致厚度越来越薄，最后承受不起循环应力也会发生折断，从而导致断齿失效。图2-3为齿轮断齿故障示意图。齿面胶合是由于齿面金属直接接触啮合转动的同时发生相对滑动，导致齿轮在相互向对向滑动的同时，粘连在一起的金属发生撕扯，出现一条条沟纹，如下图2-4所示。首先要先对齿轮故障信号进行收集，收集后要通过合适的方法进行分析，才能判定齿轮出现了何种故障。众所周知，齿轮箱中的齿轮不断啮合旋转的运动是一个周期循环的运动，一旦齿轮发生了故障，那么随着旋转的不断循环，它所产生的故障信号也应该是周期循环的。在通常情况下，实验齿轮的相关数据已知，通过一定量的计算便可得到齿轮的故障特征频率，最后再根据对齿轮故障信号图4的分析来得到齿轮的故障类型。然而实际情况并非如此，在最开始对齿轮振动信号收集时，齿轮箱在实际运行情况中由于恶劣环境等不利条件的影响，很难准确收集到需要的信号，收集到的信号一般都掺杂着许多难以处理的无关信号，所以后续如果对信号进行分析，将达不到预期结果，无法判断齿轮是否发生故障。振动诊断法应用较早，理论相对成熟，而且随着振动信号处理技术的发展与完善，各种常见的齿轮故障如点蚀、磨损以及断齿等都有较为理想的检测效果，所以经1.1.3齿轮的故障特征频率其中n—一实验时输入端电机的实际转速，单位一般为r/min;Z₁—一输入端齿轮的齿数；1.1.1实验装置本实验采用QPZZ-Ⅱ旋转机械振动分析与故障诊断测试平台。QPZZ-Ⅱ平台能快速模拟旋转机械的各种状态和振动，并能对各种状料的效果，所以本次实验采用QPZZ-Ⅱ平台。实验系统主要由变频驱动电机、轴、齿轮箱、偏置转台、调速器等组成。通过更换实验设备中的齿轮，利用不同缺陷的齿轮快速模拟各种故障，获得不同故障情况下的振动信号。该系统可以用有缺陷的齿轮代替齿轮，可以模拟的故障有：齿轮断裂、齿轮点蚀、齿轮磨损和各种复合故障。系统的机械部分还包含各个被测部分组件，其中包括有缺陷的轴承，三只备用齿轮，旋转圆盘的配重块，专用的配套工具等。图2-5是平台控制面板示意图，图2-6是试验平台示意图。旋转机械振动及故障模拟试验平台旋转机械振动及故障模拟试验平台开二启停二止低速_高速调二速商标江苏千鹂诊断工程有限公司6试验平试验平台平面示意图图2-6试验平台示意图表2-1试验平台各组成部件名称表江苏干鹏诊断有限公司江苏干鹏诊断有限公司序号部件名称序号部件名称12电机安装基座3电机位置调节螺栓轴系平衡定位销4同步皮带轮5百分表67传动齿轮轴旋转轴8轴系平台9齿轮箱电机底板紧固螺栓71.1.2实验检测点的设置测点传感器类型1.1.3振动信号采集步骤(1)首先在8个采集点分别放置对