1、設(shè)備振動測點分布測點①~④如圖1所示。
2、設(shè)備參數(shù)電動機參數(shù):轉(zhuǎn)速為1490r/min(額定),功率為730kw,驅(qū)動端軸承為6326c3,非驅(qū)動端軸承為6326c3。
齒輪箱參數(shù):齒輪箱級數(shù)為1級,齒輪類型為斜齒,輸入軸齒輪齒數(shù)為44,輸出軸齒輪齒數(shù)為40,輸入軸軸承型號32218j2/q,輸出軸軸承型號33115/q。
泵參數(shù):轉(zhuǎn)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(luò)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(luò)譜和高頻部分速度譜如圖8~圖9所示。
從以上頻譜中發(fā)現(xiàn),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(xiàn)為齒輪嚙合頻率及其倍頻,并且2倍齒輪嚙合頻率兩側(cè)伴有間隔均勻的調(diào)制邊頻帶(轉(zhuǎn)速邊帶),時域波形中存在明顯的沖擊現(xiàn)象。經(jīng)綜合分析,原油外輸泵高振動與以下因素有關(guān)。
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(zhuǎn)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(cè)常伴有2x轉(zhuǎn)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(cè)和右側(cè)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(cè)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(zhuǎn)速“調(diào)制”齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值或另一個齒輪的轉(zhuǎn)速。如果齒輪偏心是占優(yōu)勢的故障,則偏心的齒輪的l倍轉(zhuǎn)速頻率的幅值通常較高。不適當?shù)凝X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(zhuǎn)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(xiàn)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(nèi)的潤滑油在高壓下使裂紋擴展,結(jié)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(qū)別而無本質(zhì)上的不同。
齒輪的點蝕故障會在頻譜上形成間隔為旋轉(zhuǎn)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(cè)。齒輪的剝落、齒根裂紋及部分斷齒等局部故障會產(chǎn)生特有的瞬態(tài)調(diào)制,在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)產(chǎn)生一系列邊帶。其特點是邊帶階數(shù)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(zhuǎn)頻率及其諧波成分增高。
根據(jù)以上分析和診斷,相關(guān)人員對齒輪箱進行拆檢,開蓋檢查后發(fā)現(xiàn)齒輪對中存在偏差,齒面存在單面點蝕現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(shù)值明顯下降,維修效果良好。
1)邊頻帶齒輪振動頻譜中出現(xiàn)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(wěn)定性,在實際工作環(huán)境中,尤其是幾種故障并存時,邊頻帶錯綜復雜,其變化規(guī)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(xiàn)而上升的。
2)固有頻率齒輪在正常和異常狀態(tài)下都將產(chǎn)生固有頻率振動。在發(fā)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(chǎn)生齒輪嚙合頻率調(diào)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(xiàn)調(diào)制邊帶,產(chǎn)生齒輪固有頻率振動調(diào)制現(xiàn)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(shù)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(lián)軸器連接在一起,形成一個軸系工作,就可能會由于設(shè)計、制造、安裝或者使用過程中的問題使軸系產(chǎn)生不對中,不對中會對齒輪箱的正常運行工況產(chǎn)生較大的影響。在診斷過程中,不能僅僅考慮齒輪在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的故障,應該對其設(shè)計制造、安裝工藝也要進行跟蹤調(diào)查。