1、設(shè)備振動(dòng)測點(diǎn)分布測點(diǎn)①~④如圖1所示。
2、設(shè)備參數(shù)電動(dòng)機(jī)參數(shù):轉(zhuǎn)速為1490r/min(額定),功率為730kw,驅(qū)動(dòng)端軸承為6326c3,非驅(qū)動(dòng)端軸承為6326c3。
齒輪箱參數(shù):齒輪箱級(jí)數(shù)為1級(jí),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(hào)32218j2/q,輸出軸軸承型號(hào)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(diǎn)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(shí)域波形等如圖2~圖7所示。
2) 輸出軸部分,以測點(diǎn)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(dòng)值均超過報(bào)警值,其低頻段主要以較高的主動(dòng)軸和從動(dòng)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(shí)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(dòng)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(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速“調(diào)制”齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值或另一個(gè)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(dāng)?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(fù)載增大,齒輪嚙合頻率(gmf)的幅值常常隨負(fù)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(diǎn)蝕與剝落。造成點(diǎn)蝕的原因,主要是由于工作表面的交變應(yīng)力引起的微觀疲勞裂紋,潤滑油進(jìn)入裂紋時(shí),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(kuò)展,結(jié)果小塊金屬從齒面上脫落,留下一個(gè)小坑,形成點(diǎn)蝕。如果表面的疲勞裂紋擴(kuò)展得較深或小坑由于坑間材料失效而連接起來,則會(huì)造成大面積或大塊金屬脫落。剝落與嚴(yán)重點(diǎn)蝕只有程度上的區(qū)別而無本質(zhì)上的不同。
齒輪的點(diǎn)蝕故障會(huì)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?jǐn)帻X等局部故障會(huì)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(diǎn)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(yán)重的局部故障還會(huì)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行了嚴(yán)格的對中,并按照檢修前的測試點(diǎn)位置再次進(jìn)行了振動(dòng)測量,振動(dòng)數(shù)值明顯下降,維修效果良好。
1)邊頻帶齒輪振動(dòng)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(shí)際工作環(huán)境中,尤其是幾種故障并存時(shí),邊頻帶錯(cuò)綜復(fù)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(dòng)。在發(fā)生斷齒、齒形嚴(yán)重誤差、軸彎曲比較嚴(yán)重時(shí),由于其振動(dòng)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(huì)激勵(lì)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(dòng)調(diào)制現(xiàn)象。齒輪的固有振動(dòng)頻率多為1~1000khz的高頻,當(dāng)這種高頻振動(dòng)傳遞到齒輪箱等機(jī)件時(shí),高頻沖擊振動(dòng)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(gè)軸系工作,就可能會(huì)由于設(shè)計(jì)、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(huì)對齒輪箱的正常運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的故障,應(yīng)該對其設(shè)計(jì)制造、安裝工藝也要進(jìn)行跟蹤調(diào)查。