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弹簧机齿轮的故障诊断

2017-07-13
    1.齿轮在使用过程中出现损伤引起的振动
    弹簧机齿轮常见的损伤形式有磨损、表面疲劳、塑性变形、断裂、气蚀、电蚀等形式。这些损伤会改变轮齿的正确齿形,恶化传动质量,加剧齿轮的振动,并改变振动的特性。
    2.冲击载荷引起的自由衰减振动
    上述各种因素,在引起齿轮强迫振动的同时,还经常产生周期的冲击载荷。由于冲击脉冲具有较宽的频谱,容易激发齿轮系统按其相关的固有频率做自由衰减振动。
    1.齿面损伤
    当齿轮所有的齿面产生磨损或齿面上有裂痕、点蚀、剥落等损伤时,所激发的振动波形,啮合时产生冲击振动,并激发齿轮按其固有频率振动,固有频率成分的振幅与其他振动成分相比是非常大的,而且,冲击振动的振幅大小几乎相同。与此同时,低频的啮合频率成分的振幅也增大。此外,随着磨损的发展,齿的刚性(弹性常数)表现出非线性的特点,在其振动频谱中存在啮合频率的2次、3次等高次谐波或1/2,1/3等分频成分。
    2.齿轴偏心
    当齿轮存在偏心时,齿轮每转中的压力时大时小地变化,致使嗜合振动的振幅受旋转频率的调制,其频谱包含旋转频率、fr、啮合频率fm成分及其边频带fm±fr,
    3.齿轮回转质量不平衡
    弹簧机齿轮回转质量不平衡的振动波形如图1-26所示,其主要频率成分与正常情况基本相同,即为旋转频率fr和啮合频率fm,但旋转频率振动的振幅较正常情况大。
    4.齿轮的局部缺陷
    当齿轮存在个别轮齿折损、个别齿面磨损、点蚀、齿根裂纹等局部缺陷时,在啮合过程中该轮齿将激发异常大的冲击振动,在振动波形上出现较大的周期性脉冲幅值。其主要频率成分为旋转频率fr及其高次谐波nfr,并经常激发起系统以固有频率振动,
     5.齿距误差
    当齿轮存在齿距误差时,齿轮在每转中的速度将时快时慢地变化,致使啮合振动的频率受旋转频率振动的调制,其频谱包含旋转频率fr、啮合频率fm或其边频带fm±nfr(n=1,2,3,…)。高速涡轮增速机中所用的齿轮,其啮合频率高达5kHz以上、其振动特性表现出与常速旋转齿轮不同的振动特性:在常速旋转的齿轮中,其振动波形包含有啮合频率和啮合冲击引发的自由振动的固有频率这两个主要成分;而在高速旋转的齿轮中,因啮合频率大于固有频率,所以,齿轮只发生啮合频率成分的振动,而不发生固有频率的振动。
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