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1. 介紹
泰興減速機專業(yè)生產廠家泰強減速機2019年7月16日訊 低速重載齒輪箱軸承一般承受較大的負荷和扭矩，在其運行過程中經常會出現局部點蝕、剝落以及滾子破碎等嚴重故障，一般此類齒輪箱通常用在一些大型的關鍵設備上，一旦發(fā)生故障，維修起來不但要花費大量的時間和費用，還會嚴重影響生產，本文案例所診斷的糧油大豆壓榨廠脫溶機（DT）減速機維修通常需要7-10天的時間。通過振動監(jiān)測手段，能很好地掌握齒輪箱的運行健康狀態(tài)，合理安排檢修時間，避免重大停車事故，獲得較好的經濟效益。
低速重載齒輪箱軸承除了受軸承質量、安裝水平等影響外，通常還受設備帶重載頻繁啟動、潤滑油污染、高振動等因素的影響。軸承的疲勞、腐蝕、壓痕和膠合等隨著故障發(fā)展，通常會演變成磨損故障。
低速重載齒輪箱通常齒輪級數多、軸承多，運行過程中可能會產生各級齒輪嚙合頻率、各軸承故障特征頻率、各轉軸的轉動頻率等等，頻率成分較復雜，而在這些頻率中，高速軸齒輪缺陷嚙合產生的沖擊能量通常較大，產生的幅值較大的振動；而低速軸軸承、齒輪缺陷產生的沖擊能量往往較小，產生幅值較小的振動，這就往往容易被忽視而造成漏判。通過對振動頻譜和波形的分析，可以很好地找出故障源所在。對振動趨勢的監(jiān)測，能較好的掌握故障的惡化情況。
2. 低速重載齒輪箱振動檢測方法
低速重載齒輪箱的測點位置的選擇，最好能布置在承載區(qū)，以獲得最強的齒嚙合和軸承狀態(tài)信號。
測量參數的選擇對故障的發(fā)現尤為重要。本文所采用的是振動速度通頻振動和加速度長時間波形相結合。對滾動軸承監(jiān)測，我們可以用長時間波形監(jiān)測異常沖擊；重點用振動速度來監(jiān)測低速重載軸承損壞的中后期階段，當速度譜中出現了軸承故障特征頻率成分并伴隨邊帶時，軸承狀態(tài)已經非常糟糕。針對滾動軸承，速度譜最大頻率范圍我們可以參考10*BPFI，但不管選擇什么樣的頻率范圍，分辨率一定要足夠大。長時間波形持續(xù)的時間至少取測點所在轉軸轉動10轉所用的時間，當然持續(xù)時間越長越好，但數據量會比較大。
3．故障診斷實例
脫溶機（DT）是糧油大豆壓榨廠的關鍵設備，該設備能否正常運行，直接關系到全廠生產的持續(xù)進行。2013年12月26日對該臺設備包括電機和減速機進行了第一次振動檢測，經過分析存在的問題除了聯軸器對中不良外，其他正常。2014年5月15日進行第二次振動檢測，檢測發(fā)現齒輪箱的狀態(tài)與上次檢測時相比發(fā)生了明顯的變化，經分析得到的結論是齒輪箱GB 2S軸上部軸承和GB 3S軸上部軸承出現了明顯故障，軸承內圈出現嚴重磨損現象，需計劃安排更換軸承。在加強監(jiān)測下，監(jiān)控運行到2014年6月28日按計劃返廠檢修，解體發(fā)現GB 2S軸上部軸承內圈磨損嚴重，GB 3S軸上部軸承內圈磨損嚴重，內圈在軸向上有一道整齊的斷裂裂痕，驗證了診斷的準確性。
設備技術參數如下表，傳動結構和軸承型號如下圖。
2014年5月15日振動檢測時發(fā)現，減速機各測點頻譜中均出現22.45Hz多諧頻振動成分，并伴隨2.09Hz邊頻帶束，經過計算，22.45Hz與GB 2S軸的支承軸承 NSK 23238CA 在轉速124.4rpm時內圈故障特征頻率相擬合，在軸承內圈故障特征頻率兩邊出現其所在轉軸（GB 2S）轉頻2.088Hz的邊帶束（見附圖1），長時間波形圖中有明顯的轉頻沖擊信號（見附圖2）。綜上，說明該軸承內圈損壞已經比較嚴重，出現了明顯磨損。
圖1
圖2
除了上述發(fā)現之外，在GB 3S軸上同時也檢測到5.588Hz及其多倍諧頻的振動成分，經過計算，此頻率與GB 3S軸的支承軸承SKF22348CC在轉速36rpm時內圈故障特征頻率相擬合，信號非常弱，如果分析時不小心可能會忽略掉。經過頻譜細化放大后可以清楚軸承故障特征頻率成分，并伴隨有GB 3S軸轉頻0.6Hz的邊頻帶束（見附圖3），雖然信號很弱，考慮到該軸承所在處的轉速較低，結合以往的經驗，可以肯定該軸承內圈同樣出現了嚴重的故障。
圖3
由于生產不允許停機，對齒輪箱進行監(jiān)控運行，通過振動趨勢的監(jiān)測發(fā)現，GB 2S T和GB 3S T軸承測點振動值在不斷抬升（見附圖4和附圖5），說明軸承狀態(tài)在不斷惡化，在做好檢修的充分準備工作后于2014年6月28日按計劃停機檢修。
圖4 圖5
停機后減速機返廠檢修，解體檢查發(fā)現，GB2S 上部和 GB3S 上部軸承內圈均損壞嚴重，見附圖6 和附圖7。
圖6 圖7
由于該工廠對狀態(tài)監(jiān)測工作的高度關注以及密切配合，使得我們能準確掌握設備的運行健康狀況，給出合理檢修時間建議，避免突發(fā)意外停車事故的發(fā)生，又不影響生產，獲得了較好的經濟效益。
然而，另一個工廠的大豆壓榨廠的脫溶機（DT）減速機軸承故障，提供了一個反面的案例。2013年7月份檢測時發(fā)現了GB 2S 軸軸承（SKF22328CC）出現了內圈故障特征頻率成分，并伴隨GB 2S 軸轉頻的邊頻帶（見附圖8），建議停機檢查，但由于一直沒有采取行動，也沒有采取任何加強監(jiān)測的手段，到9月份由于軸承嚴重損壞導致齒輪嚴重損傷的二次破壞停車事故（見附圖9），對生產造成了嚴重的影響，對檢修工作非常被動，造成了不小的經濟損失。
圖8
圖9
4. 結束語
對于低速重載齒輪箱軸承用振動的方法進行監(jiān)測，中前期故障是比較難發(fā)現的，所以我們重點監(jiān)測軸承故障中后期。隨著故障的發(fā)展，到了故障中后期，振動加速度和包絡解調對故障特征的指示同樣不明顯，但可以作為趨勢跟蹤進行監(jiān)測。在故障中后期，振動速度卻是一個非常有效的測量參數，當速度譜中出現了軸承故障特征頻率，可以說軸承的缺陷可以用肉眼能看得到了，此時我們就必須引起足夠的重視，當故障發(fā)展到速度頻譜中出現了軸承故障特征頻率并伴隨有邊頻帶，即使是振動幅值很小，換句話說就是建議必須盡快計劃更換軸承了，上述的兩個案例就是很好的說明。通過上面的實例，我們還發(fā)現在軸承內圈故障特征頻率兩邊出現轉軸轉頻的邊頻帶，則是此類低速重載軸承損壞時一個比較明顯的特征。低速重載滾動軸承一旦出現故障，故障發(fā)展得較快，這就需要我們制定合適的檢測周期，特別是發(fā)現故障后。