泰興減速機專業(yè)生產(chǎn)廠家泰強減速機2019年9月22日訊 干熄焦提升機是干熄焦裝焦系統(tǒng)的獨有的、關(guān)鍵的工藝設(shè)備。它負(fù)裁大，起停機頻繁，工況不平穩(wěn)。泰興減速機齒輪箱的減速比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)有一副行星齒輪系，給監(jiān)測與診斷工作帶來極大的困難。本文詳述了行星齒輪系的傳動原理，計算出了齒輪箱的各軸轉(zhuǎn)頻及齒輪的嚙合頻率，并提出了適用于提升機減速箱狀態(tài)監(jiān)測的方法。

關(guān)鍵詞：提升機 行星齒輪系 狀態(tài)監(jiān)測

干熄焦提升機是把需要于熄的紅焦運送到干洗槽的專用設(shè)備。它的主要用途是將運送至提升井架下裝滿紅焦的焦罐提升到塔頂，并沿設(shè)置在干焦槽上方的軌道上行走，將紅焦罐運到設(shè)定的干洗槽裝入料斗上方，再將紅焦罐緩慢卷下座在該料斗上。焦罐底部閘門自動打開，將紅焦裝入干洗槽內(nèi)；裝焦完成后，再將紅焦罐卷起，走行到提升機卷塔將空焦罐卷下送回到運載車上，送去接焦。

提升機是干熄焦裝焦系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝設(shè)備。其功能是按程序?qū)⒊酂峒t焦投入熄焦?fàn)t。工作條件是：每天運行時間t>21h／d。運行負(fù)載100％、75％，各占運行時間之半，只有這兩種，沒有?？哲嚒?。按現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》劃分，應(yīng)在特重級(M8)范疇。粗略劃分，提升機是橋式起重機這一大類。但是，它是由微機控制、無人駕駛又要嚴(yán)格按程序運行、精確定位、自動抓取(提起)、放下(松鉤、脫鉤)的一種特殊結(jié)構(gòu)、特定功能的全自動室外鉗取式橋式吊車，是干熄焦獨有、專用的關(guān)鍵設(shè)備。

提升機的的工作特點是起停機頻繁、工況不穩(wěn)定、負(fù)載大，減速機齒輪需要承受較大的負(fù)荷。減速機齒輪一旦出現(xiàn)故障，致使煉焦系統(tǒng)癱瘓。造成非計劃停機，給企業(yè)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)損失。

提升機由四臺功率相同的電動機驅(qū)動，電動機是西門子公司的鼠籠式三相交流感應(yīng)電動機。額定功率：335 x4kW；額定轉(zhuǎn)速：743r／rain。此電動機可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制和變速功能。電動機和泰興減速機參數(shù)見表1。

減速機是中國太原重工生產(chǎn)。型號：A5918810100；輸入轉(zhuǎn)速：743rpm；功率：315×4；傳動比：63．37／31．685。此減速箱為六級減速，可以實現(xiàn)較高的傳動比和承受較大的轉(zhuǎn)矩。1、2電動機帶動第一級齒輪，經(jīng)過一次減速之后，與3、4電動機帶動的太陽輪形成差動行星齒輪傳動輪系。行星輪公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為第三級輸出轉(zhuǎn)速。然后再經(jīng)過三次減速，輸出轉(zhuǎn)軸驅(qū)動卷揚滾筒。第三級的行星輪系．不但具有行星輪系的優(yōu)點，還可實現(xiàn)變傳動比功能，可以實現(xiàn)63．37／31．685兩檔不同傳動比的切換。實現(xiàn)方式是，當(dāng)四臺電動機都在運轉(zhuǎn)時，此時的行星輪系為差動行星輪，減速機的傳動比為31．685。當(dāng)1、2電動機和3、4電動機其中任何一組停止運轉(zhuǎn)，另外一組運轉(zhuǎn)時，減速機的傳動比變?yōu)?3．37．在I、2電動機或者3、4電動機有一組有故障時。另一組可以繼續(xù)運轉(zhuǎn)，完成提升和下降功能。減速機結(jié)構(gòu)簡圖照片如圖1所示。

行星輪傳動有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、傳動效率高、傳動比較大、運行平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強等優(yōu)點，因此行星齒輪現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工程機械、礦山機械、冶金機械、起重機械、輕工機械、機床、機器人等各個方面。行星傳動不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動裝置上也已獲得了應(yīng)用。

當(dāng)齒輪系運轉(zhuǎn)時．如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)．即在該齒輪系中。至少具有一個做行星運動的齒輪，此輪系稱為行星輪系。

行星輪系傳動按其自由度的數(shù)目可以分為兩種：①簡單行星輪傳動，具有一個自由度(w=I)的行星齒輪傳動。如圖2所示。對于簡單行星齒輪傳動，只需要知道其中一個構(gòu)件的運動后，其余各構(gòu)件的運動便可以確定。②差動行星齒輪傳動．具有兩個自由度(w=2)的行星齒輪傳動，即它是具有三個可動外接構(gòu)件的行星輪系，如圖3所示。對于差動行星齒輪傳動。必須給定兩個運動的構(gòu)件后。其余構(gòu)件的運動才能確定。

差動行星輪系傳動比的計算方法不同于定軸輪系，但它們之間又具有內(nèi)在聯(lián)系。我們對圖4所示的行星輪系加上一個大小為nw。而方向與n”相反的公共轉(zhuǎn)速時，齒輪l和3的轉(zhuǎn)速分別變成n．一n。和n，一n。，而行星架的轉(zhuǎn)速變?yōu)?，即行星架H變?yōu)楣潭ú蛔兞?。這樣便把行星輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系．于是可以將求定軸輪系傳動比的方法應(yīng)用于轉(zhuǎn)化機構(gòu)。根據(jù)齒輪傳動的線速度相等，可有

5.1減速機的振動測試面臨的困難

泰興減速機的1一12測點分布如圖1所示。測點選擇在各軸的兩端軸承座上。每個測點要測試垂直、水平、軸向三個方向上的振動值，測試參數(shù)選擇位移、速度、加速度值。測試傳感器是加速度傳感器．磁座連接。測試儀器為榮知公司的便攜式雙通道測振儀，最低可分辨頻率為2Hz。

對提升機減速機的監(jiān)測工作面臨以下困難：

①提升機的工作特點是起停車頻繁、變轉(zhuǎn)速、變載荷。一個工作周期要經(jīng)歷低速負(fù)載提升，高速負(fù)載提升，機架平移，低速負(fù)載下降，低速空載提升，高速窄載下降六種工況。提升機在高速提升狀況時，齒輪傳動所承受的力矩最大，振動也是最大，故障信號表現(xiàn)最明顯，所以選擇提升機在高速負(fù)載提升狀況時測試數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的可比性。每一個測點數(shù)據(jù)都要在此工況下采集。

②測點多，減速機為六級減速。共12個測點，每個測點要測三個方向。如果每個測點都要在相同工況下采集數(shù)據(jù)，需要花費很長的時間來完成數(shù)據(jù)采樣工作。

③減速機傳動比較大，輸入轉(zhuǎn)速為743r／rain，末尾軸的軸轉(zhuǎn)頻為0．4I-Iz，要采集低頻信號，提高采樣信號的分辨率，對測試儀器的軟硬件有較高的要求。

④在采樣過程中，由于受到的外界的干擾比較多，信號中噪聲較多，有用的信號往往會淹沒其中，給后面的信號特征提取工作帶來很大的困難。

綜上所述，在對提升機減速機進(jìn)行監(jiān)測時，如何節(jié)約時間，提高監(jiān)測效率、提高采集信號的信噪比等方面，都面臨著較大的困難。

5.2狀態(tài)監(jiān)測的解決方案

為了解決上面所提到的各種困難，充分發(fā)揮雙通數(shù)采儀的作用，放棄了常規(guī)的采樣方法，采用總值趨勢和長時域波形這兩種方法監(jiān)測泰興減速機。

(1)總值趨勢通過總值趨勢的變化圖可以觀察設(shè)備振動的瞬態(tài)變化過程，便于現(xiàn)場分析設(shè)備振動的變化過程。采樣間隔設(shè)置成4s，即每隔四秒鐘采一個數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)全部顯示出來，通過總值的變化情況，來判斷設(shè)備的運行狀況。

圖5為五測點垂直方向的宗旨趨勢圖。從圖中可以看出設(shè)備運行一個工作周期的振動情況。在圖中靠后端，振動值普遍較大，這時的工況為提升機快速提升階段。最大值為2．56mm／s，說明設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。圖中其他偶爾出現(xiàn)的較大振動值，是由于提升機在起停瞬間產(chǎn)生較大的振動。

(2)長時域波形長時域波形方法適用于設(shè)備的瞬態(tài)過程的數(shù)據(jù)采集。它具有很強的時域信號的采集能力，具有較高的分辨率。長時域波形功能可以把泰興減速機一個工作周期的數(shù)據(jù)采集下來，然后再上傳到上位機軟件中，進(jìn)行詳細(xì)的回放分析。

監(jiān)測行星輪系的振動情況時，選擇速度和加速度兩種參數(shù)。圖5是五測點軸向負(fù)載提升工況下的采集的長時域波形。通過波形，可以明顯地識別出減速機的工況。長時域波形記錄的數(shù)據(jù)，上傳到上位機軟件中，進(jìn)行時域波形分析、頻譜分析、包絡(luò)分析，進(jìn)行精密診斷，判斷減速機行星輪系的運行狀況．進(jìn)行故障診斷。

圖6為五測點軸向長時域波形記錄的提升機在不同工況下的振動情況，在波形中明顯地可以看出提升機在快速提升階段的振動值較大，圖6中兩個豎線之間的數(shù)據(jù)長度為8K的數(shù)據(jù)．所以選擇快速提升階段的某段數(shù)據(jù)進(jìn)行精密分析．然后再進(jìn)行時域波形、頻譜、包絡(luò)解調(diào)等精密分析。圖7所示的是截取8K數(shù)據(jù)時的時域波形，圖8所示的是8K數(shù)據(jù)的頻譜。

干熄焦提升機減速機行星輪系由于工況的特殊性，對其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷存在很多的困難，本文試著從采集總值趨勢和長時域波形的監(jiān)測方法人手，通過總值趨勢中的最大振動值判斷設(shè)備是否正常；通過長時域波形完整記錄減泰興減速機各工況下的數(shù)據(jù)，然后再通過時域波形、頻譜、包絡(luò)等分析方式進(jìn)行精密診斷，盡早的發(fā)現(xiàn)行星輪系的故障，確保提升機減速機的正常運轉(zhuǎn)．對企業(yè)維持正常生產(chǎn)、降低維修成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有深遠(yuǎn)的意義。