佛山现锋| K系列减速机振动故障信号分析

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伞齿轮减速机齿轮传动的振动主要为齿轮啮合激励振动，K系列减速机振动信号的主要成分是啮合频率及其谐波分量。当运行齿轮产生故障时，在伞齿轮减速机啮合时必然使信号产生幅度和相位的变化，相当于对啮合频率簇进行调制。
伞齿轮减速机齿轮故障对信号在幅度和相位上的影响，K系列减速机影响程度和各齿的具体情况有关，它们对功率谱的变化起了主要作用。由于式表示的信号为般周期函数，包含若干阶啮合频率倍频成分，所以它进行傅立叶变换所得到的谱是以啮合频率及其高阶谐波分量为中心，以K系列减速机调制频率为间隔形成的若干调制边带。主要有齿面上的载荷波动，齿距的周期性变化，齿轮对负载的灵敏度不同以及齿轮中心距与旋转中心偏离等因素造成。此外，齿轮的局部性缺陷与均布性缺陷也会产生调制效应。由K系列减速机幅值调制因素产生的边带般都对称与伞齿轮减速机啮合频率或自振频率两侧。频率调制则是由齿轮的转速波动造成的，齿距不均、K系列齿轮减速机齿轮轴偏心引起齿轮啮合频率的变化均可造成转速波动。同幅值调制的边带样，它也是对称分布于啮合频率或自振频率附近。

由此可见，伞齿轮减速机齿距的变化既能引起幅值调制，又能引起频率调制。实际上，多数频谱的边带是调频和调幅共同作用的结果。但由于各调制频率的相位不同，同频率的边带有时可能相互抵消，因而它的边带在啮合频率或自振频率附近是不对称的。发生在伞齿轮减速机中的频率分量能够被齿侧游隙、偏心、K系列减速机载荷以及由其它缺陷所造成的脉冲所调制。因此，由此而产生的边带通常对判明齿轮是否有所损坏是非常有价值的，对这些谐波和边频带进行分析往往可以判断出故障发生的部位。K系列减速机开箱检查发现，轴齿轮齿面上存在拍击现象，减速机轴与之连接的码盘间的花键联结有松动，花键表面有磨损现象，将花键联结紧固后，运行工况正常，高速轧制过程中振动明显减小。伞齿轮减速机分析边带成因，由于电动机与测速码盘间联接花键松动，K系列减速机旋转时产生轴的抖动现象，由于动力的传递导致齿轮的晃动，使之与别的斜齿轮啮合不紧密，当齿轮啮合或脱开啮合时，引起齿轮中心距和齿的啮合深度等系列正常的运行参数发生变化。这些因素都可能导致在自振频率附近产生调制边带。伞齿轮减速机的结构原理、工作形式以及对产生伞齿轮减速机故障的各种因素对了较为详实的分析，并从理论上给出了K系列减速机内部主要部件齿轮和轴承产生的故障形式和他们各自工作过程的数学模型，结合齿轮振动数学模型以实例作了较为具体的说明。这些为接下来的减速机故障诊断作了必要的前期准备。同时本章还给出了故障减速机内的故障特征理论频谱图，这为其后K系列减速机状态监测和故障诊断作了理论性的说明，有重大意义。

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