低轉速、剛性大設備齒輪箱的軸承故障診斷？

齒輪箱是機械傳動中應用非常廣泛的一種通用部件，一般由若干組齒輪、軸、軸承、離合器、撥叉、潤滑裝置及殼體等部分組成，

承擔著傳遞動力與運動的重任。在機器運行過程中，由於正常磨損與疲勞、設計不當、製造裝配的誤差、維護保養不善以及操作失誤等原因均能導致故障的產生，其中以軸系、齒輪與軸承等較易失效。當齒輪箱發生故障時，傳統的方法是：對實際測得信號的頻譜圖進行分析，根據各故障特徵現象頻率允許的振動幅值來精確判定哪個部件發生故障。但是由於引起故障的原因很多，並且許多故障的振動現象也不是單一的，特殊情況下，即使齒輪箱發生故障，在頻譜圖上各故障特徵的振動頻率的振幅也沒有發生較大的變化。因此，傳統的故障診斷方法在對這類問題進行診斷時往往不能取得很好的效果。一般情況下，

當齒輪箱發生故障時，故障的特徵頻率的諧波會大量出現，同時其周邊會存在許多邊頻帶。對這些諧波和邊頻帶進行分析往往可以判斷出故障發生的部位。

實踐表明：對於轉速很低、剛性很大的這類設備，當齒輪箱內的軸承出現磨損時，往往軸承各故障特徵頻率的振動幅值並不是很大，但是伴隨著軸承磨損故障的發展，軸承故障特徵頻率的諧波會大量出現，並且在這些頻率周圍會出現l×轉速頻率或軸承其它故障頻率的邊帶。而這些情況的出現，正是表明軸承已經發生了嚴重的故障問題，需要及時更換軸承。

某公司一台設備的齒輪箱運轉出現很大雜訊，但從檢測到的頻譜看，設備的振動幅值並不大。經過六個多月的跟蹤檢測，

從檢測：到的頻譜看，軸承故障特徵頻率的幅值沒有明顯的增加，但是頻譜中出現了大量諧波成分並且在這些頻率周圍出現了邊頻帶，為此我們進行了詳細的分析診斷。圖l是我們在齒輪箱上所採集到的頻譜，從

採集到的頻譜圖上看，幅值比較大的頻率成分有7．95Hz、20．63Hz、185Hz、250．93Hz、433．3HZ、501．86Hz、688Hz、752．79Hz以及在501．86Hz和752．97Hz周圍以12．74Hz為間隔的邊頻帶，該設備的傳動結構如圖2所示，軸上各軸承的型號、轉速、齒輪的嚙合頻率等參數如表1所示。為了弄清故障產生的原因，我們對軸承的故障特徵頻率也進行了計算，計算結果如表2所示。從計算結果我們得知， 7．95Hz、185Hz、433．3Hz、688Hz為齒輪的嚙合頻率， 20．63Hz為齒輪箱輸入軸的轉速頻率，從圖中可以看出，這些頻率成分的幅值都不是很大，

並且幾乎沒有邊頻成分，從而可以基本排除齒輪的故障，那麼剩下的就是250．93Hz及其諧頻成分，以及這些頻率周圍豐富的邊頻帶，對照上面的計算，我們可以看出12．74Hz為第二軸的旋轉頻率， 250．93Hz雖然不是軸承故障的通過頻率，但它接近30312軸承內圈有損

傷時的故障特徵頻率與第二軸旋轉頻率之和，從故障早期檢測到的頻譜圖上可以清楚的看至U238．19Hz這一頻率成分。之所以出現上述情況，主要是由於隨著故障的發展，由於衝擊所造成的幅值調製的結果。