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蜗轮减速机厂关于减速机动态测试分析及故障诊断

蜗轮减速机厂关于减速机动态测试分析及故障诊断
从目前的理论分析、试验研究和实际应用都证实和发现,环式
减速机运行时振动普遍较大,并随传动比的增大及功率的增加而加剧,严重时导致环板断裂,轴承发热失效,缩短了减速器的使用寿命。
本文第三章计算了减速器中重要零部件的固有模态,第五章中介绍了双环减速器可能产生的故障及故障特征。本文的实验研究有两个,一个是双环减速器的结构噪声及空气噪声的测试研究,另一个是故障信号测试分析研究。通过这两个实验进一步验证本文前面计算参数的正确性。开展对环式减速器振动噪声的研究,找出振动噪声产生的原因、部位及随转速和载荷变化的规律等,为正确设计及使用环式减速器,减小其振动噪声具有重要的理论意义和实际应用价值。同时,双环减速器故障的测试分析对研究分析环式减速器运动特性具有主要的意义。本文对智能化在线诊断系统在环式减速机故障诊断中的应用也做了测试分析。

6.2 双环减速机结构噪声及空气噪声振动实验分析
6.2.1
振动测试实验台及实验装置
本文进行振动噪声实验使用的双环减速器其结构如**章中图2.1所示,该减速器转动输入方式采用中心输入或两端输入均可,本实验中采用中心输入方式,输入轴齿轮及与其啮合的两个齿轮齿数相同,所以输入轴转速与两端偏心轴转速相同,环板与输出轴齿轮参数如表6.1:

6.1内啮合齿轮参数表

齿轮参数

输出齿轮

环板

模数

2

齿数

56

58

啮合角

39.039°

变位系数

1.37

1.685

齿顶高系数

0.7

偏心轴上二偏心的相位角为180°。

测试参照国家标准《验收试验中齿轮装置机械振动的测定》(GB8543-1987)及《齿轮装置噪声声功率级测定方法》(GB6404-1986)的规定进行。振动测试实验台如图6.1所示,图

6.2为测试实验参控制系统和数据采集系统。

 

 

在测试产对所有的加速度传感器,放大器及数据自动采集处理系统进行校准,对规定的所有测点进行打磨,平磨并做好标记,测试时在规定工况下依次将传感器磁性底座放在各测点上。传感器测得的振动信号(包括速度级和加速度级振动信号)经电荷放大器放大后进入16通道卡式采集仪进行采集记录,用智能动态信号分析仪分析各测点的1/3倍频程度级结构噪声,再对所有的测点的结构噪声值做对数平均,得到总的结构噪声频谱图。空气噪声用声级计测量减速装置各个测点的A计权声压级和1/1倍频程声压级。各测点距齿轮箱测量表面的距离为1米。测试前已用标准噪声源HY203-93260对声级计进行校准。测试系统框图如图6.3所示。测试设备如下:

1)丹麦BK4382加速度传感器;

2)丹麦BK2635加速度传感器;

3INV306DF)东方科卡卡式采集仪;

4INV303智能信号采集处理分析仪(包括DASP大容量数据自动采集和信号处理系统);

5)衡阳仪表厂JS-1精密声级计;

6)标准噪声源HY203-93260

6.22测试工况及测试结果

 

结构振动噪声测试在齿轮箱安装基脚布置6个测点,测点布置图见图31-6测点,在每一测点上按31.5Hz5kHz1/3倍频中心频率测试加速度级频谱(re:a0=10-6m/s)和1/3倍频中心频率测试速度级频谱(re:a0=5*10-8m/s)。空气噪声测试声压级基准2*10-5Pa,用声级计上的A计权声压级和1/1倍频程声压级测量减速齿轮装置各个测点。各测点距齿箱测量表面的距离为1米。测点位置见测点布置图6.4中Ⅰ-Ⅳ测点。

减速装置测试工况为:输入转矩为20N·m,输入转速分别为600r/min800r/min1000r/min1200r/min6个测点进行测试,将测试结果进行频域自谱分析,四种工况下各测点幅值谱*大值及频率列表如下:

6.2幅值谱*大值及频率列表

工况

600r/min

800r/min

1000r/min

1200r/min

频率

Hz

幅值

cm/s

频率

Hz

幅值

cm/s

频率

Hz

幅值

cm/s

频率

Hz

幅值

cm/s

1

585.94

0.094

781.25

0.218

976.56

0.208

1118.61

0.208

2

2858.66

0.104

781.25

0.134

2911.93

0.131

2361.51

0.101

3

870.03

0.121

781.25

0.208

958.81

0.176

1988.64

0.121

4

887.78

0.119

763.49

0.353

1970.88

0.208

1154.12

0.311

5

2876.42

0.077

781.25

0.162

958.81

0.281

1154.12

0.155

6

585.94

0.075

781.25

0.136

2911.93

0.149

1154.12

0.158

从表6.1齿轮参数及表6.2数据可以看出,各种工况下幅值谱*大值的频率成份齿轮啮合频率或啮合频率的倍数,出现了齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制现象。图6.51200rpm工况下12测点幅值谱图。