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齿轮箱故障及预防措施
汇报人：
2023-12-23
•齿轮箱故障概述
•齿轮箱故障诊断方法
•齿轮箱故障预防措施目录
•齿轮箱故障修复技术
•齿轮箱故障预防的未来展望
01
齿轮箱故障概述
齿轮箱的常见故障类型
由于长时间运转或润滑不良，齿轮表面材料逐
渐损失。
轴承在承受过大载荷或
润滑不良时发生卡滞或
断裂。
密封件老化或损坏导致
润滑油泄漏或外部杂质
进入。
齿轮或轴承运转不平稳
引起的异常振动和噪声。
齿轮磨损轴承损坏密封失效振动与噪声
润滑不良
操作不当
维护不足
设计与制造缺陷
齿轮箱故障的原因分析
01
02
03
04
油位过低、油质不纯或润滑系
统堵塞。
超载、过速或润滑系统未及时
保养。
未定期检查、清洁、更换密封
件或润滑油。
齿轮或轴承的几何尺寸、精度
和热处理工艺不当。
齿轮箱故障可能导致设备停机，
影响生产线的连续运行。
设备停机
设备停机将导致生产中断，造成生产损失和成本增加。
生产损失
部分故障如轴承断裂可能导致设备严重损坏和人员伤亡。
安全风险
频繁的故障和维修将增加设备
的维护成本。
维护成本增加
齿轮箱故障的后果
02
齿轮箱故障诊断方法。
齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断一、齿轮的常见故障齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。
据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的10.3%。
齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。
在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达60%以上。
齿轮本身的常见故障形式有以下几种。
1. 断齿断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。
裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。
②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。
③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。
偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。
局部断齿总是发生在轮齿的端部。
2. 点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。
裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。
如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。
点蚀有两种情况：①初始点蚀（亦称为收敛性点蚀）通常只发生在软齿面（HB＜350）上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。
原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低。
②扩展性点蚀发生在硬齿面（HB＞350）上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界1行星齿轮箱常见故障分析与排除措施1.1行星齿轮箱压力差齿轮箱在运动过程中,运动副由于摩擦而发热和受环境温度的影响,导致箱内温度升高。
随箱内温度逐渐升高,箱内压力增大,齿轮箱内外压力差增大,将导致润滑油在压差作用下,从缝隙处漏出,破坏摩擦环境,甚至影响齿轮箱传动过程。
1.2减速机结构设计不合理当检验孔盖板太薄时,在上紧螺栓后非常容易产生形变,从而导致结合面的不平整,油会在有接触缝隙的地方漏掉。
减速机在制造的时候,由于铸造器件未及时退火、时效处理和消除内应力,这样定会产生变形,从而形成缝隙,最终油泄露掉。
在箱体上未设置回油槽,润滑油堆积在轴封、端盖、结合面等处,在压力差的作用下,从间隙处向外泄漏。
轴封结构设计不合理。
在很早之前,减速机大多都使用毡圈式轴封与油沟这样的结构,在组装的过程时会使毛毡发生变形,从而会导致结合面缝隙会被密封起来。
倘若轴颈与密封器件接触不是很理想,因为毛毡的补偿性极差,密封在短时间内会立即失效。
油沟上虽设有回油孔,但非常容易堵塞,回油的作用难以显现。
1.3加油量过多当减速机在运动过程中,油会在油池里被搅动得非常厉害,从而导致润滑油在机器内部到处飞迸,但是加油过多的话,会使润滑油积聚在轴封与结合面处,从而导致油泄漏。
1.4检修工艺不当设备检修时,由于结合面上污物未清除彻底,又或者是选取密封胶不正确、把密封件装反、没有及时更换密封件等都会引起漏油。
2齿轮箱诊断方法目前,对齿轮箱进行采集振动信号、特征提取与故障诊断是常见的诊断方法。
由于行星齿轮箱的结构特征与定轴齿轮箱相比有很大区别,所以这些方法只适用于诊断定轴齿轮箱,并不适用于行星齿轮箱。
时域行星齿轮箱故障诊断方法罗成(铜陵学院机械工程学院,安徽铜陵244000)【摘要】行星齿轮箱具有很复杂的结构特性,它的结构特性与定轴齿轮箱完全不同。
风力发电机组齿轮箱故障诊断一、背景介绍风力发电机组齿轮箱是风力发电机组的核心部件之一，负责将风轮叶片转动的机械能转化为电能。
齿轮箱的工作环境苛刻，长期受到大风、恶劣天气等外界因素的影响，加之高速、高负荷的工作状态，齿轮箱故障频率较高，给风电场的运行和维护带来了一定的挑战。
及时准确地对风力发电机组齿轮箱故障进行诊断，对风电场的安全稳定运行具有重要的意义。
二、常见故障原因1.润滑油污染齿轮箱内部长时间工作后，润滑油会受到振动、高温等因素的影响，导致润滑油的污染。
润滑油污染会使齿轮箱零部件间的摩擦增大，从而导致齿轮箱温升增高、噪音加大，严重时甚至引发齿轮箱损坏。
2.齿轮损坏齿轮工作在高速和高负荷状态下，长时间受到拉力和挤压力的作用，容易导致齿面损伤、断裂或磨损，进而引起齿轮箱故障。
3.轴承故障齿轮箱内部的轴承长时间承受高速旋转和重压力的作用，容易出现磨损、松动等问题，导致齿轮箱转动不畅，甚至产生异常噪音。
4.密封件损坏齿轮箱的密封件损坏会导致润滑油泄漏，使得齿轮箱内部无法正常润滑，加速了其零部件的磨损，最终引发齿轮箱故障。
5.其他原因除了上述常见的故障原因外，齿轮箱的故障还可能由于设计缺陷、制造工艺不良等因素引起。
三、齿轮箱故障诊断方法1.声音诊断通过听力诊断齿轮箱运行过程中是否有异常噪音，观察噪音的产生位置和频率，判断齿轮箱是否存在齿轮损伤、轴承故障、润滑油不足等问题。
2.振动诊断采用振动传感器检测齿轮箱的振动情况，观测振动的振幅和频率，判断齿轮箱是否存在齿轮损伤、轴承故障、不平衡等问题。
3.温度诊断通过红外线热像仪等设备检测齿轮箱的温度分布情况，观测各个部位的温度变化，判断齿轮箱是否存在轴承故障、润滑油不足等问题。
4.润滑油分析定期对齿轮箱润滑油进行化验，检测润滑油中的杂质、磨损颗粒等情况，判断齿轮箱是否存在润滑油污染、磨损严重等问题。
5.其他诊断方法除了以上几种常用的诊断方法外，还可以采用红外光谱分析、摄像头检测等先进技术来诊断齿轮箱故障。
齿轮箱常见故障
齿轮箱是一种机械装置，它将一个主动轴的扭矩传递给多个从动轴，从而实现动力的分配和传递。
齿轮箱在运行过程中可能会出现一些故障，以下是一些常见的故障：
齿轮磨损：齿轮在运转过程中会不断磨损，如果磨损过度，会导致齿轮啮合不良，影响动力传递。
齿轮疲劳：齿轮在运转过程中会受到周期性的载荷，如果载荷过大或周期过快，会导致齿轮疲劳，影响动力传递。
齿轮断裂：齿轮在运转过程中可能会发生断裂，这通常是由于齿轮材料质量问题、加工工艺问题或运转过程中受到突然的冲击载荷等原因引起的。
箱体变形：箱体是齿轮箱的重要组成部分，它的变形会影响齿轮的正常运转。
箱体变形通常是由于箱体材料质量问题、加工工艺问题或运转过程中受到突然的冲击载荷等原因引起的。
润滑不良：齿轮箱需要良好的润滑，如果润滑不良，会导致齿轮磨损加剧、疲劳加剧、断裂等问题。
漏油：齿轮箱的润滑油需要保持一定的油位，如果油位过低，会导致润滑不良，同时也会导致漏油问题。
以上是齿轮箱常见的故障，不同的故障可能会导致不同的后果，因此需要及时进行检查和维修。
