齿轮振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)

机械监测与诊断技术论文齿轮震动故障诊断与分析学院：机械与动力学院姓名：**学号：**********2015年11月4号齿轮振动故障诊断与分析一．齿轮典型故障介绍(1)磨损磨损包括磨粒磨损、腐蚀磨损和冲击磨损，磨粒磨损是常见的磨损形式，一般是由于齿的工作表面进入了金属微粒、尘埃和沙粒等所引起的齿面擦伤或者齿面材料脱落，是润滑不好的开式传动齿轮的主要故障类型。

齿轮磨损后，齿的厚度变薄，齿廓变形，侧隙变大，会造成齿轮动载荷增大，不仅会使振动和噪音加大，而且很可能导致断齿。

磨损故障大概占齿轮常见故障比例的10%。

(2)点蚀点蚀是减速箱等闭式齿轮传动系统中极其普遍的故障类型，约占齿轮常见故障比例的31%。

齿轮受啮合过程产生的循环交变应力会在表面产生微小疲劳裂纹，啮合时润滑油进入该裂纹中后被封口并受挤压产生高压，从而扩大了裂纹，最终导致齿轮表面金属的脱落形成麻点状小坑，这就是点蚀。

在齿轮表面硬度低于350HBS的闭式齿轮上，点蚀现象尤为常见。

点蚀的出现会加大齿轮表面的局部接触应力，导致点蚀现象的恶化，进而加剧齿轮啮合时的噪声、降低齿轮传动的精度。

(3)断齿断齿在齿轮故障类型中是最容易发生的，占齿轮常见故障比例的41%。

断齿故障有过载断齿、疲劳断齿和缺陷断齿三种，这里面又以疲劳断齿最为常见，它是由于齿轮工作受到周期性载荷，弯曲应力超过弯曲疲劳极限而在齿根处产生疲劳裂纹，裂纹渐渐扩大，当载荷的循环次数达到一定值时，就会致使轮齿折断。

断齿是所有齿轮故障中最严重的类型，经常会导致停工停产。

(4)胶合齿轮润滑良好时齿面间会保持一层润滑油膜作用，但是当载荷较大、齿面间压力大、工作转速高、工作表面温度较高时，润滑油膜被破坏，使金属齿面直接接触，相接触的金属材料在高温高压作用下发生粘着，相粘连的齿面由于相对滑动而被撕裂，在相对滑动方向形成划痕。

齿面的胶合故障，会加剧齿面的磨损程度和速度，从而使齿轮更加快速地失效。

这种故障类型占齿轮常见故障比例的10%。

齿轮主要振动故障特征及实测频谱案例一、齿轮故障的频谱特征1、齿的磨损、过载齿轮的均匀性磨损、齿轮载荷过大等原因引起的故障，都会在轮齿之间产生很高的冲击力，此时会产生以啮合频率的谐波频率为载波的频率，其中啮合频率的幅值相对正常状态将明显增大，但在啮合频率及其谐波周围不产生边频带。

随着齿轮磨损劣化，啮合频率及谐波幅值会继续增长。

2、断齿、齿面剥落等属于齿轮集中缺陷的局部性故障，在齿轮运行至缺陷部位时，会激发瞬时的冲击，产生一个高幅值的波峰。

此时，啮合频率将受到旋转频率的调制，在啮合频率其及谐波两侧产生一系列的边频带，其频谱特点是边频带数量多、范围广、分布均匀且较为平坦。

随着此类缺陷的扩大，边频带在宽度范围及幅值上也会增大。

3、点蚀、胶合点蚀、胶合等分布比较均匀的缺陷，同样也将产生周期性冲击脉冲和调幅、调频现象。

但是，与断齿等局部性故障不同的是，由于点蚀、胶合都属于浅表缺陷，在齿轮啮合时不会激发瞬态冲击，因此在啮合频率及其谐波两侧分布的边频带阶数少且集中，其频谱特点是边频带数量分布范围窄、幅值起伏变化大。

二、诊断实例对某减速箱的例行巡检过程中发现，该齿轮箱存在周期约为0.5s 的振动冲击，但减速箱本身振动值没有明显变化。

该减速箱为核心设备，一旦该设备出现问题停运，整条生产线将被迫停车，造成巨大的经济损失。

鉴于现场减速箱无明显振动，通过听棒听诊及振动检测等常规方式均无法判断出振动冲击的部位及形成原因，故对该减速箱进行现场振动信号采集和诊断。

查看频谱图，明显存在第三轴和第四轴四级啮合频率(28.15Hz )，且振动能量的缓慢增加，说明磨损在缓慢增长。

随着状态恶化，振动值缓慢增长，三级与四级啮合频率幅值增长明显，同时啮合频率周围开始产生以第三轴转频(2.01Hz )为间隔的边频，而且边频带体现的特征为数量多、范围广(24~60Hz )、分布均匀且较为平坦，如下图所示。

通过时域波形图可以发现，时域信号明显存在着周期约为0。

齿轮和滚动轴承故障的振动诊断在现代工业中，齿轮和滚动轴承作为传动系统的重要元件，其运行状态直接影响着设备的稳定性和可靠性。

然而，由于负载、环境、材料等多种因素，这些元件在运转过程中常常会出现各种故障。

不及时诊断和维修，会对生产造成严重影响。

因此，本文将围绕齿轮和滚动轴承故障的振动诊断展开讨论，旨在为设备管理人员提供有益的参考。

齿轮故障主要是指齿轮在运转过程中出现的各种损伤或异常现象，如齿面磨损、齿面疲劳、断齿等。

这些故障主要源于设计缺陷、制造误差、装配不当、润滑不良等因素。

根据故障性质，齿轮故障可分为突发性故障和渐发性故障。

滚动轴承故障主要是指轴承元件在运转过程中出现的各种损伤或异常现象，如滚珠磨损、滚珠疲劳、保持架损坏等。

这些故障主要源于设计缺陷、制造误差、装配不当、润滑不良等因素。

根据故障性质，滚动轴承故障可分为初期故障、稳定故障和疲劳故障。

齿轮和滚动轴承在传动系统中紧密，共同维持设备的正常运转。

然而，它们出现的故障却有所不同。

齿轮故障主要表现为齿面磨损、变形等，而滚动轴承故障则主要表现为滚珠、保持架等元件的磨损、疲劳等。

齿轮故障通常在较大的冲击载荷下发生，而滚动轴承故障则通常在长时间的平稳载荷下逐渐出现。

振动诊断是通过采集设备在运行过程中的振动数据，分析其特征和规律，以此判断设备是否存在故障以及故障的性质和程度。

通过振动诊断，可以及早发现潜在的故障隐患，防止设备在生产过程中出现停机或损坏，从而提高设备的可靠性和稳定性。

针对齿轮故障的振动诊断，可以通过采集齿轮箱体或轴承座的振动信号，分析其频谱特性和时域波形。

通过比较正常状态和故障状态下的振动数据，可以判断出齿轮是否存在故障以及故障的性质和程度。

还可以采用共振解调技术、波形分析技术等方法，进一步提高诊断的准确性和可靠性。

针对滚动轴承故障的振动诊断，可以通过采集轴承座或设备的振动信号，分析其频谱特性和时域波形。

通过比较正常状态和故障状态下的振动数据，可以判断出滚动轴承是否存在故障以及故障的性质和程度。

想要对齿轮箱进行振动分析，先要了解故障特征是什么？—振迪检测想要对齿轮箱进行振动分析，首先要了解齿轮箱的故障特征，下面由振迪检测来为您叙述齿轮箱的故障特征。

正常状态频谱：正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF；齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带；1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：齿轮啮合频率往往对载荷很敏感；高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障；每次分析都应当在载荷下进行。

2、齿磨损齿磨损症状特征：激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损；边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示；当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变。

3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行；有故障的齿轮将调制边带；不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动。

全部的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率。

4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带；齿轮啮合频率基频（1XGMF）的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高；为了捕获至少2XGMF频率，设置充足高的分析频率Fmax很紧要。

5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动；它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带；利用时域波形指示断齿或裂齿故障；两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数。

6、齿磨损摇摆的齿症状特征：摇摆的齿轮的振动是低频振动，常常疏忽它。

振迪检测可供给的振动分析服务，适用于齿轮箱、风机、鼓风机、冷却水塔等转动设备，假如您也有难以解决的设备故障问题，欢迎前来咨询，:（微信号相同）。

减速机振动的原因及处理方法减速机在运转中剧烈振动，并发出较大噪声。

有时因振动厉害，使机体产生微裂纹，并由此扩展为裂缝，导致减速机漏油和机壳报废。

振动剧烈，还会破坏减速机正常工作状态，导致基础失效、地脚螺栓断裂、齿面胶合、齿轮崩齿、齿圈移位、齿轮轴断裂、轮辐辐板开焊、轮辐损坏、轴承损坏、柱销断裂、运转不平稳等恶性故障。

(1) 齿轮方面故障及处理方法①齿轮的齿面磨损、胶合、点蚀、磨偏和出台(尤其是小齿轮转速快极易磨损）引起减速机振动。

处理方法：及时更换严重磨损的齿轮。

一般可采用反向运行方法解决齿面严重胶合。

②各齿轮的啮合面接触不良和受力不均，使齿轮的轴向窜动频繁，发生轮齿断裂或齿圈断裂，以及轮辐裂纹等，引起减速机振动。

处理方法：更换坏损件；调整齿圈与轮辐门配合；更换齿面磨损超限的齿轮；调整轴承间隙；改善齿轮润滑等。

③高速轴和中速轴的滑键磨损出台，轴上的小齿轮联接螺栓有松动或断裂等引起减速机振动。

处理方法：更换滑键和已断螺栓，紧固松动螺栓。

④齿轮加工粗糙及轴与轴承的磨损，在正常运转中出现齿圈非工作面受力，引起减速机振动。

处理方法：更换符合加工精度和粗糙度要求的零部件；撤换已磨损的轴与轴承。

⑤齿轮与轴的配合过盈量大，使得轴在配合处断裂引起减速机振动。

处理方法：更换断轴，调整齿轮与轴的配合过盈量。

⑥齿轮与轴的轴孔配合公差如孔过大时，造成齿轮和轴不同心，或者齿轮与轴装配不当产生松动现象，引起减速机振动。

处理方法：调整齿轮与轴的轴孔配合公差；精心装配，防止松动。

⑦输出轴大齿轮的轮心与齿圈松动，侧压板活动或压板螺栓有松动或折断，以及大齿轮的静平衡差或不平衡，引起减速机振动。

处理方法：紧固轮心与齿圈；紧固压板螺栓，更换折断螺栓；改善大齿轮平衡状态。

对D110A型减速机采用现场不解体车削平衡轮轨道面，消除疲劳层和凹坑，增加定位圈厚度来补偿轨道面，解决轨道面出现的疲劳层和回坑。

(2) 轴承方面故障及处理方法①轴承磨损或轴承间隙过大，引起减速机振动。

齿轮泵的振动分析及解决办法摘要：主要介绍齿轮泵在日常的使用过程中常见的故障情况，并根据原因分析提出了解决办法。

为日常的生产维护提供了便利。

关键词：齿轮泵振动故障分析1、齿轮泵的结构及工作原理齿轮泵主要应用于化工与工业等众多场合中，起到增压、计量、输送和抽吸流体的作用。

齿轮泵分为内啮合和外啮合两种结构，黄陵矿业2×300MW机组中风机油站用齿轮泵为KCB型，属于外啮合齿轮泵在火力发电厂中齿轮泵被应用在各大风机油站输送润滑介质。

齿轮泵在输送润滑介质的过程中是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。

齿轮泵主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖、安全阀、轴端密封等组成。

泵体、泵盖和齿轮构成的空间就是齿轮泵的工作腔。

两个齿轮的轮轴分别装在泵两侧端盖上的轴承孔内，主动齿轮的轮轴一端伸出泵体，配以连轴器由电机驱动。

运转时由主动轴带动从动轴旋转，使油液从吸入口吸入，随着旋转当两个齿轮的轮齿逐渐分开时，吸入式的容积增大，压力降低，便将吸入口内的油液吸入泵体内，齿轮的不断旋转使吸入的油液不断的被挤往出油口，从而油液被排入油管路中。

泵体上装有安全阀起超载保护作用，安全阀的全回流压力为泵额定排除压力的1.5倍，当排出的压力超过规定压力时，输送液体可以自动顶开安全阀，使高压液体返回吸入口。

也可在允许排出压力范围内根据实际需要另外调整。

但注意本安全阀不能作减压阀的长期工作，需要时可在管路上另行安装。

KCB系列齿轮油泵的主传动齿轮是斜齿园柱齿轮，而我们现场的齿轮泵主传动齿轮是四个斜齿轮组成的人字形齿轮组全系列齿轮油泵是用三爪式弹性联轴器与电动机组成的热油泵机组。

本系列齿轮油泵结构简单紧凑，使用维护方便，运转平稳，使用安全可靠。

[1]KCB型齿轮泵的齿轮经过热处理后有一定的硬度和强度与轴一同安装在可更换的轴套内运转。

泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输出介质而自动达到。

泵内有设计合理的泄油和回油槽，使齿轮在工作中承受的扭矩力最小，因此轴承负荷小，磨损小，泵效率高。

齿轮箱中齿轮故障的振动分析与诊断摘要：齿轮箱常见的失效类型为齿轮箱，所以定期监控其工作状况，以减少故障率，提供预测型的检修计划。

应用结果显示，该技术能够对变速箱进行有效的判断，并能正确地判断出变速箱的故障部位和严重性，从而为船员制定相应的检修计划，降低无用维护费用，防止机械和机械的非计划停运。

关键词：风力发电机组；齿轮箱；故障诊断引言：在回转机构中，最常见的是齿轮，它的工作状态对整个机器的工作情况有很大的影响。

齿面磨损、表面接触疲劳、齿面塑性、齿面弯曲和齿面折断等是常见的失效类型。

一、齿轮箱故障诊断的意义在风力发电机组中，齿轮箱作为重要传动设备，为风能转化为电能提供源源不断的动力，发挥着十分重要的功能。

风力发电机组中的齿轮箱，不仅体积、质量较大，而且结构十分复杂，这也导致在发电机组运转过程中，齿轮箱容易发生各种故障，进而使发电机组的运行受到较大影响，甚至蒙受重大损失。

近年来，陆续爆发出多起因为齿轮箱故障而导致风力发电机组停运的实践，不仅让发电机组受到极大影响，而且带来重大经济损失。

所以说，对风力发电机组齿轮箱实施有效的故障诊断措施，从而尽发现问题，解决问题，保证其稳定性，不仅具有极大的经济意义，而且有很强的社会意义[1]。

传统的齿轮箱故障诊断主要是通过人工方式实现的，通过人工巡检加定期维护的方式，排除齿轮箱故障。

然而，这种模式，一方面带有很强的滞后性，通常都是齿轮箱发生故障以后，并且对发电机组造成影响之后，才能够去被动的应对，依然无法完全避免损失；另一方面，齿轮箱结构复杂，人工方式诊断故障，不仅准确率不高，而且耗费大量的时间和人力。

因此，通过对齿轮箱实施在线监控，并通过监控数据对齿轮箱实施故障诊断，一旦发现异常立刻予以维护、维修，只有这样，才能够真正有效的预防齿轮箱故障，将隐患消除，从而最大程度降低对风力发电机组的影响。

二、齿轮箱故障诊断机理实现齿轮箱的故障诊断，首先必须了解齿轮箱的故障机理，以此为基础选择合适的诊断技术，才能有有效保障故障诊断的及时性与准确性。

机械传动系统中的齿轮噪音与振动分析引言在现代工业生产中，机械传动系统扮演着重要的角色，用于将动力从一个装置传递到另一个装置。

然而，随着机械传动系统的运转，齿轮噪音与振动问题会逐渐显现。

这些问题不仅会降低机械系统的工作效率，还可能影响工作环境和操作员的健康。

因此，深入了解机械传动系统中的齿轮噪音与振动分析，对于改善机械系统的工作性能至关重要。

一、齿轮噪音的成因分析齿轮噪音是指机械传动装置中齿轮的运动过程中产生的声音。

其主要成因包括以下几个方面。

1.1 齿轮啮合不均匀齿轮啮合不均匀是产生噪音的主要原因之一。

这种不均匀可能由齿轮制造过程中的误差、齿轮磨损等因素引起。

当齿轮啮合不均匀时，会引起冲击载荷，导致噪音产生和振动增加。

1.2 齿轮渐开线误差齿轮的渐开线误差是指齿轮齿面曲线不完全符合正常渐开线的情况。

这种误差会导致齿轮在啮合过程中产生振动和噪音。

1.3 齿轮材料与硬度问题齿轮的材料和硬度也会对噪音产生影响。

如果齿轮材料的强度不足或硬度差异较大，就容易在啮合过程中产生振动和噪音。

二、齿轮振动的分析方法为了解决齿轮传动系统中的振动问题，需要采用适当的分析方法来评估和解决。

2.1 齿轮传动系统的模态分析模态分析是一种用于研究物体振动的方法。

在齿轮振动分析中，通过对齿轮系统进行模态分析，可以得到齿轮系统的固有频率和模态形态，进而评估系统的稳定性和预测系统的振动情况。

2.2 有限元分析有限元分析是一种应用广泛的结构分析方法。

在齿轮振动分析中，可以利用有限元分析来模拟齿轮系统的动态响应。

通过对齿轮系统进行有限元分析，可以预测系统的振动模式、频率响应和应力分布等信息，为振动问题的解决提供参考。

三、齿轮噪音与振动控制方法为了减少齿轮传动系统中的噪音与振动问题，可以采用以下控制方法。

3.1 齿轮润滑适当的齿轮润滑可以减少齿轮啮合过程中的摩擦和噪音。

选择合适的齿轮润滑剂，确保齿轮表面的润滑膜厚度，可以有效降低噪音的产生。