齿轮箱故障分析

行星齿轮箱故障诊断方法1. 引言1.1 引言行星齿轮箱是一种常见的传动装置，在各种机械设备和车辆中被广泛应用。

它能够有效地将动力传递给机械系统，从而实现各种动力传动和转速调节的功能。

由于长时间的使用和磨损，行星齿轮箱可能会出现故障，导致设备性能下降甚至完全失效。

及时准确地诊断行星齿轮箱的故障非常重要。

本文将介绍行星齿轮箱的故障现象、可能的原因、诊断方法、常见解决方案和预防措施，帮助读者更好地了解行星齿轮箱故障的发生和处理方法。

通过掌握这些知识，读者可以及时发现和解决行星齿轮箱的故障，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和安全性。

在本文的指导下，读者可以更加有效地管理和维护行星齿轮箱，确保设备的正常运行和高效工作。

愿本文能够为读者提供有价值的信息和帮助，使他们能够更好地了解和处理行星齿轮箱故障问题。

2. 正文2.1 故障现象故障现象是指在行星齿轮箱工作过程中可能出现的各种问题和异常情况。

通过观察和记录这些故障现象，可以帮助工程师们更快速、准确地诊断问题，并采取相应的处理措施。

常见的行星齿轮箱故障现象包括：轴承异响、运转噪音过大、温升异常、油品泄漏、齿轮磨损严重、工作效率下降等。

轴承异响可能是轴承损坏或润滑不良导致的；运转噪音过大可能是齿轮配合间隙过大或叶轮受损；温升异常可能是润滑油渗漏或油温过高所致；油品泄漏可能是密封件老化或松动；齿轮磨损严重可能是使用寿命到期或润滑不当引起的；工作效率下降可能是因为零部件磨损过大或系统故障。

通过仔细观察和分析这些故障现象，可以有针对性地进行故障诊断和解决方案的制定。

定期检查和维护行星齿轮箱，及时处理故障现象，可以提高设备的可靠性和工作效率，延长设备的使用寿命。

2.2 故障可能原因行星齿轮箱故障可能原因很多，主要包括以下几个方面：1. 润滑不足：行星齿轮箱在工作过程中需要足够的润滑油来减少摩擦和磨损，如果润滑油不足或质量不合格，就会导致齿轮箱零件间的摩擦增大，从而引起故障。

风电齿轮箱的故障分析和维护风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、控制系统、发电机、塔架等组成。

其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。

因此增速齿轮箱设计及制造相当关键。

同时风力发电机组增速齿轮箱由于其使用条件的限制，要求体积小，重量轻，性能优良，运行可靠，故障率低。

随着风电行业的发展，更多更大功率的机组投入商业化运营，因而其维修费用更高。

虽然世界上著明的齿轮箱制造企业，如德国的Renk公司，Fland公司，Eickhoof公司以及一些中小企业在这方面都作了研究，并且有的企业也付出了很大的代价，但目前世界风电行业所用增速齿轮箱仍然事故较多。

因此，采用先进技术，分析其失败的原因，总结和吸收以往开发其它项目齿轮箱成功的经验，研制高技术性能，高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。

一、风电齿轮箱故障分析（一）、齿轮传动的故障原因分析齿轮传动是机械设备中设备中最为常用的传动方式之一。

风电齿轮箱运行状态的正常与否直接关系到整台机组的工作状况。

据有关资料统计，齿轮箱发生故障有40％的原因是由于设计、制造、装配及原材料等因素引起的，即是由制造单位设计制造引起的；另有43％的原因是由于用户维护不及时和操作不当引起的；还有17％的原因是由于相邻条件（如电机、联轴节等）的故障或缺陷引起的。

当然，风电齿轮箱故障原因是否有这比例关系，还要经过统计得出。

由此可见，为了确保风电齿轮箱安全、正常地运行，提高齿轮传动的可靠性，一方面需要改进设计、提高加工制造精度以及改善装配质量，另一方面则必须提高运行管理和维护水平，对齿轮传动装置进行状态监测和故障诊断。

(二).齿轮箱中主要故障及其原因分析据统计,齿轮箱中其次是轴承，占20％；再者是轴，占10％。

最后是箱体和紧固件。

由此可见，在齿轮箱中齿轮本身的故障所占比重大。

说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其运行维护水平是关键问题。

齿轮箱和齿轮副常见故障导致齿轮失效的主要原因之一是齿轮副设计时只考虑了一个方向的运行。

失效通常是由对齿轮箱不正确的双向运转或齿轮组逆向安装造成的。

除非是特别制造的双向齿轮，齿轮轮齿不受力的一侧加工比受力侧粗糙，公差比受力侧高。

齿轮的过载也是失效的主要原因之一。

在一些场合，过载是持续的，这显示该齿轮箱不适合这种应用。

有时过载是间歇的，发生在速度变化时，或因特殊的生产要求引起转矩载荷的瞬时阻碍。

安装误差，包括原始的和派生的，也是引起齿轮失效的主要原因。

确保齿轮安装正确的唯一方法是严格遵循齿轮的安装说明。

在齿轮运行一个较短的时间后可以观察到齿轮的磨损模式。

如果这个模式和制造商的说明书上不同，需进行校准调整。

导致安装误差出现的主要原因是维护不当。

齿轮副的正确校准，尤其是较大的齿轮，不是一件容易的事。

齿轮箱制造商一般不提供一个简易、明确的方法保证各轴之间平行且轴心距正确。

派生的安装误差出现也是齿轮驱动失效的常见原因。

大多数的齿轮箱用于驱动其它系统组件。

如果从动单元出现安装误差常常也会直接影响齿轮。

从动组件的安装误差所导致的加载区的变化会引起齿轮组的安装误差。

齿轮箱的原始安装误差和齿轮箱之间的或成对的组件之间的安装误差产生的效果是相同的。

对齿轮进行目测，可以发现引起齿轮损耗和失效的潜在因素。

齿轮轮齿的磨损模式或变形为判断外力作用提供了线索。

正常磨损齿轮正常磨损模式，各个轮齿高于或低于节线的整个表面都十分光滑。

非正常磨损1、磨蚀磨蚀是轮齿较为独特的磨损模式。

模式的改变取决于磨蚀的类型和它特殊的外力作用。

由润滑油中的微粒所引起的磨蚀磨损，从轮齿根部到顶部会有划痕。

2、化学侵蚀和腐蚀润滑油中的水和其它杂质也会引起齿轮退化和故障提早发生。

（表面有不规则的小凹坑）3、过载这种模式是由过度的齿轮载荷变化引起的。

过度的转矩载荷引起的局部腐蚀，表面锈斑由润滑油的内爆所产生的，轮齿边缘有局部过载疲劳断裂。

轮齿表面的检查轮齿表面主要失效形式的形态1、疲劳点蚀的形态特点疲劳点蚀是闭式齿轮最常见的齿面失效形式，主要发生在靠节线处齿根面的部位。

船舶齿轮箱故障分析及修复工艺发布时间：2022-05-16T07:48:18.573Z 来源：《科学与技术》2021年34期作者：陈巍[导读] 随着经济和各行各业的快速发展，船舶齿轮箱存在横多故障。

陈巍中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江省哈尔滨市，150066摘要：随着经济和各行各业的快速发展，船舶齿轮箱存在横多故障。

齿轮箱也叫增速箱，是动力装置与传动装置之间的一种重要连接部件，也是动力类机械设备所必不可少的部分，其主要作用是动力传递，还可以通过齿轮箱齿轮副的增速作用来提升动能，被广泛应用于汽车变速箱、减速器、差速器、风力发电机组、冶金鼓风机、透平压缩机、选矿冶金设备等大中型旋转机械上。

滑动轴承即是在滑动摩擦下工作的轴承，其类型多样，按承载方向分为径向滑动轴承和止推滑动轴承，径向滑动轴承又分为整体式、剖分式、调心式；此外，按润滑形式也可以分为液体摩擦滑动轴承、非液体摩擦滑动轴承。

滑动轴承的结构相对简单，主要构成部分包括轴承座、轴承盖、轴瓦等部件。

整体式滑动轴承由轴承座和整体轴套组成，其最大优点是成本低廉，但当轴套磨损或其轴承间隙无法调整，一般多用于低速、轻载或间隙性工作的机器上；剖分式滑动轴承通常由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦以及双头螺柱组成，因为轴瓦被剖分为上下两部分，便于在磨损后通过减少剖面垫片厚度来调整轴承间隙。

推力轴承主要由轴承座和止推轴颈组成，非液体摩擦滑动轴承一般将轴瓦和轴承座制成一体，齿轮箱上用得较多的是单环或多环式。

关键词：船用齿轮箱；故障分析；管理对策引言近年来，我国船舶制造行业发展快速，因此为了有效降低齿轮箱故障诊断错误率，本文提出采用标准BP神经网络进行船舶齿轮箱故障诊断进行对比测试。

首先对测试数据进行统计，并利用小波分析提取出船舶齿轮箱故障诊断特征，最后建立神经网络对其故障进行诊断，经相关故障实例分析可知，本故障诊断方法能有效提高船舶齿轮箱故障诊断效果，除此之外，本文还对船用齿轮管理对策进行阐述。

齿轮箱常见故障及处理措施一、齿轮箱常见故障。

1.1 齿面磨损。

这是齿轮箱相当常见的一个毛病。

就像人走路走多了鞋子会磨破一样，齿轮长时间运转，齿面相互摩擦，就容易磨损。

造成齿面磨损的原因有不少呢。

比如说润滑不到位，齿轮在干巴巴的状态下工作，那齿面就像没抹油的机器部件，互相摩擦得厉害，磨损自然就快了。

还有啊，如果齿轮箱里进了杂质，那些小沙子、铁屑之类的，就像眼睛里进了沙子一样，在齿面间捣乱，加剧磨损。

1.2 齿根折断。

这可是比较严重的故障了。

想象一下，齿轮的齿根就像大树的根基，根基要是断了，那这棵“大树”可就倒了。

齿根折断的原因往往和受力过大有关。

就好比让一个人扛超出他能力的重物，时间一长，腰就可能折了。

要是齿轮在工作的时候突然受到很大的冲击力，或者长期承受过载的力，齿根就容易断。

有时候设计不合理，齿根部分比较薄弱，也会埋下这个隐患，真是“先天不足，后天难补”啊。

二、处理措施。

2.1 针对齿面磨损。

如果是润滑问题，那就得好好检查润滑系统了。

就像给机器“喂饭”一样，要确保润滑油能按时、按量地到达齿轮的齿面。

该换油就换油，别舍不得那点油钱，不然到时候维修成本可就高了。

要是发现齿轮箱里有杂质，那就得赶紧清理。

这就好比打扫房间，把那些脏东西都清出去，齿轮才能在干净的环境里工作。

可以采用专门的过滤装置，把杂质都拦住，不让它们再去破坏齿面。

2.2 针对齿根折断。

如果是因为受力过大，那就要好好检查整个传动系统了。

看看是不是有什么地方卡死了，导致齿轮突然受力。

要调整好负载，不能让齿轮干超出它能力范围的活。

要是因为设计问题，那可能就得重新设计或者改进了。

这就像房子盖得不稳，得推倒重盖或者加固一样。

不过这可不像修修补补那么简单，得找专业的人来做，毕竟这是个技术活，不能“眉毛胡子一把抓”。

三、预防故障的建议。

3.1 日常保养很重要。

要像照顾孩子一样照顾齿轮箱。

定期检查，听听有没有异常的声音，就像听孩子有没有哭闹一样。

看看润滑油的量和质，有没有泄漏的地方。

齿轮箱典型故障一一、齿轮磨损齿轮磨损是齿轮箱最常见的故障之一。

当齿轮长时间运行或承受过大载荷时，齿面会逐渐磨损，导致齿轮间隙增大，严重时甚至会影响齿轮的啮合。

为了防止齿轮磨损，可以采取以下措施：定期检查齿轮的磨损情况，及时更换磨损严重的齿轮；选用耐磨性能好的齿轮材料；优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力。

二、轴承损坏轴承是齿轮箱中的重要部件，其主要作用是支撑齿轮和其他转动部件。

当轴承出现故障时，会导致齿轮箱振动、噪声增大，严重时甚至会影响设备的正常运行。

为了防止轴承损坏，可以采取以下措施：选择质量好的轴承材料和制造工艺；定期检查轴承的运行状态，及时发现并解决轴承故障；优化轴承设计，提高轴承的承载能力和使用寿命。

三、润滑不良润滑是齿轮箱正常运行的重要保障。

当润滑不良时，齿轮和其他转动部件的摩擦会增大，导致齿轮箱温度升高、噪声增大、齿面磨损加剧。

为了改善润滑状况，可以采取以下措施：选用合适的润滑剂和润滑方式；定期检查润滑系统的运行状态，及时发现并解决润滑问题；优化润滑设计，提高润滑效果。

四、密封问题密封问题也是齿轮箱的常见故障之一。

当密封不良时，水分、杂质等物质会进入齿轮箱内部，导致齿轮和其他转动部件腐蚀、磨损加剧。

为了解决密封问题，可以采取以下措施：选用性能良好的密封材料和密封结构；定期检查密封件的磨损情况，及时更换磨损严重的密封件；优化密封设计，提高密封效果。

五、负载过大负载过大是导致齿轮箱故障的另一个重要原因。

当设备承受的载荷超过其承受能力时，齿轮和其他转动部件会受到过大的应力，导致齿轮箱损坏。

为了防止负载过大，可以采取以下措施：合理设计载荷分配，避免单个设备承受过大的载荷；定期检查设备的运行状态，及时发现并解决超载问题；优化设备结构，提高设备的承载能力。

六、机械损坏机械损坏包括齿轮、轴承、轴等主要部件的断裂、变形等故障。

这些故障通常是由于制造缺陷、安装不当、运行不当等原因导致的。

为了预防机械损坏的发生，可以采取以下措施：严格把控零部件的制造和安装过程；加强设备的维护和检修工作；及时发现并解决设备运行中的异常情况。

风电机组齿轮箱故障分析摘要：近年来，我国风力发电大规模发展，随着风电机组的大批量装机投用以及投运时间的不断累积，各类故障也随之出现，主齿轮箱故障就是其中一类重要故障。

本文根据某大型风电场投运近十年来的故障实例，对风电机组齿轮箱部件失效故障进行分析，并提出一些故障处理的思路和建议。

关键词：风电机组；齿轮箱；故障；失效1齿轮箱的重要作用风电机组的发电原理就是将风的动能由风轮转化为机械能，再将机械能由发电机转化为电能。

齿轮箱的作用是将风轮的低转速增至发电机所需的高转速。

齿轮箱是传动链中最重要的部件，其设计及制造非常关键，要求体积小，重量轻，性能优良。

虽然各大齿轮箱制造企业对齿轮箱进行了深入研究和性能优化设计，但目前世界风电行业所用增速齿轮箱仍然故障较多。

齿轮箱一旦发生故障，维修将会非常困难，严重影响到了风电场的经济效益。

2齿轮箱故障分析2.1齿轮失效2.1.1轮齿折断齿轮的轮齿有很多种不同的折断形式，其主要表现在齿根疲劳导致弯曲折断，因为齿根在轮齿受力时产生的弯曲应力最大，并且齿根与轮盘的连接部分及截面突变等造成的应力比较集中，所以，当力矩重复作用在轮齿上时，疲劳裂纹就很容易在齿根处形成并向周围延伸，最终导致轮齿受力过度而折断。

过载折断都是由于轮齿上受到的力大于其本身可以承受的最大应力而导致的，产生的原因有很多，常见的有啮合区域有硬物卡入或齿轮由于过度磨损后齿面变薄时受到冲击导致，如图１所示：为了提高轮齿的抗折断能力，可采取下列原则：①用增大齿根过渡圆角半径及消除加工痕的方法来减小齿根应力集中；②增大轴及支承的刚性，使齿轮接触线上受载较为均匀；③采用合适的热处理方法使芯材料具有足够的韧性；④采用喷凡、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。

2.1.2齿面点蚀风电机组齿轮箱齿轮传动形式为闭式传动，润滑环境良好，而齿面点蚀闭环传动中最常见的轮齿失效形式，点蚀是由于齿面在不断变化的受力作用下，由于应力作用产生的损坏现象，呈现出麻点状。