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1 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。齿轮在机械加工273694922.doc
第ｌ１期 ２０１０年１１月 机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ２２９ 文章编号：１００１—３９９７（２０１０）１ １－０２２９—０２ 高速线材轧机同步齿轮箱故障监测与诊断研究 王素琳 （武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司，鄂州４３６００２） Ｆａｕｌｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｌｉｎｅ ｒｏｌｌｉｎｇ－ｍｉｌｌ ｓｙｎｃｈｒｏ ｇｅａｒ ｃａｓｅ ＷＡＮＧ Ｓｕ—ｌｉｎ （Ｅｃｈｅｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｗｕｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｅｚｈｏｕ ４３６００２，Ｃｈｉｎａ） 【摘要】提出了共振解调技术的数学模型，求解了该模型的脉冲响应，为该技术在正常低频振动 中提取所夹带的微小冲击信号的应用提供了理论依据。同时介绍了采用共振解调技术在高速线材轧机 同步齿轮箱轴承和齿轮故障诊中的应用效果，说明共振解调技术在提取齿轮、轴承机械故障的微小冲 击的应用上是非常有效的。 关键词：轧机轴承；共振解调；故障诊断 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｂａｓｉｓ ｏｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｗｅｅｎｓｙ ｉｍｐｕｌｓｅ ｆｒｏｍ ｎｏｒｍａｌ ｌｏｗ ｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒｏｌｌｉｎｇ－ｍｉｌｌ ｓｙｎｃｈｒｏ ｇｅａｒ ｃａｓｅ’ｓ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｇｅａｒｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏ－ ｓｉｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｗｅｅｎｓｙ ｉｍｐｕｌｓｅ ｆｒｏｍ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｕｈ，ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｇｅａｒ ａｎｄ ａｘｌｅｔｒｅｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｏｌｌｉｎｇ－ｍｉｌｌ；Ｂｅａｒｉｎｇ；Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｃｌｅａｖａｇｅ；Ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ 中图分类号：ＴＨ１６文献标识码：Ａ ｌ引言 振动信号分析是机械设备故障诊断的关键技术，起着从检 测信号中提取有用信息，压制和滤除干扰，找出故障征兆和故障 发展趋势的重要作用。而故障征兆的明显特征是振动信号中含有 冲击信息，机械传动的轴承，齿轮等关键部件都具有这个特点。例 如，轴承外圈与滚动体出现点蚀、剥落等缺陷时，轴承外圈与滚动 体之间的碰撞反映到振动信号中是一种脉冲冲击，脉冲冲击是周 期性的强迫振动，周期为轴承外圈故障特征频率的倒数。脉冲冲 击引起的强迫振动本身是高频的，振动频率一般在２５ｋＨｚ以上， 而强迫振动强度又十分微弱，冲击脉冲宽度不足１Ｉｘｓ，幅度约 ０．０５伏，如机械振动采用加速度来衡量其振动的幅度，各种分量 的总和约１０￣９．８ｍ／ｓ ，而微小的冲击仅为０．０１￣９．８ｍ／ｓ 。这不同于 强大正常的低频振动，微小的冲击被强大正常的低频振动夹带 着，是典型的正常信号夹带瞬间反常现象的情况。 因此如何从强大的正常的低频振动中提取微小的冲击信息就 成为十分重要的课题，它是对设备做精密诊断的重要方法，采用共 振解调技术再配合故障诊断专家系统可以有效解决这个问题。 ２问题的提出 由于冲击是周期性的强迫振动，用ＦｆＹＩ’对轴承的振动信号 进行频谱分析，能否提取出微小冲击的频谱呢？例如，数控机床加 工模拟装置采用了型号为６３０７的轴承，轴承外圈有故障时的特 征频率在２００Ｈｚ以内。在轴承外圈有故障时，采用ＩＣＰ型加速度 传感器进行测量，实测轴的转速为１４５０ｄｍｉｎ，选择８ｋＨｚ的采样 女来稿日期：２０１０－０１—２０ 频率，对轴承座的振动信号采样１０２４个点进行Ｆ 的频谱分 析，谱图上基本不包含（０－２００）Ｈｚ范围内的频谱。由此可见用 ＦＦＴ提取出微小冲击的频谱是困难的。 ３共振解调技术 共振解调技术是采用硬件提取微小脉冲冲击的有效方法 ｑ。 设微小冲击脉冲是周期性的脉冲列，周期为 ｓ，脉冲宽度 为 ｓ。由于冲击脉冲含有丰富的高频分量，一般都在２０ｋＨｚ以上。 因此，选取滤波器拉氏变换的数学模型为： Ｋ ｓ ｓ）＝一ｊＬ （１） ＋ Ｏ）ｏ ｓ 式中：Ｋ～滤波器的放大倍数，可根据调试效果进行选择；ｏ９ ～滤 波器的中心频率， 。＝２Ｔ ，（ｆｏ＝２０ｋＨｚ）；Ｑ滤波器的品质因 数，取Ｑ＝ｌＯ 得：ｇ（ ） 丁 （２） ＋１０ ＋１０ ｇ（ｓ）的输入为夹带微小冲击的强大低频振动信号，输出为 谐振信号。 实测转速为１４５０ｄｍｉｎ，由６３０７轴承参数计算其外圈故障 的特征频繁 ７８Ｈｚ。可见 （ ，说明描述故障信息的脉冲列的 频率远远小于带通滤波器的谐振频率，因此，描述故障信息的微 小冲击的脉冲列对滤波器的作用只需考虑脉冲列的一个周期对 滤波器的作用即可。 设微小冲击脉冲的一个周期可用下式描述：
齿轮箱漏油解决方案
引言
齿轮箱是许多机械设备中不可或缺的部件，其发挥着传动和支持功能。然而，由于使用不当、制造缺陷或长时间运行带来的磨损和老化等原因，齿轮箱可能会出现漏油的问题。齿轮箱漏油不仅会降低机器的工作效率，还可能导致更严重的机械故障。因此，我们需要采取一些解决方案来解决齿轮箱漏油问题。
识别漏油原因
在解决齿轮箱漏油问题之前，我们首先需要准确地识别漏油的原因。常见的齿轮箱漏油原因包括：
1. 轴封磨损：轴封是防止润滑油从齿轮箱泄漏的关键部件，如果轴封磨损或老化，就会导致漏油问题。
2. 排气孔堵塞：齿轮箱内部的排气孔负责释放齿轮箱内部产生的气体压力，如果排气孔被堵塞，就会导致压力积聚，进而引起漏油。
3. 密封垫老化：齿轮箱中的密封垫有助于防止润滑油泄漏，但随着时间的推移，这些密封垫会老化并失去密封效果。
4. 空心轴孔：齿轮箱连接到其他设备的空心轴孔可能会出现缺陷或裂纹，导致润滑油从轴孔泄漏。
通过仔细检查齿轮箱和相关部件，我们可以确定具体的漏油原因。 解决方案
1. 替换轴封
如果漏油问题是由轴封磨损或老化引起的，最直接的解决方案就是替换轴封。根据齿轮箱的不同设计，这可能需要拆卸齿轮箱并找到相应的轴封进行更换。确保选购与原轴封相匹配的高质量轴封，并按照制造商的说明进行正确安装。
2. 清理排气孔
堵塞的排气孔是另一个常见的漏油原因。可以通过使用适当的工具和清洁剂来清理排气孔。确保排气孔完全畅通，并在清理后进行必要的测试以确保正常工作。定期检查和清理排气孔可以预防漏油问题的发生。
3. 更换密封垫
如果齿轮箱的密封垫老化或损坏，润滑油就会从垫片处泄漏。这种情况下，更换密封垫是解决漏油问题的关键。在选择新的密封垫时，务必确保其与齿轮箱和润滑油兼容，并按照制造商的建议进行更换。
4. 修复或更换空心轴孔
对于由空心轴孔引起的漏油问题，需要修复或更换空心轴孔。首先，检查空心轴孔，确认问题的具体位置。根据损坏的程度，可以采取修补措施，如焊接或填充剂修复，或者更换整个轴孔以确保密封性能。 维护和预防措施
ｌ＿ ＿ 够 醪
二棒粗轧机减速箱传动输出装置的改进与维护要点
余军
（棒线厂） ｌ■
摘要：介绍二棒材粗轧机减速箱传动输出装置的结构特点，总结其常见故障形式并分析产生
原因，介绍改造内容及其效果，提出日常维护要点。
关键词：棒材粗轧机；减速箱传动输出装置；故障；维护
Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｏｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｏｕｔｐｕｔ Ｕｎｉｔ ｏｆ
Ｇｅａｒ Ｂｏｘ ｏｆ Ｒｏｕｇｈ Ｍｉｌｌ ｏｆ Ｎｏ．２ Ｂａｒ Ｌｉｎｅ
ＹＵ Ｊｕｎ
（Ｂａｒ ａｎｄ Ｒｏｄ Ｐｌａｎｔ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｕｔｐｕｔ ｕｎｉｔ ｏｆ ｇｅｎｒ ｂｏｘ ｏｆ ｒｏｕｇｈ ｍｉｌｌ ｏｆ Ｎｏ．２ Ｂａｒ Ｌｉｎｅ
ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃａｕｓｅｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ ｄｅｔａｉｌｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｒｏｕｔｉｎｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｒｏｕｇｈ Ｍｉｌｌ ｆｏｒ Ｂａｒ；Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｏｕｔｐｕｔ Ｕｎｉｔ ｏｆ Ｇｅａｒ Ｂｏｘ；Ｆａｉｌｕｒｅ；Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
１前言
二棒粗轧机减速箱传动输出装置结构见图
１ａ，其主要特点： （１）万向型传动装置，有
平一立２种形式，可以根据工艺要求调节万向
轴长短，即使减速箱输出轴与轧机同轴度有小
量偏差，也能正常工作。 （２）减速箱传动输
出装置是通过两对花键啮合传动，并在低速重
载，瞬间冲击强度大的情况运行，由于减速箱
传动输出轴中心距Ｉ：Ｉ￣Ｌ辊中心距小，承受一定
的偏摆角度，因此要求输出装置各部件的配合
