Tol 21 No 3機械研究與應(yīng)用第21卷第3期00806MECHANICAL RESEARCH APPliCation2008年6月空分457齒輪箱故障診斷王華,包磊,宋昊明,郭穎,葉偉(蘭州石化公司設(shè)備維修公司,甘肅蘭州730060)摘要:通過對空分457齒輪箱振動大的原因進行分析,用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的方法提出了解決故障的措施。關(guān)鍵詞齒輪箱;振動;故障診斷中圖分類號:TH32.文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-4414(2008)03-0066-02Fault diagnosis of gear box in air separation compressor 2MCL-457Wang Hua, Bao Lei, Song Hao-ming, Guo Ying, Ye WeiEquipment maintenance company of Lanzhou petrochemical corporation, Lanzhou Gansu 730060, China)Abstract: In this paper, by analyzing the reasons of the gear box s vibration, methods to resolve the trouble are provided bymeans of machine condition monitoring and fault diagnostic technique.Key words: gear box; vibration; fault diagnosis1概述臺備用設(shè)備正處在大修階段無法立即停車,其布置圖齒輪傳動系統(tǒng)是各類機械設(shè)備中最常見的傳動如圖1所示。因此,對該設(shè)備加強巡檢由每周1次方式,齒輪是機械設(shè)備中最主要的連接及傳遞動力的增加到每周2次,且要求維護車間也加強維護力量,元件之一,齒輪振動可認(rèn)為是由旋轉(zhuǎn)同步的同期振動力保該機組運行。之后,監(jiān)測數(shù)據(jù)和頻譜均出現(xiàn)突信號加復(fù)雜的隨機信號形成齒輪傳動系統(tǒng)中齒輪本變,振動增大,同時,齒輪箱在運行過程中出現(xiàn)怪音、身破壞故障為最多,一般占齒輪傳動系統(tǒng)故障的發(fā)熱、電流波動大等現(xiàn)象設(shè)備監(jiān)測人員與大機組管60%以上,對于一些大型和連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備,一旦出理人員一同會診后要求裝置立即停車檢修。具體監(jiān)現(xiàn)故障就會造成很大的損失所以對齒輪進行故障診測情況如下:斷具有十分重要的意義(1)時域波形監(jiān)測發(fā)現(xiàn):齒輪箱高速軸(測點2故障診斷在空分457齒輪箱中的應(yīng)用HIV、HH)時域波形出現(xiàn)包絡(luò)現(xiàn)象且有尖峰出現(xiàn),振2.1甚本參數(shù)值為17mm/s,最高振值達(dá)22.5mm/s,這是因為齒嚙制氮裝置的空氣壓縮機2MCL-457由沈陽鼓風(fēng)合出現(xiàn)局部損傷時,沖擊強度大齒輪在嚙合過程中機廠生產(chǎn)制造其傳動裝置齒輪箱為雙圓弧齒輪,設(shè)齒上所受的力為周期性變化的沖擊力在該力的激勵備參數(shù)如下:下,齒輪產(chǎn)生衰減振動損傷特征顯露出來,且由于包(1)壓縮機參數(shù)絡(luò)處理將非周期性隨機振動改造為類周期振動,所工作轉(zhuǎn)速n1為2085/mn;介質(zhì)為空氣;流量為以頻域中有明顯尖峰呈現(xiàn)如圖2所示9700Nm3/h;入口溫度122℃;入口壓力073MPa。(2)齒輪箱參數(shù)大齒輪齒數(shù)Z1為137;小齒數(shù)Z2為32;速比為28;高速軸n2為1278/min;中心距為350mm;模數(shù)壓縮機m為5。由齒輪箱參數(shù)可計算出以下頻率:電機低速齒輪轉(zhuǎn)頻fn=n1/60=2983/60=49.7Hz高速齒輪轉(zhuǎn)頻fa=n2/60=12778/60=213Hz齒輪嚙合頻率f。=Zn=137×49.7=6811Hz圖1空分457機組布置圖22故障診斷2(2)齒輪箱監(jiān)測數(shù)據(jù)表1所示是8月15日8在對空分457進行巡檢時發(fā)現(xiàn)齒輪箱出現(xiàn)異常月20日兩次所測的齒輪箱低速齒輪高速齒輪振動情況,由于該設(shè)備負(fù)責(zé)向本廠各裝置提供氮氣,另值,從監(jiān)測數(shù)據(jù)可見,所有測點的振值均有增大趨勢收稿日期:2008-04-14作者簡介:王華(1971-),女,甘肅會寧人,工程師,主要從事技術(shù)管理方面的工作第21卷第3期機械研究與應(yīng)用Vol 21 No 3008年6月MECHANICAL RESEARCH APPLICATION200806且高速端增長最為明顯;而且,在高速端外側(cè)垂直方全未接觸的部分,這與監(jiān)測時嚙合不良故障的判斷一向釆集數(shù)據(jù)時儀器顯示“信號過載( signal overload致(要求按齒寬接觸班跡為90%,按齒高為50%);ded)”現(xiàn)象。⑥變速箱體水平中分面找水平,水平度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)實測為0.04/1000(要求水平度為0.05/1000;⑦用橋規(guī)測量兩平行線平行且在同一平面內(nèi),說明兩傳動軸平行度偏差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。出單以2530354圖2齒輪箱時域頻譜圖表1齒輪箱各測點數(shù)據(jù)/mm·s112000H LIV LH HOV HOH HIV HIH日期圖4齒輪箱高速端外側(cè)頻譜圖8.158.34210.746.2829.2425.1885.27210.5917.498.20961013.507.5027.0085.3885.38314.3322.499052.2052.1131.9282.2003.4175.2812.1032.9224故障處理由于兩齒存在嚙合不勻現(xiàn)象,所以,檢修人員在(3)趨勢圖圖3是齒輪箱高速端外側(cè)水平方檢修時根據(jù)長期的實踐經(jīng)驗判斷將上下兩圓弧齒輪向趨勢圖(其它測點相似),從圖中可見振動有突變進行調(diào)整具體方法為:點且有明顯的增大趨勢。(1)小齒輪上抬高速軸(小齒輪)主瓦向上抬,上抬0.13~0.14mm,目的是減小齒側(cè)間隙使齒輪嚙合情況好轉(zhuǎn);(2)適當(dāng)縮小中心距將中心距調(diào)整為350~004人,氣小(3)更換高速軸兩瓦盡管只有上瓦有磨損,但如果兩瓦不同時更換僅將高速軸主瓦上抬就會出現(xiàn)圖3齒輪箱高速端外側(cè)水平方向趨勢圖中心線不在一條線上的現(xiàn)象,這會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。4)頻譜圖圖4是齒輪箱髙速端外側(cè)頻譜圖(4)檢修結(jié)果檢修完畢,對該機組進行試運,圖中顯示了5次所測的頻譜,從頻譜可見,每次的譜監(jiān)測發(fā)現(xiàn)齒輪箱運行平穩(wěn),無怪音,無發(fā)熱現(xiàn)象檢修圖變化比較大,且8月22日監(jiān)測時的變化最明顯,在前后齒輪箱的監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示其中9月5日的譜圖上高速齒輪的轉(zhuǎn)頻213Hz及其諧波均有出現(xiàn),數(shù)據(jù)為檢修后的檢測數(shù)據(jù)。據(jù)計算,齒輪嚙合頻率為6811Hz。在8月22日監(jiān)測3結(jié)語時嚙合頻率較明顯,頻譜圖中的6820Hz對應(yīng)的幅值由以上分析可見,對該機組齒輪箱故障的診斷是為0.82my。說明齒輪箱故障急劇惡化,出現(xiàn)嚴(yán)重準(zhǔn)確的、監(jiān)測是有根據(jù)的從頻譜圖歷史數(shù)據(jù)、時域的嚙合不良,需立即停車檢修。波形及趨勢圖都做了詳細(xì)的分析這為以后齒輪箱的2.3檢修情況故障診斷提供了寶貴的經(jīng)驗。維修人員與大機組管理、監(jiān)測人員打開齒輪箱,參考文獻(xiàn):對其進行全面檢查和測量,發(fā)現(xiàn)以下情況:①上下兩圓弧齒齒根均有磨損現(xiàn)象,小齒輪凸圓面磨損嚴(yán)重;[1]李國華機械故障診斷[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,199②高速軸自由端上瓦有兩處燒損;③聯(lián)軸器端瓦有裂2]虞和濟.設(shè)備故障診斷工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社紋出現(xiàn)④齒側(cè)間隙較大實測為.50m(要求齒側(cè)【31何正嘉機被設(shè)備非平穩(wěn)信號的故障診斷原理及應(yīng)用[M,北間隙為0.20mm~0.40mm);⑤接觸斑跡不均勻,出京:高等教育出版社,2001現(xiàn)兩頭接觸中間無接觸痕跡的現(xiàn)象,說明嚙合面有完