机械故障诊断之齿轮故障小议
齿轮减速机的故障诊断与维护方法
齿轮减速机的故障诊断与维护方法齿轮减速机是一种常见的机械传动装置，广泛应用于机械设备中。
然而，在长时间的运行过程中，由于各种原因可能会出现故障。
因此，了解齿轮减速机的故障诊断和维护方法，对于延长设备寿命、保持高效工作状态至关重要。
本文将介绍齿轮减速机的常见故障及其诊断方法，以及维护齿轮减速机的一些建议。
首先，我们来了解齿轮减速机的常见故障及其诊断方法。
1. 齿轮磨损和断裂：齿轮减速机长时间使用后，齿轮表面会磨损或出现断裂，导致传动效率下降甚至中断。
为了及时诊断这种故障，我们可以通过观察齿轮表面的磨损情况来判断。
如果齿轮表面出现明显的磨损，甚至断裂，那么说明齿轮出现了故障。
此时需要更换损坏的齿轮，并检查是否有更深层次的问题。
2. 轴承故障：轴承是齿轮减速机中承受载荷的重要部件，常常会由于磨损、过热等原因出现故障。
当轴承故障时，通常会发出明显的噪音，并伴有振动。
为了诊断这种故障，我们可以通过观察轴承是否出现异响和检测轴承的温度变化来判断。
如果轴承发出异常噪音，并且温度升高，则可以判断轴承存在故障。
此时需要及时更换故障的轴承，并检查是否有其他原因导致轴承故障。
3. 油液问题：齿轮减速机的运行需要润滑油来保持齿轮的正常运转。
然而，油液可能会因为老化、过热或污染等原因造成故障。
为了诊断这种故障，我们可以通过观察油液的颜色和气味来判断。
如果发现油液变黑、变稠或发出不正常的气味，那么需要更换油液。
此外，还应定期检查油液的油面高度和清洁度，以确保齿轮减速机的正常运行。
接下来，我们将重点介绍齿轮减速机的维护方法，以延长其寿命和保持高效工作状态。
1. 定期清洁：定期清洁齿轮减速机是保持其正常运行的关键。
在清洁过程中，应注意避免过度清洗，以免损坏重要零部件。
同时，要使用适当的清洗剂和工具进行清洁，并彻底清除污垢和沉积物。
2. 合理润滑：齿轮减速机的运行需要适量的润滑油，以减少摩擦和磨损。
因此，在使用过程中，需要定期检查润滑油的油面高度和清洁度，并及时更换老化或变质的润滑油。
齿轮常见故障类型及诊断方法
的应力集中， 交变载荷易使根部产生裂纹最终导致 断裂 ， 裂纹的扩展可以是沿横向的， 也可以是沿斜线 向上 的… 。因此 ， 裂 形 式 可 能是 齿 根 ， 可 能 是 断 也
齿顶 部分 ， 如图 １ 示 。 所
图 ２ 齿 的磨 损 与点 蚀
４ 实例分析
图 ５为齿轮箱实测频谱图， ５ 为修理前的频 图 ａ 谱， 可以看 出， 在各阶啮合频率 附近均有明显的边
带， 且总 的振动 量级 均较 高 ； ５ 图 ｂ是修理后 的结 果 ，
部放大， 用来判断或读出故障的特征信息 。
细化谱边频诊断故障一般从 ２方 面着手 ： １ （）
利用 边带 的对 称性 ， 出 ±ｎ （ 找 ｎ＝１ ２ … ） ， ， 的频
率关 系 ， 确定 是否 成 为一 组 边带 ， 如果 是 边 带 ， 可 则
知道啮合频率 和调制信号频率 ； ２ 比较 各次 （）
测量中边带幅值变化 的趋 势。由此 ２点 ， 就可判断
故 障 的类 型 和故 障发 展 的程 度 。
磨损的因索 ， 故齿轮磨损后齿的几何形状 、 厚度均产
１ 常见故 障类型 和失效 比例
１ 齿的断裂 ， ） 故障比例为 ４ ％ ； １ ２ 齿 面疲 劳 （ ） 点蚀 、 落等 ） 失效 比例 为 ３％ ； 剥 ， １
３ 齿 面划 痕 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０ ４ 齿 面磨 损 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０
中图 分 类 号 ：Ｈ１２ Ｔ ３
在齿 轮箱 的诊 断 中 ， 几乎 涉 及 了旋转 机 械 中 大
疲 劳 和 过 负荷 断 裂从 本 质上 说 是 由 于设 计 、 制 造 、 配不 良而 引 起 的轴 系 共振 、 的弯 曲 、 装 轴 系统 速 度 的急 剧 变化 、 不平 衡载 荷等原 因造成 的 。
(完整版)齿轮故障诊断知识专题总结
齿轮故障诊断知识专题总结
一、齿轮故障类型
注：统计资料表明，上述四类故障占齿轮故障的92%左右，为经典多发故障。
二、常用的齿轮故障分析方法
对齿轮故障进行分析的常用方法：
1、细化谱分析法：增加频谱中某些有限频段上的分辨能力；
2、倒频谱分析法：是功率谱对数的逆功率谱，是对频谱图上周期性频率结构成分的能量做了又一次集中，在功率的对数转化时给低幅值分量有较高的加权，而对高幅值分量以较低的加权，从而突出了小信号周期。
3、时域同步平均分析法：保留和齿轮故障有关的周期信号，去除其他非周期成分和噪声的干扰，提高信噪比。
这三种方法在诊断齿轮故障时非常有效，在我们设计在线状态监测系统时，要在齿轮箱故障分析模块中一定要加入这三个分析方法。
三、齿轮故障对照表
综上所示，对齿轮箱进行故障分析时，在时域和频域上要着重观察以下内容：
1、各齿轮副的啮合频率及其谐波；
2、各齿轮副的啮合频率及其谐波的边频带；
3、各齿轮副主动轮与从动轮之间的转频差；
4、周期为两齿轮齿数的最小公倍数除以其中任一齿轮每秒钟转过的齿数的脉
冲信号；
5、时域信号上幅值上下两端包络线的对称性。
HXD1C型电力机车牵引齿轮故障诊断
HXD1C型电力机车牵引齿轮故障诊断HXD1C型电力机车是一种重要的牵引动力设备，其正常运行对于铁路运输的安全和效率具有重要意义。
然而，由于长时间、高负荷的使用，机车零部件会出现故障，其中牵引齿轮故障是常见的问题之一。
本文将介绍HXD1C型电力机车牵引齿轮故障的诊断方法，以提高机车运行的可靠性和安全性。
首先，以压电传感器为例，介绍了故障诊断技术的基本原理。
压电传感器是通过检测元件本身的电压、电流以及输出信号的变化来判断元件是否存在故障。
在牵引齿轮的故障诊断中，可以设置压电传感器来监测传动系统中的齿轮磨损程度、齿轮间隙和齿轮连接强度等参数，从而判断齿轮的工作状态是否正常。
其次，讨论了振动分析技术在牵引齿轮故障诊断中的应用。
振动分析技术是通过检测传动系统产生的振动信号来识别动力机车中出现的故障现象。
牵引齿轮在正常运行时会产生一定的振动，而当牵引齿轮存在故障时，振动信号会发生明显的变化。
通过分析振动信号的频谱特征和幅值变化，可以判断齿轮的磨损程度、齿形质量以及齿隙大小等信息，从而进行故障诊断。
接下来，介绍了红外热像仪在牵引齿轮故障诊断中的应用。
红外热像仪是一种可以测量物体表面温度分布的测量工具，适用于检测传动系统中的齿轮温度异常。
当牵引齿轮存在故障时，会引起齿轮摩擦和局部过热，通过使用红外热像仪可以直观地观测到齿轮的温度分布情况，以及是否存在局部过热现象，从而进行故障诊断。
最后，总结了以上几种故障诊断方法的优缺点。
压电传感器具有灵敏度高、安装方便等优点，但只能诊断齿轮表面的故障；振动分析技术可以全面、综合地评估齿轮的运行状态，但需要专业人员分析结果；红外热像仪可以直观地观察齿轮的温度分布，但受环境温度和湿度的影响。
综合利用以上方法，可以提高对HXD1C型电力机车牵引齿轮故障的诊断准确性和效率。
总之，HXD1C型电力机车牵引齿轮故障诊断是一项关键的技术工作，通过合理选择和综合利用不同的诊断方法，可以准确判断齿轮的工作状态，及时发现和解决故障问题，确保机车的正常运行。
机械故障诊断之齿轮故障小议
机械故障诊断中齿轮故障的探讨随着时代的不断发展，机械已日益成为生产过程中不可或缺的一部分。
而机械的高性能化、高自动化、高效率化是现代机械的一个重要发展方向。
齿轮作为传动机械设备中至关重要的部件，它不仅关乎机械的正常运转，且对整个生产过程的进度与经济效益等产生巨大影响。
而齿轮发生故障又是常出现的事件，因此，特别需要加强对齿轮故障原因和解决方法的研究。
本文将针对此进行粗略探讨。
<b> 现代化的不断发展使机械设备日益大型化、复杂化方向发展，其设备的构造与操作原理也愈加复杂。
齿轮是机械设备中用来传递动力的重要部件，而齿轮故障又时常发生，这无疑会对机械的整体运作产生不利影响。
所以，有必要对齿轮故障进行分析，并能理论联系实际，通过实际案例来寻求解决方法，从而做到故障出现时能及时解决并予以防范。
机械设备齿轮常见故障分析齿轮在机械设备中有个重要作用，这就是它能传递运动，而且能控制运动方向，影响运动速度。
而为更好地调控齿轮运转速度，就需要齿轮减速机装置的安装。
我们知道，与齿轮减速机有关的几个主要频率为轴频、齿轮的啮合频率、轴承的内外圈、滚动体、保持架的频率，它们与“谐频”、“边频”相结合，成为对齿轮减速机故障判定的依据。
同时，与齿轮减速机有密切关系的是齿轮振动，且通过齿轮振动是判断齿轮故障的一个重要方式。
因此，作者将重点讨论齿轮减速和齿轮振动的相关故障。
2.1齿轮振动发生故障的一个重要原因是齿轮在生产与安装中存在失误。
生产齿轮是齿轮得以发挥自身作用的首要条件，而生产制作中的微小误差就能导致齿轮的啮合精度降低，从而带来齿轮的振动和噪声增大，这些问题的出现无疑会提高齿轮的故障率[2]。
因而，我们的相关机械用户应高度重视齿轮的生产来源和安装。
2.2齿轮振动故障的另一个原因与齿轮工作环境的适应性有关。
因不同的工作环境在空气湿度、空气质量、温度等方面都存在差异。
而齿轮作为现代化机械，其对工作环境有一定要求。
因齿轮在啮合过程中，齿与齿连续冲击使齿轮产生受迫振动，如果此时其工作环境存在高湿度或其他不利影响，就会对齿轮的正常振动带来不利影响。
机械传动齿轮失效的诊断与检修
机械传动齿轮失效的诊断与检修摘要：在机械传动过程中，齿轮传动是一种非常重要的方式。
目前已经应用于几乎所有的机械行业，在国民经济的发展中起着重要的作用，大大提高了机械制造生产的效率。
经过多年的发展，我们发现齿轮传动过程中存在着一些问题，这些问题会导致齿轮传统的作用完全失效或是部分失效。
本文对机械传动齿轮失效的诊断与检修进行阐述。
关键词：机械传动齿轮失效诊断检修前言：机械传动齿轮具有效率高、结构紧凑、工作寿命长以及传动比稳定的优势，在机械传动形式中受到广泛欢迎。
机械传动齿轮的失效模式主要有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀以及塑性变形等情况，轮齿的啮合不合理时，就极容易造成齿轮结构的超负荷运转或冲击负荷的出现，相对较软的轮齿就会出现塑性变形，甚至会出现飞边、轮齿变圆等问题。
齿轮失去正常齿形后，啮合将会受到更严重的影响，大大降低了机械传动的效率与作用。
但它在诊断过程中需要的技术要求也较高，只有准确判断，才能准确定位问题，并进行改造或检修。
一、齿轮失效的主要形式1、轮齿折断轮齿受力后，相当于悬臂梁受载，齿根部弯曲应力最大，同时齿根又有较大的应力集中，因此，轮齿弯曲折断一般发生在齿根部分。
齿轮传动工作时，轮齿每啮合一次，齿根弯曲应力变化一次。
当弯曲应力超过弯曲疲劳极限，轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐渐扩展，致使轮齿折断，这种折断称为疲劳折断。
轮齿受到短时意外的严重过载或冲击载荷作用也易造成突然折断，这种折断称为过载折断。
2、齿面点蚀齿面点蚀是一种在轮齿表面上出现麻点的齿面疲劳损伤。
齿轮传动工作时，轮齿表面的接触应力呈脉动变化。
在接触应力作用下工作一定时间后，靠近节线的齿根表面就会出现若干小裂纹，润滑油渗入裂纹，当裂纹随轮齿啮合而闭合后，封闭在裂纹中的润滑油在压力作用下，产生楔挤作用而使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀。
齿轮发生齿面点蚀后，严重影响传动的工作平稳性并产生振动和噪音，影响传动的正常工作，甚至导致传动的破坏。
论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法
一、论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法一、齿轮啮合频率的机理由齿轮传动理论可知，渐开线齿廓齿轮在节点附近为单齿啮合，而在节线的两边为双齿啮合，啮合区的大小则由重叠系数ε决定。
因此，每对轮齿在啮合过程中承受的载荷是变化的，从而引起齿轮的振动，另外，一对轮齿在啮合过程中两齿面的相对滑动速度和摩擦力均在节点处改变方向，引起齿轮的振动.这两者形成了啮合频率fz 及其谐波Nfz ，其计算式为:60z nZf =式中 Z ——齿轮的齿数；n ——轴的转速，/min r 。
60z nZNf N =⋅式中N —自然数，1，2，3，……。
N=1称为基波，即啮合频率；N = 2，3，……时，称为二次，三次…谐波。
啮合频率fz 及其谐波Nfz 的频谱特点：①初始状态，啮合颇率的幅值最高，各次谐波的幅值依次减小(图1的实线部分)；②随着齿轮磨损的增加，渐开线齿廓逐渐受到破坏，使齿轮振动加剧，此时啮合频率及其各次谐波的幅值逐渐增大，而且各次谐波幅值的增加比啮合频率快得多(图中虚线所示)； ③磨损严重时，二次谐波幅值超过啮合频率幅值。
图1 啮合频率及其谐波图2 严重磨损时的啮合频率及其二次谐波由频谱图上啮合频率及其谐波幅值的增量可判断出齿轮的磨损程度。
啮合频率分析：（1）负载和啮合刚度的周期性变化负载和啮合刚度的变化可用两点来说明：一是随着啮合点位置的变化，参加啮合的单一齿轮的刚度发生了变化，二是参加啮合的齿数在变化。
如渐开线直齿轮，在节点附近是单齿啮合，在节线两侧某部位开始至齿顶、齿根区段为双齿啮合。
显然，在双齿啮合时，整个齿轮的载荷由两个齿分担，故此时齿轮的啮合刚度就较大；同理单齿啮合时，载荷由一个齿承担，此时齿轮的啮合刚度较小。
从一个轮齿开始进入啮合到下一个轮齿进入啮合，齿轮的负载和啮合刚度就变化一次，所以齿轮的负载和啮合刚度周期性变化的频率与齿轮旋转频率成整数倍关系。
（2）节线冲击的周期性变化齿轮在啮合过程中，轮齿表面既有相对滚动，又有相对滑动。
齿轮故障诊断的几种具体方法,经验总结
齿轮故障诊断的几种具体方法，经验总结齿轮在运行中如果发生故障就会影响到真个设备的运行状态,要如何来发现和诊断齿轮故障呢?有四种方法——时域平均法、边频带分析、倒频谱分析、Hilbert解调法，下面我们就来了解一下。
这是齿轮时域故障诊断的一种有效的分析方法。
该方法能从混有干扰噪声的信号中提取出周期性的信号。
因为随机信号的不相关性，经多次叠加平均后便趋于零，而其中确定的周期分量仍被保留下来。
时域平均法要拾取两个信号：一个是齿轮箱的加速度信号，另一个是转轴回转一个周期的时标信号。
时标信号就经过扩展或压缩运算，使原来的周期T转换为T’，相当于被检齿轮转过一整转的周期。
这时加速度测过来的信号以周期T’截断叠加，然后进行平均。
这种平均过程实质上是在所摄取的原始信号中消除其他噪声的干扰，提取有效信号的过程。
最后，再经过光滑滤波，得到被检齿轮的有效信号。
边频带成分包含有丰富的齿轮故障信息，要提取边频带信息，在频谱分析时必须有足够高的频率分辨率。
当边频带谱线的间隔小于频率分辨率时，或谱线间隔不均匀，都会阻碍边频带分析，必要时应对感兴趣的频段进行频率细化分析（ZOOM分析），以准确测定边频带间隔。
由于边频带具有不稳定性，在实际工作环境中，尤其是几种故障并存时，边频带错综复杂，其变化规律难以用具体情况描述，但边频带的总体水平是随着故障的出现而上升的。
对于有数对齿轮啮合的齿轮箱振动的频谱图中，由于每对齿轮啮合时都将产生边频带，几个边频带交叉分布在一起，仅进行频率细化分析识别边频特征是不够的，如偏心齿轮，除了影响载荷的稳定性而导致调频振动以外，实际上还会造成不同程度的转矩的波动，同时产生调频现象，结果出现不对称的边频带，这时要对它进行分析研究，最好的方法是使用倒频谱分析。
倒频谱分析将功率谱中的谐波族变换为到频谱图中的单根谱线，其位置代表功率谱中相应谐波族（边频带）的频率间隔，可以检测出功率谱图中难以辨别的周期性，从而便于分析故障。
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机械故障诊断之齿轮故
障小议
集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
机械故障诊断之齿轮故障小议随着时代的不断发展，机械已日益成为生产过程中不可或缺的一部分。
而机械的高性能化、高自动化、高效率化是现代机械的一个重要发展方向。
齿轮作为传动机械设备中至关重要的部件，它不仅关乎机械的正常运转，且对整个生产过程的进度与经济效益等产生巨大影响。
而齿轮发生故障又是常出现的事件，因此，加大对齿轮出现故障的原因与解决方法的研究尤显必要。
本文将针对此进行粗略探讨。
现代化的不断发展让机械设备也日益朝着大型化、复杂化方向发展，其设备的构造与操作原理也愈加复杂。
齿轮是机械设备中用来传递动力的重要部件，而齿轮故障又时常发生，这无疑会对机械的整体运作产生不利影响。
所以，有必要对齿轮故障进行分析，并能理论联系实际，通过实际案例来寻求解决方法，从而做到故障出现时能及时解决并予以防范。
机械设备中齿轮常见故障分析
齿轮在机械设备中有个重要作用，这就是它能传递运动，而且能控制运动方向，影响运动速度。
而为更好地调控齿轮运转速度，就需要齿轮减速机装置的安装。
我们知道，与齿轮减速机有关的几个主要频率为轴频、齿轮的啮合频率、轴承的内外圈、滚动体、保持架的频率，它们与
“谐频”、“边频”相结合，成为对齿轮减速机故障判定的依据。
同时，与齿轮减速机有密切关系的是齿轮振动，且通过齿轮振动是判断齿轮故障的一个重要方式。
因此，笔者将重点针对齿轮减速与齿轮振动的有关故障开展具体探讨。
2.1齿轮振动发生故障的一个重要原因是齿轮在生产与安装中存在失误。
生产齿轮是齿轮得以发挥自身作用的首要条件，而生产制作中的微小误差就能导致齿轮的啮合精度降低，从而带来齿轮的振动和噪声增大，这些问题的出现无疑会提高齿轮的故障率[2]。
因而，我们的相关机械使用单位应对齿轮的生产源与齿轮安装予以极大关注。
2.2齿轮振动出现故障的另一个原因是与齿轮的工作环境适宜度有关。
因不同的工作环境在空气湿度、空气质量、温度等方面都存在差异。
而齿轮作为现代化机械，其对工作环境有一定要求。
因齿轮在啮合过程中，齿与齿连续冲击使齿轮产生受迫振动，如果此时其工作环境存在高湿度或其他不利影响，就会对齿轮的正常振动带来不利影响。
为减少此种不必要的失误，我们的机械使用单位就应提前做好齿轮工作环境的净化工作。
2.3齿轮运行过程中存在因所使用到的润滑剂质量不达标而导致齿轮故障的现象。
齿轮的运转少不了润滑剂的调节，有些单位为减少经济成本投入而使用不够清洁的润滑剂，或者使用的润滑剂不足，这些情况无疑会
使齿轮的齿面磨粒磨损。
发展到较严重程度会致使齿轮齿面剥落、拉伤，齿轮如果持续转动就会产生明显的冲击现象[3]。
若不及时采取措施补救则最终会带来齿轮断裂的后果。
那么，机械使用单位就应该购买合格的润滑剂，并且要加强相关制度建设，以约束齿轮设备管理人员的行为，确保齿轮的高效运转。
2.4齿轮出现故障的一个重要原因是齿轮的齿面易发生点蚀、崩齿现象。
齿轮在啮合过程中，若齿轮有较大磨损，或齿轮间隙增大时都会产生啮合振动，振动频率为齿轮啮合频率。
在此时，若还出现运行过程中载荷过重，齿轮就容易弯曲疲劳，以致崩齿乃至断齿。
而断齿的点蚀是齿轮故障的重要形式。
此种故障的出现都会影响机械的整体运行效率。
我们的相关单位要想减少这种问题的出现就务必要合理操作齿轮设备，相关工作者也应较为了解齿轮的工作原理，从而做到科学利用齿轮设备。
2.5在常见的齿轮故障中还存在因齿轮运动不协调而带来的齿轮振动故障的问题。
若齿轮具有不平衡质量，或者齿轮存在偏心现象，则齿轮在转动过程中会造成齿轮副的不稳定运行。
于是，在该不平衡力矩的影响下，就易产生以调频为主，调幅为辅的振动，这将在啮合频率及其谐波两侧产生“边频带”。
受不平衡力的激励，齿轮轴的旋转频率及其谐波的能量也有相应的增加，因此这也会使齿轮齿根出现裂纹。
在这种情形下，齿轮运行方生故障是难以避免的。
所以，在日常机械的齿轮设备保养时，保养人员应特别注意齿轮细节部分的检查。
机械设备中齿轮故障的一个实例
假如我们以混合机的相关实际情况为例，工作人员在二次圆筒混合机的齿轮减速机的运行过程中通过点检发现其振动噪声较大，然后我们的工作者用测振仪测量一段轴的垂直振动值，测得值为7.95mm/s。
这时发现齿轮减速机存在较大隐患，那么就需要工作者及时做出诊断和制定处理方案。
我们知道，齿轮的振动是两齿轮啮合过程中带来的，该振动的频率也因此叫啮合频率。
为顺利解决这一故障，就需要借助一系列尖端仪器，通过仪器的测量、计算来获得一些数据。
借助仪器，我们解决此种问题就较为容易了。
而真正的问题是工作者能否在齿轮设备运转过程中及时发现问题并能做出有效反应。
机械无疑为这个时代带来了无限生产力，在机械日益尖端化、自动化、高效化的发展状态下；齿轮设备作为众多机械中的一个至关重要的部件，对它的故障及故障解决方法予以关注不仅能有助于齿轮设备的长久稳定运转，且对整体上减少机械故障发生频率等有极大作用。
上文对机械故障中的齿轮故障分析得并不全面，所举出的一个实例也不够具有代表性。
因此，为有效做好齿轮故障的探究工作还需要相关工作者的共同
努力，相信在大家的一起探索下，处理好机械故障中齿轮故障的工作将近在咫尺。