油液分析技术在齿轮减速箱故障诊断中的应用
基于油液分析的齿轮箱进水故障诊断
铬 （ｒ ｃ）
００ ２ ． ５
铅 （ｂ Ｐ）
１ ０ ．２ ３
铜 （ ｕ Ｃ）
２９ ４ ． ９
钠 （ ） Ｎａ
１ ３５ ０． ６
镁 （ ） Ｍｇ
ｌ ．８ ４１３
６ ２ 月 日
２． ２ ８０ ４
０１７ ８
９６ ９ ． ５
４ ３ ０３ ２
齿轮 箱是许 多机械 的变速 传动部 件。齿轮 箱的 运
行是 否正常对整台机器或机组 的工作有较大影响 。设计
不当，制造不 良和维护、操作 不善是 引起齿轮箱故障的
主要原因 。因此 ，提 高齿轮箱运行的可靠性 就要提高运
油液 中含 有各种化学元素 ，它们来源于由相应材料制成 的零 件。机械润滑油 中含有的各种元素与相应来源对 照
另外 ，在 油液 中是 不允 许有水 分存在 的 ，如 果混 进水分 ，会导致油膜强度降低 ，产生泡沫或发生乳化 ； 也 会使某些添加剂分解沉 淀、降低甚至失效 。如果润滑 油中一旦发现有盐分和水分存在 ，就说 明有海水浸入 ，
障 ，电动机 的额定转 速是 ２９ ０／ ｎ ７ｒ ｍｉ ，齿轮 箱９０ ９
红外光谱仪可以快速测定使用 油液 氧化 、变质与污染情 况 。油液 中的分 子结 构对 特 定波长 的红 外线 有相 应 的 吸收 率 ，吸收的程度与油液 中这种 结构分子的数量成正 比。检测 时 ，用红外线照射油样 ，红外 线的波长扫描 由 专 用设 备完 成 ，检测 探头 检测 透过 的红 外线 强度 ，并 将其转换 成与油样成分 、含量相对应 的电压值。 由此可
行 了有效的诊断 。下面举具体实例来说明。
（）原子发射光谱分析 ｏｌ １ ｉＭ原子发射光谱仪是 — 利用原子发射光谱技术测定润滑油中各种金属元素浓度
浅析油液诊断技术在设备故障诊断中的作用
元 素 产 生 原 因
中图分类号：２ ３４ Ｆ７． 文献标识码： Ａ 文章 编 号 ：０４ ４ １ （０００ — ９ — ２ １０ — ９４２ １）５ ２ ２ ０ 设备故障诊断是设备管理中一项 十分 重要 的 作 ， 是一种了解和掌 握设备在运 行过程 的状态 ， 确定其整体或 局部 Ｉ常或异常 。 期发现故 Ｅ 早 障及其原因 ， 并能预报故 障发展趋势的有效方式 ， 其主要分为油液监测 、 振动监测 、 噪声监测 、 性能趋势分析和无损探伤等诊断技术方式 。 在设 备 故障诊断 中， 如果单纯从振动 、 升温 、 噪音等 方面进行监 测分析时 ， 障 故 往往都已发生 ， 对判断故障原因及部位不够准确 ， 时需停机检查才能 有 找 出故障原因 ， 但是油液诊断技术便可做 以预知性 的维修 ， 及早发生现 故障隐患， 及时排除或早作准备 ， 减少损失。 许 多人对润滑油并不 了解 ， 仅把润滑油认知 为只是针对齿轮轴承等 部件的润滑作用 ， 出现 问题 只需 更换新 油便可解决 ， 往往把 可通过 润滑 油诊 断分析就能确立解决 的事情从机械的角度去考虑 ，结果徒劳无功 ， 延误设备修整时问。 实际上润滑油从设备内部流过并流经各个运动着的 中心部位 ， 它本身不断降解老化 ， 同时也夹带各部位 的磨损颗粒 、 碎屑 、 泄漏物质等。 因而完全可以从润滑油使用状态或 品质 中得到关 于油本身 及设备机械状态 的更及时更准确的信息 ，只要设 备出现重大异常情况 ， 都会在油品的各项指标变化中得到反映 。 因此 以油液诊断技术作 为设备 故障诊 断的主体 ， 是设备故 障诊断技术的首选。 油液诊断技术 那什么才是油液诊 断技术呢？ 所谓油液诊断技术是指根据润滑油在 使用 中的变化预测设备故障及寻找故障原 因， 以润滑油作为设 备故障诊 断技术的主体 ， 同时与其他几种监测方法相结合对设备故障进行诊 断的 种技术手段 。从润滑油着手的诊断技术 内容包括 ： 润滑油物理 化学指 标变化 ； 润滑油在机体 内生成沉积物 ； 油颗粒污染 度检 测（ 磨损颗粒 ， 泄 漏介质 ） 其中油颗粒污染度检测是油液诊断技术最主要的方面 ， 等。 主要
轴承和齿轮箱的故障诊断
轴承和齿轮箱的故障诊断摘要：本文针对轴承和齿轮箱的故障诊断展开分析，思考了轴承和齿轮箱的故障诊断的方法和基本的措施，希望可以为今后的轴承和齿轮箱的故障诊断工作带来参考。
关键词：轴承；齿轮箱；故障；诊断前言在轴承和齿轮箱的故障诊断的过程中，应该清楚诊断的方法和原理，明确轴承和齿轮箱的故障诊断的具体的技术，才能够提高轴承和齿轮箱的故障诊断的效果。
1、齿轮箱故障诊断特点与诊断方法1.1常见的齿轮箱故障形式通常齿轮箱运行过程中，由于齿轮箱本身制造装配误差以及操作维护不善或者不合适的环境下使用等，均会使其极易产生各种形势的故障。
故障类型也会随着齿轮材料、热处理工艺程度、运转状态等因素的不同而产生不同的变化。
常见的齿轮箱故障形式有：齿面磨损、粘着撕伤、齿面疲劳剥落、轮齿龟裂和断齿、齿面点蚀、齿面胶合与擦伤以及齿面接触式疲劳、弯曲疲劳等故障。
1.2齿轮箱的振动特征在齿轮箱高速运转状态下，伴随着内部构件故障的发生与发展，必定会产生异常的振动，振动信号可以很快的反映出齿轮箱的运行状态，判别出各构件是否出现异常。
大量实验证明，对齿轮箱故障检测进行振动分析是最有效的方法。
由于齿轮箱的零部件在工作过程中所受得激励源不同会使其产生出多种复杂的振动类型，而且其中齿轮在啮合过程中产生的齿形和周期误差、偏心以及质量不平衡等故障，同时还会是齿轮箱工作过程中发生齿面磨损、疲劳断齿等故障[2]，严重影响到机械设备的运行，进而影响的经济效益，甚至出现伤亡事故。
由于故障对振动信号的影响是多方面的，因此如果仅仅依靠对齿轮箱振动信号出现啮合频率和倍频成分的差异来识别齿轮箱各部件的故障是远远不够的，其中包括幅值调制、频率调制等频率成分进行诊断。
1.3故障诊断过程对小波的内在需求小波分析应用于机械故障诊断，快速准确的识别故障，是小波分析要完成在齿轮箱的故障诊断过程对小波的内在需求中的主要任务。
通过实验研究说明，机械故障诊断和信号特征提取的所采用的方式是对特征信号进行高效的时域-频域分析，该分析方法是故障诊断的必要要求。
行星齿轮箱故障诊断方法
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。
油液分析在往复式压缩机故障诊断中的应用
某 化 工 厂 聚 丙 烯 车 间压 缩 机 为 Ｐ Ｋ 一 ７ ０ ５型 往 复 式 压 缩 机 ，
尊 ＼ 水 平 垂 直 轴 向
１ ２ ３ ４ ０ ． １ ６ ２ ０ ． ４ ０ ２ ０ ． ２ ２ ６ ０ ． ２１ ２ ０ ． ２ ８ ２ ０ ． ３ ２ ８ Ｏ ＿ ３ｌ ９ ０ ． ３ ７ ８
瓦、 小 头瓦 、 十 字 头 与
十字头 滑 道 间及 飞轮 侧 的机封。 刮油环安装 在隔离室 中间 ， 防止油 图 １ 机组结构简 图与测点布置
（ ２ ） 铁谱 分析 对 油样 采用 低倍 双色光照射 下 ，分别在 ２ ５ ０ ￣ 和４ ０ ０ ￣ 镜 下 观测 。 油样整体外观呈灰黑色。 从 图 ３中可 以看 出， 整个谱 片按 磁力线方 向分布有较密集 的铁磁性金属磨损磨链 。谱 片上存在
表 状态监测与故障诊断 中常用手 段， 两者之间具有一定 的相关性和互补作用ｌ ｌ 】 。油液分析通常在 监测诊 断齿轮箱 、 压力 系统和传动装置故障时 ， 对判断 由机械磨 损 产生 的故障很有效 ；振动分 析在监测诊断高速旋转轴承故障
摘要
关键 词
振动监测 中发现 ， 催化富 气压 缩机 转子振动频谱 图中的 Ｏ ． ３ ８ 倍 频幅值 突然出现较 大幅度 的增加 ， 通 过分析 ， 诊 断出机纽
回转 窑 托轮 改进 文献 标 识 码 Ｂ
Ⅳ
０ ６ Ｈ． Ｏ ７ Ｖ、 ０ １ Ａ
存在旋转 失速故障 ， 通 过调整工 艺参数使机组运行 工况得到改善。
该 机组 的 曲轴及 连杆上 有润滑油路 ， 润
１ ２ ３ ４
和ｃ ｕ元素成分的机组配件使用 状况是故 障诊 断的关键之处 。 表 ２ 光谱分析对应的磨损元素及含量 ｇ 门 Ｌ
基于油液分析的齿轮减速机状态监测和故障诊断
高 ，监测减速机 的工作状态 ，并进行故 障诊断以确保 其在设计使用 寿命 内可靠地工作是非常必要 的。
齿 轮作 为减速机 的主要 零部件 ，在强度足够的条
析是从 油品的角度 ，通过对在线用油各种理化指标的
检验分析 ，判断其是否劣化 。通过几种诊断方法 的综
合运用 ，可 以准确地查找到设备故障 的原 因，及时排
２１ ０ １年 ７月 第 ３ ６卷 第 ７期
润滑 与密封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴＩ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｊ ｌ ０ １ ｕｙ２ １
Ｖ０． ６ Ｎｏ ７ １３ ．
ＤＯ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ ． ２ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ７ ０ ５ ｓ １
４ ％。 由于原动齿轮在传动时有从节 圆离开而 向外 滑 ０
本文作者针对这种情况加强 了对该设备 的监测 ，并对
动 的运动 ，造成表 面拉应 力 ，如果 这个 拉应 力过 大 ，
就会在原动齿轮 的节 圆上造成 与它交叉 的裂纹 。而小
其进行深入分 析。
１ 油样的定量分析
齿轮 的接触次数多 于大齿轮 ，其点蚀也会更 快些 。
结 论进 行 整 改 ，取 得 良好 的实 际效 果 。
关键词 ：油液分析 ；铁谱技术 ；状态监测 ；故障诊断
中图分 类 号 ：Ｔ ６ ． 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： ２４— １０ （ ０ １ Ｈ１５３ ０ ５ ０ ５ ２ １ ）７—１３— ０ ３
Ｃｏ ｄ ｔｏ ｏ ｉｏ ｉ ｎｄ Ｆａ ｌ ａ ｎｏ ｉ ｆＧｅ ｒ ｎ ｉｉ ｎ Ｍ ｎ ｔ ｒｎｇ ａ ｕ ｔＤｉ ｇ ｓｓｏ ａ Ｒｅ ｃ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｏｉ Ａｎ ｌ ｓｓ ｄｕ ｅ ｓ ｄ ｏ ｌ ａ ｙ ｉ
论述齿轮故障诊断常用的方法及其优缺点
论述齿轮故障诊断常用的方法及其优缺点齿轮是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
传动系统中齿轮的故障对设备的运行造成严重影响，因此及早发现并进行故障诊断十分重要。
目前常用的齿轮故障诊断方法包括声发射技术、振动分析技术、热像技术和油液分析技术等。
声发射技术是一种将振动信号转化为声音信号进行故障诊断的方法。
通过设备表面安装传感器，实时监测设备的声音信号，并通过分析频谱、振幅等参数判断齿轮的故障情况。
声发射技术具有实时性强、便于实施的优点，能够及时发现齿轮故障并进行修复。
然而，该方法需要设备运行时进行监测，容易受到环境噪声的干扰，准确度还受到传感器安装位置的影响。
振动分析技术是一种通过监测设备振动信号进行故障诊断的方法。
通过安装加速度传感器等设备来实时监测设备的振动情况，并通过分析振动信号的频谱、时间域参数等来判断齿轮的故障情况。
振动分析技术具有灵敏度高、准确度好的优点，可以有效诊断齿轮故障。
但是，该方法需要专业的设备和人员进行操作，成本较高并且需要较长的时间进行数据采集和分析。
热像技术是一种通过监测设备表面温度分布进行故障诊断的方法。
通过红外热像仪等设备进行拍摄和分析设备表面的热图，判断设备是否存在异常温度分布，从而判断齿轮的故障情况。
热像技术具有快速、直观的优点，可以实时监测设备的热情况，识别齿轮的故障。
然而，热像技术容易受到环境温度的干扰，而且只能发现故障的存在，无法提供具体故障原因。
油液分析技术是一种通过监测设备工作油液中的杂质、磨粒等物质进行故障诊断的方法。
通过采集设备工作油液样本，并通过分析油液中的化学成分、颗粒物大小等参数来判断齿轮的磨损情况。
油液分析技术具有精确度高、可以提前预警的优点，能够实时监测设备的磨损状态。
但是，该方法需要专业设备和人员进行操作，需要对样本进行准确采集和分析。
综上所述，齿轮故障诊断的常用方法包括声发射技术、振动分析技术、热像技术和油液分析技术等。
每种方法都有其独特的优点和局限性。
风力发电增速齿轮箱的故障诊断与健康监测方法
风力发电增速齿轮箱的故障诊断与健康监测方法随着对可再生能源的需求增加，风力发电正逐渐成为人们关注的热点。
而风力发电机组中的齿轮箱作为关键部件，对于风力发电机组的性能和可靠性具有重要作用。
因此，对风力发电增速齿轮箱的故障诊断与健康监测方法进行研究具有重要意义。
一、齿轮箱故障诊断方法1. 振动信号分析法振动信号分析法是一种常用的齿轮箱故障诊断方法。
通过对齿轮箱的振动信号进行分析，可以判断齿轮箱是否存在故障。
常用的振动参数有振动加速度、振动速度和振动位移等。
通过测量这些参数的变化情况，可以判断齿轮箱是否发生故障，并确定故障类型。
2. 声波信号分析法声波信号分析法是一种通过分析齿轮箱中的声波信号来判断故障的方法。
由于齿轮箱故障会产生特定的声波信号，通过对这些信号进行分析，可以判断齿轮箱是否存在故障。
常用的声波参数有声压级、声功率级和声能级等。
通过测量这些参数的变化情况，可以判断齿轮箱是否存在故障，并确定故障类型。
3. 温度信号分析法温度信号分析法是一种通过分析齿轮箱中的温度信号来判断故障的方法。
由于齿轮箱故障会导致温度的变化，通过对温度信号进行分析，可以判断齿轮箱是否存在故障。
常用的温度参数有温度变化率、最大温度和平均温度等。
通过测量这些参数的变化情况，可以判断齿轮箱是否存在故障，并确定故障类型。
二、齿轮箱健康监测方法1. 振动数据采集与分析方法对于齿轮箱的健康监测，振动数据的采集与分析是非常重要的。
通过在齿轮箱中设置振动传感器，采集振动数据，并对这些数据进行分析，可以判断齿轮箱的健康状态。
常用的分析方法有时域分析、频域分析和小波分析等。
通过对振动数据的分析，可以判断齿轮箱是否存在故障，并进行健康评估。
2. 油液分析方法齿轮箱中的油液包含了大量的信息，通过对油液的分析，可以判断齿轮箱的健康状态。
常用的油液分析指标有油温、循环流量和油液粘度等。
通过对这些指标的变化情况进行分析，可以判断齿轮箱是否存在故障，并进行健康评估。
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油液分析技术在齿轮减速箱故障诊断中的应用
在生产过程中，齿轮减速器故障通常会影响机组的正常运行。
传统的定期维护方式，因为没有科学预测失败，不能从根本上预防失败。
本文运用机减速器油分析的故障诊断技术，在不拆卸的情况下，有效地监测设备的润滑和磨损情况，并根据监测结果的分析故障类型、原因和来源，可以为维修提供可靠的依据。
标签：油液分析；齿轮减速箱；故障诊断
1 减速器常见故障分析
减速器零件造成的失败主要是由于摩擦副面两个不正常磨损阶段之间的相对运动，磨损率较高，同时由于磨损失效形式，不同的有不同的磨损机制，并生成相应的磨料的特性。
齿轮传动的主要失效形式有一个破碎的轮齿和齿面损伤。
轮齿折断一般发生在齿根部位，通过重复弯曲应力和应力集中引起的疲劳断裂或过载造成的短期超载，影响负载断路。
齿面损伤有齿面接触疲劳磨损，磨损，等等，由于齿面接触应力是交变应力反复多次后，节线附近靠近齿根部分的表面会发生大量的小裂纹，封闭润滑油压力的作用下裂纹，楔挤压效应使裂纹扩展，导致小表层死皮，导致疲劳磨损，磨损延长，延长工作时间，直到牙齿表面损伤。
后滚动轴承故障是由于滚动轴承负荷，滚动轴承的大小是不同的，一些时间每个元素接触表面接触疲勞磨损；可怜的润滑轴承滚道和滚动体表面裂纹、表面剥落；异常负荷，骨折，异物进入导致笼轴承故障。
轴承磨损的磨料的典型特征：生产球形磨粒、片、磨料层的疲劳磨损。
2 实例分析
减速器的状态监测和故障诊断，结合铁谱分析和频谱分析，通过分析磨料颗粒的油浓度、大小，可以诊断磨损的严重程度。
通过研磨颗粒组成的石油，芯片形态，颜色和其他测试，分析和判断设备磨损部件，磨损类型和磨损的原因。
同时，通过油的理化性质分析和谱分析的相关元素，可以诊断设备的润滑状态，防止润滑不良造成的故障。
石油分析技术的应用，下面我机减速机状态监测和故障诊断的例子。
对减速器齿轮油取样，油样的粘度测试结果见表1，光谱测试结果见表2。
铁件的样品分析功率谱和谱型铁谱仪下观察：光谱的入口，有大量的片状，巨大的合金钢粗燕麦粉的表面有划痕的合金钢粗燕麦粉的典型尺寸60 x35微米，形态如图1所示；表面没有划痕的分层合金钢粗燕麦粉的典型尺寸是55 * 30微米，外观如图2所示。
同时谱片中发现有大量的非金属污染物。
测试结果分析：
①负载工业齿轮油40摄氏度的运动粘度的范围288 ～352，100摄氏度运
动粘度范围23.3 ～23.3，粘度指数不小于90，从表1样品粘度测试结果分析表明，齿轮油粘度性能的衰减。
②样品光谱测试结果从表2，铁元素的含量非常高，和铁谱观测发现，大量的铁的磨料磨损，并且可以磨损部件的铁元素；铜元素含量很低，但铁谱观测发现，少数大型分层铜磨粒，这是由于石油的发射光谱只提供结果在不到10微米磨粒，不能反映磨损造成的严重的局限性大磨粒，可以得出的结论是，包含铜零件磨损；磷、锌含量高光谱测试结果，这是由于磷化极压齿轮油添加剂，齿轮油中说明了基本正常添加剂内容；是的，Ca含量高是由于齿轮油由煤和岩石尘土污染，还发现很多非金属污染物从铁谱观察，齿轮油污染，润滑效果衰减。
③从齿轮减速器结构的分析，齿轮减速机滚动滑动磨损和滚动轴承磨损、铁谱观测发现，大量的合金钢粉末，表面有划痕合金钢磨粒（形态如图1所示）是由于摩擦副之间滑动磨料的磨损，由于发生相对滑动的表面没有划痕分层合金钢磨粒形态如图2所示）是摩擦副表面疲劳剥落根据减速器各摩擦副的相对运动特点和磨料的特点，有划痕合金钢表面磨粒齿或齿根附近，没有刮薄钢板的表面磨粒是疲劳磨损的齿轮齿距线粒子。
分析表明，减速机齿轮石油粘度性能，减少磨损和灰尘的严重污染，及其润滑性能显著降低，应当改变油，以防止因润滑不良产生的失败，与此同时，减速机齿轮、滚动轴承和笼子里的异常磨损，也应该进行维护，防止重大故障。
3 结束语
石油的长期监测分析技术关键设备在石油化工装置具有积极意义，通过定量和定性的方法评估关键设备的润滑和磨损条件下，早期判断设备潜在的失败造成的磨损，采取相应措施，减缓磨损行为，同时提供数据支持和后期维护。
参考文献：
[1]任国全，张培林，张英堂.装备油液智能监控原理[M].北京：国防工业出版社，2006.
[2]刘维民，夏延秋，付兴国.齿轮传动润滑材料[M].北京：化学工业出版社，2005.。