齿轮故障原因及诊断方法

            齿轮故障原因及诊断方法                                                                                                          
         
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

     长期在负荷较大的情况下工作及润滑不良等，均会使齿轮轮齿 产生种种损伤，按照齿轮的损伤的发生状态可分为以下四种：

(1)磨损 ；

(2)表面疲劳 ；

(3)塑性变形 ；

(4)轮齿折断 。

     轮齿损伤是较严重的齿轮故障，一旦出现，工作情况会出现急剧恶化 。产生上述故障的齿轮 ，都能够产生很大的振动和噪声，在振动和噪声频谱上能够相应地反映出某些特征，因此分析振动和噪声频谱图就能够诊断出齿轮的故障 。

      齿轮故障分大周期故障和小周期故障。大周期故障是指以齿轮的回转频率为基本频率特征的故障。如偏心、裂纹和断齿等，它们有的以误差形式影响频谱，有的则以突变的刚度形式影响响应。小周期故障是指以轮齿的啮合频率为基本频率特征的故障如胶合、点蚀和磨损等，它们大都以变相位的误差形式影响频谱。其基本特征表现如下：

  (1)具有大周期故障的齿轮在回转频率及其谐波处的振幅随故障的恶化而加大，而具有小周期故障的齿轮在啮合频率及其谐波处的振幅随故障的恶化而加大。

  (2)具有大周期故障的齿轮在啮合频率及其谐波处产生以故障齿轮的回转频率为间隔的边频带族，并随着故障的恶化而加剧。
  (3)具有大周期故障的齿轮，在啮合频率及其谐波处的振幅与故障关系不大，而具有小周期故障的齿轮，在回转频率及其谐波处的振幅与故障无关。
齿轮故障的诊断方法：
1、观察特定频率处能量的方法
     齿轮机构的正常频谱图一般是确定的，其工作时能量变化不会很大，通常用正常谱的能量加上噪声的能量作为判据，用此来区分故障信号。
2、频谱幅值比较法
    当频率成份很丰富 ，而且幅值变化激烈时，观察频谱图上特定频率幅值比较困难，频率有微小变化，谱线的变化就很大。为了观察这种情况，并判断出故障，采用三点取大法。在连续三点与频率值对应的幅值取大者，用这个包络线作为判据来判断齿轮的故障，超过包络线者为故障，否则为正常 。
3、边频带法
     在噪声测试中，测得频谱图得频率成分往往比较丰富，当齿轮存在故障时，可能存在调制现象，反映在频谱图上，则在啮合频率附近出现了许多边频。故障越严重，边频谱线出现得就越多、幅值越高。

齿轮故障的原因主要有长期负载过大、润滑不良等。常见的齿轮损伤类型包括磨损、表面疲劳、塑性变形和轮齿折断。齿轮故障可分为大周期故障和小周期故障，其中大周期故障以齿轮回转频率为基本特征，小周期故障以轮齿啮合频率为基本特征。诊断齿轮故障的方法包括观察特定频率处能量、频谱幅值比较和边频带法。在实际应用中，可以结合多种方法进行齿轮故障的诊断和判断。
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