齿轮振动的机理分析及案例解析.docx
《齿轮振动的机理分析及案例解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《齿轮振动的机理分析及案例解析.docx(6页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、齿轮及齿轮箱在运行中,其运行状态与故障的征兆主要由温度、涧滑油中磨粒的含量及形态(铁谱技术)、齿轮箱的振动及辐射的噪声、齿轮传动轴的扭振和转矩、齿轮齿根应力分布等构成。每个量都从各自的角度反映了齿轮箱的状态,但是由于工业现场测试的条件及分析技术所限,有些征兆的提取与分析不易实现,有些征兆反映的状态情况不敝感,相对来讲,齿轮的振动和噪声(特别是振动)是目前公认的最佳征兆提取量,它对齿轮箱的状态变化反映迅速、真实、全面,能很好地反映出绝大部分齿轮、滚动轴承和轴系故障的性质、范围,并且有很多先进有效的分析方法可供选用.因此,研究齿轮及齿轮箱振动的产生机理,分析其振动信号的频率成分,对于齿轮箱故障诊断
2、来说有着重要的意义。齿轮噪声产生机理,其实质是齿轮振动形成空气振动,因此着重考虑齿轮及齿轮箱的振动.齿轮的简化振动模型齿轮及齿轮箱的振动系统是一个相当发杂的亦线性系统。要建立其完蛉的非线性振动模型是非常困难的,在研究齿轮及齿轮箱故障时,通常将齿轮传动副进行简化。齿轮传动副作为一个振动系统,其物理模型可以简化为如图I所示。图1省轮啮合物理模型根据振动理论,其动力学方程为iWx+Cx+()x=F(三)式中,X为沿啮合线上齿轮相对位移(x=x2-x1.):C为齿轮啮合阻尼:k为啮合刚度;M为当量质地,M=(111.m2)(m1.+m2);F(I)为外界激励。F(t)为动载荷,包含故障缺陷所产生的激励
3、,它的变化受轮齿刚度和传动误差变化的影响,同时还与齿面摩擦力方向的变化有关。在润滑状态良好,I1.齿面粗糙度低的情况下,齿面摩擦力变化对啮合振动的影响较小,常可忽略,从而可以表示为斯+C+上Q)X=上()&+上式中,E1.为齿轮受载后的平均静弹性变形:E2为齿轮误差和故障造成的两个轮齿间的相对位移,又称故障函数;k(t)EI为齿轮正常工作时的常规振动;k(t)E2为取决于齿轮综合刚度和故障函数。对尚轮岫合运转,参与工作的齿数由一对变成两对,乂由两对变成对,形成单双齿啮合交替变化,对齿轮推加一个周期性的冲击,从而形成齿轮啮合振动。正常情况下,啮合频率及谐频成分为JtfZ(t)=4cos(2+)K
4、-O式中,fz为啮令频率:N为自然数1,2,3,M,M为最大谐波次数:N为齿轮轴的转速(n,min);Z为齿轮的齿数.齿轮的啮合刚度对于齿轮振动的产生,齿轮啮合刚度是一个很重要的,同时也是一个很狂杂的参量,它是研究齿轮动态性能的基础。齿轮的啮令刚度受诸多因素的影响,如传递载荷、载荷分布、轮齿变形和哂合位置等.建立齿轮传动的啮合刚度模型是一个很第杂的问题,F1.前较为流行的是美国学者R.Kusuba归纳总结出的非固定变化的啮合刚度模型(VVMS),VVMS模型仅考虑了载荷、误差和啮合位置的影响,有关学行在此基础上提出了综合考虑振动位移和转速成分影响的动态啮合刚度模型(DMS)-虽然有很多研究模型
5、,但由于其自身的更杂性,目前仍不能对它进行定量的准确评估,一般只是用一个定性的齿轮刚度模型来研究齿轮振动,围绕它对齿轮某些故障进行分析。岫合刚度除受上述因素影响外,还与齿轮重叠系数有关。图2所示为直齿轮和斜齿轮刚度曲线“由图可见,斜齿轮啮合刚度变化较缓,这也是斜齿轮传动平稳的原因之一。k()*01.1.a)直齿轮;b)斜齿轮图2齿轮岫合刚度变化曲线风电齿轮箱振动机理风电齿轮箱特点风电齿轮箱作为风力发电机组克要的增速设备,负资把叶轮在风力作用卜.获得的动力传递给发电机并使其得到相应的工作转速:为顺应市场发展的需求,兆瓦级大功率风电齿轮箱,逐步成为市场主流:齿轮箱安装在塔顶的狭小机他内,常年经受无
6、规律的交变载荷的冲击,一旦出现故障,修虹非常困难:通常要求齿轮箱的设计寿命为20年,对其可靠性要求极为苛刻:受制于齿轮箱总体设计、轮齿制造和加工工艺、整箱装配工艺以及测限技术等诸多问题的影响,风电齿轮箱在机组运行过程中会出现齿轮损坏、轴承磨损以及轴断裂等各种类型的失效问题.近年来人们对振动问题的探讨从未停止,并意识到振动反馈出的设备状态信息的经济价值。振动不仅是风电行业的问题,对整个机械行业来说都是普遍存在普遍头疼的问题,大多数情况卜它往往以破坏者的身份出现,影响若设备的使用精度和使用寿命,还可能引起重大的安全事故,造成不可估量的损伤.风电齿轮箱安装在狭小的机他内,常年受无规律交变载荷的冲击,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 齿轮 振动 机理 分析 案例 解析
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-7270683.html