正齒輪箱正齒輪箱主要的故障信號特點

正齒輪箱中的軸、齒輪和軸承在工作時都會產生振動。當正常工作時，齒輪箱的振動信號是平穩(wěn)的，其主要成分是各軸的轉頻和齒輪的嚙合頻率。當任一部件發(fā)生故障時，其振動信號的幅值、頻率都會發(fā)生相應的改變。

正齒輪箱時域特征分析

1、振動信號是穩(wěn)態(tài)信號：與正常齒輪箱振動信號相比，這種信號的變化僅僅是幅值的變化，它所對應的故障主要是齒輪的均勻磨損，使得輪齒變薄、齒型誤差變大，引發(fā)振動的能量變大。

2、振動信號是周期平穩(wěn)信號：”在這種信號中出現(xiàn)有規(guī)律的沖擊或者是調制現(xiàn)象，它所對應的故障主要有齒輪的點蝕、疲勞剝落、齒型誤差、安裝誤差，軸的彎曲、不平衡、不對中以及滾動軸承的剝落等情況。

3、振動信號是非周期性信號：在這種信號中出現(xiàn)了無規(guī)律的沖擊或調制現(xiàn)象，它所對應的主要是齒輪或軸承的嚴重故障，比如齒輪的斷齒、膠合，軸承的壓痕、斷裂等。

正齒輪箱頻域特征分析

下面對這些振動信號常出現(xiàn)的頻率特點、調制規(guī)律進行介紹，在設置采樣頻率以及進行數(shù)據(jù)分析時應引起注意。

1、振動信號中出現(xiàn)軸頻及其高次諧波；

2、振動信號中出現(xiàn)齒輪的嚙合頻率及其高次諧波；

3、振動信號出現(xiàn)以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率的嚙合頻率邊頻帶；

4、振動信號出現(xiàn)以齒輪固有頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率的邊頻帶；

5、振動信號出現(xiàn)以齒輪箱固有頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率的邊頻帶；

6、振動信號出現(xiàn)以外圈的各階固有頻率為載波頻率，產生剝落元件的通過頻率為調制頻率。

正齒輪箱工作原理

轉動軸帶動齒輪箱內的扇形齒輪轉動將力垂直傳遞到另一個轉動軸，就是一個大的齒輪帶動小的齒輪轉動或小齒輪帶大齒輪轉動。齒輪箱是各種冷彎設備配套產品，主要用作改變傳動方向和改變轉動力矩，也可用作其他機械轉動要求類似的驅動裝置。

正齒輪箱正齒輪箱的用途

1、加速減速，就是常說的變速齒輪箱。

2、改變傳動方向，例如我們用兩個扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個轉動軸。

3、改變轉動力矩.同等功率條件下，速度轉的越快的齒輪，軸所受的力矩越小，反之越大。

4、離合功能: 我們可以通過分開兩個原本嚙合的齒輪，達到把發(fā)動機與負載分開的目的.比如剎車離合器等。 5、分配動力.例如我們可以用一臺發(fā)動機，通過齒輪箱主軸帶動多個從軸，從而實現(xiàn)一臺發(fā)動機帶動多個負載的功能。

正齒輪箱齒形誤差

這種情形下振動信號出現(xiàn)以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在轉軸轉頻及其倍頻為調制頻率的嚙合頻率調制；一般的齒形誤差產生的調制邊頻帶窄，以一階邊頻調制為主，且邊頻帶的幅值較?。蝗酏X形誤差較為嚴重，則會激起齒輪的固有頻率，出現(xiàn)以齒輪故有頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸的轉頻及其倍頻為調制頻率的齒輪共振頻率調制，振動能量（有效值和峭度）有一定程度的增大。

正齒輪箱齒輪齒面均勻磨損

齒輪的嚙合頻率及其諧波的幅值明顯增大；如果為不均勻磨損，會產生以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率，但幅值小。

正齒輪箱斷齒

以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，故障齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率，調制邊頻帶寬而高；以齒輪各階固有頻率及其諧波為載波頻率，故障齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率，調制邊頻帶寬而高；振動能量有很大的增加。

1、齒輪箱的產品選擇面廣

齒輪箱通常是采用通用的設計方案，但是在特殊情況下齒輪箱的設計方案可以根據(jù)使用者的需求而進行變化，變型為行業(yè)專用的齒輪箱。齒輪箱的設計方案中，平行軸、直立軸、通用箱體和各種零部件都能按照使用者要求更改。

2、齒輪箱的運行穩(wěn)定

齒輪箱的運行穩(wěn)定可靠，傳動功率較高。齒輪箱的外部箱體結構可以使用吸音材質制造，降低齒輪箱工作過程中產生的噪音。齒輪箱本身具備的箱體結構配合大風扇能有效降低齒輪箱的工作溫度。在使用齒輪箱的過程中要及時的主要齒輪箱的清洗問題。齒輪箱清洗機利用齒輪箱原有的給排油系統(tǒng)以及過濾后的潤滑油對齒輪箱進行清洗，不改變齒輪箱任何硬件設施、不添加任何清洗劑，保證了齒輪箱安全運營，延長了齒輪箱的使用壽命。

3、齒輪箱的功能齊全

齒輪箱除了減速功能之外，還具有改變傳動方向和傳動力矩的功能，例如齒輪箱在采用兩個扇形齒輪后可以將力垂直傳遞到另一個轉動軸來實現(xiàn)傳動方向的改變，而齒輪箱改變傳動力矩的原理是，同等功率條件下，速度轉的越快的齒輪，軸所受的力矩越小，反之越大。

齒輪箱承受來自風輪的作用力和齒輪傳動時產生的反力，必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動質量。齒輪箱箱體的設計應按照風電機組動力傳動的布局安排、加工和裝配條件、便于檢查和維護等要求來進行。隨著齒輪箱行業(yè)的不斷飛速發(fā)展，越來越多的行業(yè)和不同的企業(yè)都運用到了齒輪箱，也有越來越多的企業(yè)在齒輪箱行業(yè)內發(fā)展壯大。

齒輪箱根據(jù)單元結構模塊化設計原理，大大的減少了零部件種類，適合大規(guī)模生產及靈活多變的選型。減速器螺旋錐齒輪、斜齒輪均采用優(yōu)質合金鋼滲碳淬火，齒面硬度高達60±2HRC，齒面磨削精度高達5－6級。

傳動部位軸承均選用國內知名品牌軸承或進口軸承，密封件選用骨架油封；吸音箱體結構、較大的箱體表面積和大風扇；使整機的溫升、噪音降低，運轉的可靠性得到提高，傳遞功率增大?？蓪崿F(xiàn)平行軸、直交軸、立式、臥式通用箱體，輸入方式有電機聯(lián)接法蘭、軸輸入；輸出軸可直角或水平輸出，備有實心軸和空心軸、法蘭盤式輸出軸。使齒輪箱滿足狹小空間的安裝要求，也可按客戶需求供貨。其體積比軟齒減速箱小1/2，重量減輕一半，使用壽命提高3~4倍，承載能力提高8~10倍。廣泛應用于印刷包裝機械、立體車庫設備、環(huán)保機械、輸送設備、化工設備、冶金礦山設備、鋼鐵電力設備、攪拌設備、筑路機械、制糖工業(yè)、風力發(fā)電、扶梯電梯驅動、船舶領域、輕工領域、造紙領域、冶金行業(yè)、污水處理、建材行業(yè)、起重機械、輸送線、流水線等大功率，大速比，高扭矩的場合。具有良好性價比、有利于國產化設備的配套。

與其它工業(yè)齒輪箱相比，由于風電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米高的狹小機艙內，其本身的體積和重量對機艙、塔架、基礎、機組風載、安裝維修費用等都有重要影響，因此，減小外形尺寸和減輕重量顯得尤為重要。同時，由于維修不便、維修成本高，通常要求齒輪箱的設計壽命為20年，對可靠性的要求也極其苛刻。由于尺寸和重量與可靠性往往是一對不可調和的矛盾，因此風電齒輪箱的設計制造往往陷入兩難的境地。總體設計階段應在滿足可靠性和工作壽命要求的前提下，以最小體積、最小重量為目標進行傳動方案的比較和優(yōu)化；結構設計應以滿足傳遞功率和空間限制為前提，盡量考慮結構簡單、運行可靠、維修方便；在制造過程的每一個環(huán)節(jié)應確保產品質量；在運行中應對齒輪箱運行狀態(tài)(軸承溫度、振動、油液溫度及品質變化等)進行實時監(jiān)測并按規(guī)范進行日常維護。

由于葉尖線速度不能過高，因此隨著單機容量的增大，齒輪箱的額定輸入轉速逐漸降低，兆瓦以上級機組的額定轉速一般不超過20r/min。另一方面，發(fā)電機的額定轉速一般為1500或1800r/min，因此大型風電增速齒輪箱的速比一般在75～100左右。為了減小齒輪箱的體積，500kw以上的風電增速箱通常采用功率分流的行星傳動；500kw～1000kw常見結構有2級平行軸 1級行星和1級平行軸 2級行星傳動兩種形式；兆瓦級齒輪箱多采用2級平行軸 1級行星傳動的結構。由于行星傳動結構相對復雜，而且大型內齒圈加工困難，成本較高，即使采用2級行星傳動，也以NW傳動形式最為常見 。