變速箱是一種工業(yè)部件，它可以通過傳動(dòng)齒輪完成動(dòng)力的傳遞，同時(shí)，變速箱作為傳動(dòng)齒輪的機(jī)械零件，在化工領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。本文由齒輪箱的應(yīng)用，對(duì)齒輪箱的常見問題故障進(jìn)行表現(xiàn)和診斷技術(shù)措施方面展開詳盡的論述。
一、齒輪箱的用途
變速箱的主要用途是: 首先，它可以通過變速器改變傳動(dòng)速度，這在工業(yè)上通常被稱為“變速箱”。其次，齒輪箱能變換進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)力矩，也就是說，在功率也是一樣的前提下，轉(zhuǎn)速越來越大的齒輪，齒輪軸所受到的力矩反而影響越小，反過來則越大；再次，齒輪箱主要用于發(fā)展動(dòng)力的分配，在工業(yè)上，工作管理人員提供可用一臺(tái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)由齒輪箱的主軸牽動(dòng)若干個(gè)從軸，進(jìn)而我們只要使用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)就會(huì)導(dǎo)致牽引好幾個(gè)負(fù)載；第四，齒輪箱有離合以及功能，剎車離合器設(shè)計(jì)就是企業(yè)利用的齒輪箱離合功能，人們能自由地將兩個(gè)方面相互之間嚙合的齒輪分隔開來，進(jìn)而把負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)分裂開；第五，變換具有傳動(dòng)技術(shù)方向，不妨研究采用以下兩個(gè)扇形形態(tài)的齒輪把其中的力以垂直的方向更加有序地傳導(dǎo)至另一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
二、齒輪箱的典型失效故障的表現(xiàn)
通過對(duì)齒輪箱的實(shí)際應(yīng)用分析，確定其故障并不困難。整個(gè)齒輪箱進(jìn)行系統(tǒng)包含了軸承、齒輪、傳動(dòng)軸和箱體結(jié)構(gòu)等部件，作為國家一類常用的機(jī)械發(fā)展動(dòng)力控制系統(tǒng)，它在經(jīng)濟(jì)持續(xù)運(yùn)動(dòng)地同時(shí)，非常簡單容易導(dǎo)致出現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備配件的故障，特別是對(duì)于軸承、齒輪和傳動(dòng)軸這三個(gè)零件，其他問題發(fā)生故障的幾率明顯比它們低。
齒輪執(zhí)行教學(xué)任務(wù)時(shí)，因種種問題復(fù)雜的因素分析影響而缺乏管理工作的能力，功能設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)值可以超越了允許的最大臨界數(shù)值，這發(fā)生了一種典型的齒輪箱故障。其表現(xiàn)不同形式也五花八門，通觀全局，其主要可以分為以下兩大類：第一是通過齒輪在日積月累的轉(zhuǎn)動(dòng)中逐漸發(fā)展產(chǎn)生的，因齒輪箱的外表面在承擔(dān)能力相對(duì)大負(fù)載的過程中，互相進(jìn)行嚙合的齒輪的間隙中又會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一個(gè)相對(duì)滾動(dòng)力與滑動(dòng)力，滑動(dòng)時(shí)候的摩擦力與極點(diǎn)兩端的方向剛好相反，久而久之，長期的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行方式會(huì)使中國齒輪膠合、出現(xiàn)裂隙、加大對(duì)于磨損的程度，齒輪斷裂風(fēng)險(xiǎn)也就能夠成為一種必然了。另一種故障是由于工作人員不熟悉安全操作過程或違反操作規(guī)程和要求，在安裝齒輪時(shí)疏忽大意，或在初始制造時(shí)發(fā)生隱患，這種故障往往是由于齒輪的內(nèi)孔和外圈的圓心不在同一個(gè)圓心上，齒輪嚙合的形狀誤差和軸線分布不對(duì)稱造成的。
除此之外，在齒輪箱的每個(gè)企業(yè)配件中，軸也是會(huì)輕易出現(xiàn)閃失的一個(gè)重要零件，當(dāng)有比較大的負(fù)載進(jìn)行沖擊軸時(shí)，軸就會(huì)更加迅速地發(fā)展發(fā)生形變，直接通過誘發(fā)齒輪箱的這一系統(tǒng)故障。在診斷變速箱故障時(shí)，不同程度變形的軸對(duì)變速箱故障的影響是不一致的，當(dāng)然也可能有不同的故障表現(xiàn)。因此，也有嚴(yán)重和輕微的軸扭曲。軸的失衡會(huì)帶來一些故障，其原因分析如下：在負(fù)載大的環(huán)境下工作，久而久之形變也在所研究難免；軸本身在生產(chǎn)、制造和加工等諸多技術(shù)工藝設(shè)計(jì)流程中暴露出來了一系列問題缺陷，致使新鑄就的軸會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)失衡的情況。
三、齒輪箱故障診斷的策略
齒輪箱是一種與齒輪、軸承共存的統(tǒng)一機(jī)械體。由加工缺陷或壓力引起的各種故障都值得注意:
1.倒頻譜分析的辦法
倒頻譜進(jìn)行分析也稱二次頻譜分析，是近代信號(hào)可以處理社會(huì)科學(xué)中的一項(xiàng)研究新技術(shù)。當(dāng)機(jī)械信號(hào)的頻譜圖出現(xiàn)問題難以通過識(shí)別的多族調(diào)制邊頻時(shí)，倒頻譜資源可以有效分解和識(shí)別系統(tǒng)故障頻率，分析和診斷故障現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。
針對(duì)于學(xué)生具備發(fā)展若干對(duì)的齒輪之間相互嚙合的齒輪箱振動(dòng)信號(hào)頻譜圖，因每一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)嚙合的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)邊頻帶，當(dāng)個(gè)別的邊頻帶交織問題集中主要分布時(shí)，只進(jìn)行工作頻率可以細(xì)化的識(shí)別技術(shù)分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能不夠的，因倒頻譜會(huì)把一個(gè)功率譜當(dāng)中的諧波轉(zhuǎn)變?yōu)榈诡l譜圖里面的單根譜線，它的位置關(guān)系也就暗示著功率譜中相應(yīng)的諧波產(chǎn)生頻率相隔時(shí)段。
倒譜的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，它對(duì)傳感器的信號(hào)傳輸路徑或測量點(diǎn)的方位不敏感，對(duì)頻率調(diào)節(jié)和幅度值之間的相關(guān)性不敏感，反過來，它有助于監(jiān)測故障信號(hào)的大小，而無需測量特定測量點(diǎn)的幅度。
2.邊頻帶分析辦法
通常這個(gè)意義上，從兩個(gè)重要方面進(jìn)行分析邊頻帶，一個(gè)是比照每一次測量發(fā)展過程中邊頻帶振幅的變動(dòng)影響范圍；還有就是一個(gè)是借助于邊頻帶頻率的對(duì)稱結(jié)構(gòu)特性，查看學(xué)生具體的頻率之間關(guān)系，明定是不是同一組的邊頻帶，若是，則能順著得出一個(gè)調(diào)制控制信號(hào)的頻率以及數(shù)值和齒輪箱嚙合的頻率大小。
需要我們指出的是，齒輪的脫落、齒根位置上面的裂痕和個(gè)別斷齒等個(gè)別進(jìn)行故障會(huì)出現(xiàn)問題明顯的瞬態(tài)信號(hào)調(diào)制，在嚙合的方位發(fā)展及其影響兩側(cè)也會(huì)有通過一系列的邊帶，它們的特征主要是階數(shù)比較集中稠密、譜線散亂。因高階變頻技術(shù)相互發(fā)展之間的層疊而導(dǎo)致邊頻的形狀也是各不相同。如果存在明顯的局部故障，還可以促進(jìn)諧波分量和頻率的旋轉(zhuǎn)。
這里的邊頻帶成分含有一個(gè)比較具有充足的齒輪箱故障數(shù)據(jù)信息技術(shù)資源，要想企業(yè)獲取該信息，在進(jìn)行系統(tǒng)頻譜分析時(shí)需有充足的頻率分辨率，進(jìn)而可以促進(jìn)邊頻帶相隔距離能得到實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地測量。
3.功率譜分析的辦法
功率譜是隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)平均概念，平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜是一個(gè)確定函數(shù)。該辦法能確定齒輪箱振動(dòng)控制信號(hào)的頻率可以構(gòu)成企業(yè)以及通過振動(dòng)系統(tǒng)能量在每一個(gè)工作頻率上面的分布基本情況，因功率譜與振幅的數(shù)值構(gòu)成平方相關(guān)關(guān)系，所以，相較于振幅數(shù)值譜，功率譜會(huì)更能凸顯諧波的線狀譜組成部分要素和嚙合的頻率，減少環(huán)境振動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)從而引發(fā)的一系列“毛刺”現(xiàn)象。
四、結(jié)語
齒輪箱不僅廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，而且在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。在發(fā)生失效故障后，不能因?yàn)榧庇诓扇∵^多的手段和措施可以予以矯正，而是先分析系統(tǒng)故障問題產(chǎn)生的根源，出現(xiàn)在哪一個(gè)環(huán)節(jié)，找準(zhǔn)企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，選取最恰當(dāng)?shù)牟呗匝芯糠椒ǚ矫嬷痔幹煤驮\斷，才能發(fā)展得到事半功倍的效果。
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