风电齿轮箱的故障中有很大一部分故障来自于齿轮,齿轮运行环境较为复杂,长时间超载,润滑不良,轴承或齿轮的错误安装,以及齿轮本身啮合不良等原因都会导致齿轮故障,寿命减短。
图为齿轮不平衡或游隙典型频谱
振动数据采集之后,根据齿轮齿数和转速等数据可以计算出齿轮的啮合频率,加上时域或频谱中的特征可以对齿轮箱的故障进行诊断。然而,实际应用中,由于齿轮箱中有多组齿轮和轴承,转速也并非一成不变,频谱分析往往有各种频率出现,有些频率十分接近,辨认比较困难。这时我们需要根据测点位置结合振幅大小分析,针对每个齿轮箱,在其工作状态良好的情况下,采集得到基准的频谱,在状态监测和故障诊断中通过与基准频谱进行对比,来发现问题。对于轴承部位测量,如果各部位振动都很大,一般可能是齿轮问题,如果个别轴承部位振动大可能是轴承问题。
案例分析:
图为某齿轮箱的时域波形图,可见明显的周期性冲击,且振动有效值较大,是典型的齿轮断齿特征,一个周期内有多处冲击,该齿轮应有多个齿圈齿断齿。 图为该齿轮拆开之后的照片,多个断齿,与诊断结果一致。安维士联合中国船级社、南高齿以及业主单位、主机厂、齿轮箱厂等,依据多年的齿轮箱后市场维修经验,编制了齿轮箱检修技术规范并依据执行。
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