上海洋山港減速箱故障分析

摘 要：減速器在工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，應(yīng)用極為廣泛。洋山港港機(jī)的減速箱，機(jī)器長(zhǎng)期受到海風(fēng)的沖擊，空氣腐蝕，壽命難免降低。因故障而引發(fā)的停機(jī)等狀況，會(huì)給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來巨大的損失。對(duì)其進(jìn)行故障分析是很有必要的。本文采用傳感器搜集減速箱的原始振動(dòng)數(shù)據(jù)，并應(yīng)用MATLAB進(jìn)行編程，得到減速箱的時(shí)，頻域圖，自相關(guān)的分析。

關(guān)鍵詞：減速箱；監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)處理；MATLAB；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.243

0 引言

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)提高港口機(jī)械的工作效率及保證施工安全性的要求，減速箱故障預(yù)處理和分析需要更加科學(xué)合理。

MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如信號(hào)處理、圖像處理。

本文利用MATLAB，將減速箱分布的傳感器所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行了圖像的形成和處理。

1 減速箱傳感器布置

這是減速箱的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A，B，C，D，E，F(xiàn)分別是傳感器的布置點(diǎn)。下面給出不同工況齒輪嚙合頻率：

快速上升：70.3Hz，270.1Hz，723.87Hz

快速下降：87.4Hz，335.8Hz，899.94Hz

慢速上升：13.3Hz，51.1Hz， 136.95Hz

慢速下降：12.4Hz，47.45Hz，127.17Hz

通過分析不同速度軸承的固有轉(zhuǎn)軸頻率，以及結(jié)構(gòu)外圈，內(nèi)圈，滾動(dòng)體，保持架的固有頻率，可以從中發(fā)現(xiàn)問題。

2 相關(guān)故障及其特征介紹

（1）不平衡旋轉(zhuǎn)體軸心周圍的質(zhì)量分布不均、使之在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力而引起震動(dòng)的現(xiàn)象。故障特征：1）振動(dòng)方向：以徑向?yàn)橹鳎?）振動(dòng)頻率：以旋轉(zhuǎn)頻率為主要頻率成分。（2）不同軸（不對(duì)中）連軸節(jié)連接起來的兩根軸的中心線不重合的現(xiàn)象。振動(dòng)特征：振動(dòng)方向：易發(fā)生軸向振動(dòng)，如發(fā)生的軸向振動(dòng)在徑向振動(dòng)的50%以上；振動(dòng)頻率：普通的連軸節(jié)以為主，如不同軸劇烈時(shí)，則發(fā)生、等諧頻成分。

3 信號(hào)的時(shí)域分析

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)采集的振動(dòng)信號(hào)的分析、整理，借助工程軟件MATLAB編程，C，D通道時(shí)域圖如圖2。

圖2中，可以看出時(shí)域波形存在一定的周期性，振幅大小基本穩(wěn)定，其故障特征不是很明顯。但是CY、DY的振幅相比其他振動(dòng)幅值較大。

4 自相關(guān)分析

BX、BZ、存在明顯的周期信號(hào)，周期信號(hào)的頻率接近117Hz。 在這種信號(hào)中出現(xiàn)有規(guī)律的沖擊或者是調(diào)制現(xiàn)象，它所對(duì)應(yīng)的故障主要有齒型誤差、安裝誤差，軸的彎曲、不平衡、不對(duì)中以及滾動(dòng)軸承的剝落等情況。

5 頻域分析

頻率為537.4Hz時(shí)，振幅很大。嚙合頻率為270Hz，近似是中間軸2上齒輪嚙合頻率的兩倍，得出故障是由軸不對(duì)中引起。頻率為125.5Hz時(shí)，也存在一個(gè)較高峰值。1級(jí)軸上軸承23238的內(nèi)圈頻率為127Hz，比較接近。故得出該軸承內(nèi)圈有故障。

6 分析結(jié)論

2級(jí)軸可能有松動(dòng)。可能有調(diào)制或者不對(duì)中情況。1級(jí)軸上軸承23238內(nèi)圈有故障 。

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作者簡(jiǎn)介：王宇聰（1992-），山東海陽人，碩士研究生，研究方向：港口機(jī)械故障診斷研究。