01 診斷目的和對(duì)象

某水泥集團(tuán)有限公司共有兩臺(tái)水泥磨機(jī)，每臺(tái)磨機(jī)有兩臺(tái)減速器。2000年7月2號(hào)水泥磨機(jī)減速器又出現(xiàn)了振動(dòng)、噪聲較大的不良狀態(tài)。

水泥磨機(jī)的有關(guān)原始數(shù)據(jù)：

①水泥磨機(jī)：規(guī)格，Φ4.2x13.2m；產(chǎn)量，105t/h；羅馬尼亞產(chǎn)；
②電動(dòng)機(jī)：型號(hào)，MIP-A-2000-1000；功率，2000kW；功率因數(shù)，0.83；轉(zhuǎn)速，990r/min；羅馬尼亞產(chǎn)；
③減速器：型號(hào)，BH180；功率，2000kW；減速比，980/108.9。

測(cè)點(diǎn)布置如圖1，1、4測(cè)點(diǎn)位于減速器輸出軸的兩個(gè)軸承座上，2、5測(cè)點(diǎn)位于中間軸的兩個(gè)軸承座上，3、6測(cè)點(diǎn)位于輸入軸的兩個(gè)軸承座上。9測(cè)點(diǎn)位于電動(dòng)機(jī)外殼頂端，7、8測(cè)點(diǎn)位于減速器輸入、輸出軸箱體上。2號(hào)水泥磨機(jī)兩臺(tái)（3號(hào)、4號(hào)）減速器、電動(dòng)機(jī)，測(cè)點(diǎn)僅標(biāo)其中一臺(tái)，另一臺(tái)測(cè)點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)。

圖1 測(cè)點(diǎn)布置圖

1~9—測(cè)點(diǎn)位置

02 診斷方法及分析

主要故障特征頻率：①各傳動(dòng)軸回轉(zhuǎn)頻率：輸入軸，16.5Hz；中間軸，3.23Hz；輸出軸：1.82Hz；②兩級(jí)減速的齒輪嚙合頻率：一級(jí)Z1Z2，330Hz；二級(jí)Z3Z4，171.2Hz；③各軸承故障基階特征頻率見(jiàn)表1。

表1 各軸承故障基階特征頻率

由圖2a可以得出如下結(jié)論：

1）兩減速器中間軸每轉(zhuǎn)一圈（時(shí)間為305.5 ms）均有一次較強(qiáng)烈的振動(dòng)，估計(jì)與輪齒損傷有關(guān)。
2） 3號(hào)減速器主要振動(dòng)頻率為中間軸每轉(zhuǎn)振動(dòng)102次，正好為齒輪Z2的齒數(shù)，表明齒輪Z2齒面出現(xiàn)損傷。齒輪Z2各齒嚙合產(chǎn)生的振動(dòng)幅度值大小不一，表明各齒的損傷程度不同。
3） 4號(hào)減速器中時(shí)域圖每一條幅值線代表嚙合一次的振動(dòng)，在最大沖擊振動(dòng)幅值線兩側(cè)存在有較高的幅值線，表明有幾個(gè)輪齒存在較大的變形。經(jīng)修形后，最大振動(dòng)幅值降低約為50%，但仍偏高，說(shuō)明輪齒修形未完全到位。

由圖2b可以得出如下結(jié)論：

1）兩減速器振動(dòng)的主要頻率為齒輪Z3、Z4的嚙合頻率171.9Hz和齒輪Z1、Z2的嚙合頻率331.2Hz及其2倍頻、3倍頻，表明這兩對(duì)齒輪的嚙合振動(dòng)是主要振源。3號(hào)減速器齒輪Z1、Z2嚙合振動(dòng)較大，表明輪齒的制造誤差及齒面損傷是引起振動(dòng)的主要原因。而4號(hào)減速器齒輪Z1、Z2的嚙合頻率、2倍頻、3倍頻的譜線幅值呈遞減規(guī)律，表明其總體嚙合狀態(tài)尚可。
2）在3號(hào)減速器齒輪Z1、Z2的嚙合頻率 331.2Hz的兩邊，出現(xiàn)明顯的邊頻，且譜線間的差頻為15.62Hz，正好與輸入軸的回轉(zhuǎn)頻率相吻合，表明331.2Hz 與15.62Hz產(chǎn)生調(diào)制現(xiàn)象，說(shuō)明輸入軸小齒輪Z1存在偏心。而 4 號(hào)減速器無(wú)明顯調(diào)制現(xiàn)象，表明Z1偏心較小。
3）從頻譜圖上未發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)減速器有明顯的軸承故障譜線，表明各軸承工作正常。

圖2 時(shí)域圖和頻域圖

a） 時(shí)域圖 b）頻域圖

結(jié)論

2號(hào)磨機(jī)兩臺(tái)減速器經(jīng)打開(kāi)檢查發(fā)現(xiàn)：3號(hào)減速器Z2齒輪的一個(gè)齒沿齒長(zhǎng)方向從齒根部已斷去200mm左右，只剩下170mm左右參與工作，其余各齒面出現(xiàn)不同程度的點(diǎn)蝕和剝落；齒輪Z1、Z2沿齒長(zhǎng)方向只有約 2/3 部分參與嚙合，表明存在齒向誤差；齒輪Z3、Z4齒面均有輕度點(diǎn)蝕和剝落。4號(hào)減速器Z2齒輪在局部圓周上有 3個(gè)齒面點(diǎn)蝕剝落嚴(yán)重，并靠近齒端，沿齒長(zhǎng)方向其余齒面參與嚙合較少，Z2齒輪其余輪齒齒面有不同程度的輕傷和點(diǎn)蝕；齒輪Z1齒面狀況良好；齒輪Z3、Z4齒面出現(xiàn)程度不一的點(diǎn)蝕和剝落。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的情況基本和我們的預(yù)測(cè)相一致。