齒輪與滾動軸承故障的振動分析與診斷

鐘華

（哈爾濱軸承集團公司，哈爾濱 150036）

最先進的電子智能振動診斷技術，用于傳動系統的齒輪及滾動軸承的故障診斷，也嘗試用于發動機活塞間隙、氣門漏氣及燃油供給系統的故障分析。改善了傳統振動診斷技術對工程機械，絕大多數使用內燃發動機，重量較大的活塞、連桿組成高速往復運動，振動十分復雜，很難實施檢測振動技術的弊端。

1 在工作狀態下齒輪與滾動軸承的聯系

齒輪傳動是最常見的傳動形式，由一系列相互嚙合的齒輪組成傳遞運動輪系，輪系可分為定軸輪系和動軸輪系兩大類，行星齒輪傳動屬于動軸輪系中的一種，而少齒差行星齒輪傳動機構實質上是一個由平面四桿機構和內嚙合齒輪副組成的齒輪連桿組合傳動機構。

三環減速器是近年來出現的，應用前景較為廣泛的雙曲柄輸入式漸開線少齒差行星齒輪減速器在工作時各機構存在的振動，會發出多種性質的響聲，但有響聲并不表示汽車就有故障，為了避免不必要的拆卸，首先必須區分正常響聲與非正常響聲。我國自動變速器產品主要是外資企業或合資企業以技術許可形式進行生產，本土企業不擁有技術產權。自主品牌自動變速器研發也主要借助國外技術支持。國內自動變速器市場基本上以國外技術與產品為主導，國內配套產業鏈只在齒輪、行星排等機加工產品有所起步，關鍵配套零部件基本處于摸索階段。

2 齒輪潤滑的必要性

滾動軸承是將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變為滾動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由內圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內圈和外圈之間，引導滾動體旋轉起潤滑作用。

影響輥系各軸線平行度的主要因素有：機架窗口與軋輥軸承座之間的間隙、兩側機架窗口中心線的偏移量、軸承座兩側滑板相對于窗口其余部分中心線的偏移量和軸承座兩側滑板相對于軸線的對稱度；軋輥作為彈性體，在軋鋼過程中變形是不可避免的，這種變形也會影響到軋輥軸承座，進而影響到軸承受力狀態。

3 軸承故障的振動分析

運動著的機械必然產生振動，而機械噪聲大部分是由于工程機械的振動而輻射的。機械噪聲的類型很多，按聲強隨時音質變化情況主要可以分為三種：穩態噪聲、周期噪聲和脈沖噪聲。穩態噪聲是由于隨機力或穩態力的作用下而產生的噪聲；周期性噪聲是在周期力作用下產生的噪聲；脈沖（沖擊）噪聲是由機械沖擊力產生的噪聲。在實際的機械噪聲中，這三種噪聲不會單獨存在，而往往同時存在，互相迭加而形成混合噪聲，這振動的機械或部件就是產生噪聲的噪聲源。

由于切削力在保持工作的同時易于推動刀片前進，從而使順銑對加工過程具有一定的特殊要求。這就需要機床通過消除齒隙來處理工作臺進給量要求。如果將刀具推入工件中，進給量會無規則性增加，從而導致切屑厚度過大并會引起崩刃。應在此類應用場合中選擇逆銑。另外，如果加工余量出現很大變化，此時選擇逆銑更為有利。要想正確夾緊工件，必須要求有合適的夾具，同樣對于作業則要求有正確的刀具尺寸。但是對于振動趨勢，切削力方向則更為重要。

軸承可在軸承座內滑動，轉向正常。只要更換磨損了的軸承及軸承座，就可消除轉向盤共振現象。如果在汽車一級維護和二級維護中能注意檢查和消除傳動軸中間支承中軸承與軸承座的松曠情況，就可以防止這種轉向盤共振現象的出現。檢查該軸承與軸承座是否松曠的方法是：用雙手握住中間傳動軸后端，然后將它上下晃動，如有間隙的感覺，即為軸承與軸承座松曠。

4 結語

隨著科學技術的發展，液壓技術也正向著高速化、大流量、低能耗、機電液算一體化發展，這些特點在進口工程機械上顯得尤為突出。這也給設備的故障診斷及維修提出了挑戰，如果繼續使用傳統的液壓故障診斷方法，就很難判斷出故障的部位和組件。在液壓設備故障診斷及其修復方面，使用了便攜式液壓測試儀、日立計算機故障診斷儀、壓力表測試等檢查設備，取得了很好的效果。

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