上海洋山港減速箱故障分析

摘 要：減速器在工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，應用極為廣泛。洋山港港機的減速箱，機器長期受到海風的沖擊，空氣腐蝕，壽命難免降低。因故障而引發的停機等狀況，會給企業的經濟效益帶來巨大的損失。對其進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數據，并應用MATLAB進行編程，得到減速箱的時，頻域圖，自相關的分析。

關鍵詞：減速箱；監測；數據處理；MATLAB；故障分析

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

0 引言

隨著傳感器技術的發展。針對提高港口機械的工作效率及保證施工安全性的要求，減速箱故障預處理和分析需要更加科學合理。

MATLAB已經把工具箱延伸到了工程應用的諸多領域，諸如信號處理、圖像處理。

本文利用MATLAB，將減速箱分布的傳感器所采集的數據信號進行了圖像的形成和處理。

1 減速箱傳感器布置

這是減速箱的結構示意圖，其中A，B，C，D，E，F分別是傳感器的布置點。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軸頻率，以及結構外圈，內圈，滾動體，保持架的固有頻率，可以從中發現問題。

2 相關故障及其特征介紹

（1）不平衡旋轉體軸心周圍的質量分布不均、使之在旋轉過程中產生離心力而引起震動的現象。故障特征：1）振動方向：以徑向為主；2）振動頻率：以旋轉頻率為主要頻率成分。（2）不同軸（不對中）連軸節連接起來的兩根軸的中心線不重合的現象。振動特征：振動方向：易發生軸向振動，如發生的軸向振動在徑向振動的50%以上；振動頻率：普通的連軸節以為主，如不同軸劇烈時，則發生、等諧頻成分。

3 信號的時域分析

通過對實驗采集的振動信號的分析、整理，借助工程軟件MATLAB編程，C，D通道時域圖如圖2。

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

4 自相關分析

BX、BZ、存在明顯的周期信號，周期信號的頻率接近117Hz。 在這種信號中出現有規律的沖擊或者是調制現象，它所對應的故障主要有齒型誤差、安裝誤差，軸的彎曲、不平衡、不對中以及滾動軸承的剝落等情況。

5 頻域分析

頻率為537.4Hz時，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中引起。頻率為125.5Hz時，也存在一個較高峰值。1級軸上軸承23238的內圈頻率為127Hz，比較接近。故得出該軸承內圈有故障。

6 分析結論

2級軸可能有松動。可能有調制或者不對中情況。1級軸上軸承23238內圈有故障 。

參考文獻：

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[2]程佩青.數字信號處理教程[J].清華大學出版社，2001（02）.

[3]Vinay K.Ingle，數字信號處理及其Matlab實現[J].（中譯版）電子工業出版社，1998，9（01）.

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