低速重載大型齒輪箱的故障診斷分析

汪生財(cái)

摘 要：近年來(lái)在低速重載大型齒輪箱實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，受到諸多因素的影響還存在故障問(wèn)題，不能確保運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，對(duì)其良好運(yùn)行和使用會(huì)造成不利影響。因此在低速重載大型齒輪箱故障診斷的過(guò)程中，必須要積極采用先進(jìn)的診斷技術(shù)，使用間接判斷技術(shù)措施、小波分層突變系數(shù)的診斷技術(shù)、聲發(fā)射診斷技術(shù)開(kāi)展工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)低速重載大型齒輪箱的故障問(wèn)題，明確故障的發(fā)生特點(diǎn)與規(guī)律，充分發(fā)揮先進(jìn)診斷技術(shù)的積極作用，保證各方面的故障診斷工作高效化實(shí)施，為低速重載大型齒輪箱的高效化、穩(wěn)定性運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：低速重載大型齒輪箱;故障診斷;診斷技術(shù)

低速重載大型齒輪箱的故障診斷工作中，必須要?dú)w納總結(jié)豐富經(jīng)驗(yàn)，采用先進(jìn)性的診斷技術(shù)措施開(kāi)展工作，保證在應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的過(guò)程中可以提升故障診斷工作水平，改善當(dāng)前的工作現(xiàn)狀，達(dá)到預(yù)期的故障診斷目的。

一、間接判斷的診斷技術(shù)

低速重載大型齒輪箱設(shè)備中損害的零部件頻率過(guò)低不能取出的情況下，可以按照相鄰零部件的特征頻率情況開(kāi)展故障診斷工作，例如：回轉(zhuǎn)支承傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，因?yàn)椴荒苤苯娱_(kāi)展大軸承損壞的低頻微沖擊振動(dòng)信號(hào)，在此情況下，就可以利用回轉(zhuǎn)支承傳動(dòng)鏈中的齒輪頻率間接性診斷，明確部件損壞問(wèn)題的發(fā)生特點(diǎn)與規(guī)律，采用有效措施明確故障問(wèn)題的發(fā)生情況。在使用間接判斷技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)該針對(duì)異常數(shù)據(jù)值全面分析，提取有價(jià)值的特征頻率數(shù)據(jù)信息，在特征頻率數(shù)據(jù)值的支持下，準(zhǔn)確診斷可能存在的故障問(wèn)題，提出相關(guān)的故障診斷建議和措施，從根本上預(yù)防出現(xiàn)故障問(wèn)題，保證低速重載大型齒輪箱的高效化、穩(wěn)定性運(yùn)行，滿足當(dāng)前的故障診斷工作要求，提升故障診斷的準(zhǔn)確性，滿足當(dāng)前的故障診斷工作基本要求[1]。

二、小波分層突變系數(shù)的診斷技術(shù)

對(duì)于小波分析技術(shù)而言，可以全面性、簡(jiǎn)易性、清晰性將沖擊信號(hào)的局部時(shí)域特征全面描述出來(lái)，明確故障問(wèn)題的發(fā)生時(shí)間與特點(diǎn)，具備一定的局部定位性能，可以有效開(kāi)展故障分析和診斷工作。低速重載大型齒輪箱的故障診斷過(guò)程中，使用小波分層突變系數(shù)的診斷技術(shù)，可以捕捉故障隱患中的特征數(shù)據(jù)值，按照數(shù)據(jù)值情況制作趨勢(shì)圖，可以明確未來(lái)故障問(wèn)題的發(fā)生趨勢(shì)，預(yù)防出現(xiàn)突發(fā)性的故障問(wèn)題。例如：實(shí)際工作中可以使用小波分層突變系數(shù)的診斷技術(shù)措施，在齒輪箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置六個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分布在齒輪箱的各個(gè)位置，明確齒輪箱是否受到重載因素、雜質(zhì)因素的影響出現(xiàn)滾動(dòng)體的點(diǎn)蝕問(wèn)題、磨損問(wèn)題與松動(dòng)問(wèn)題，明確故障問(wèn)題特點(diǎn)與實(shí)際情況，獲取到準(zhǔn)確的齒輪傳動(dòng)的齒面受力數(shù)據(jù)值，保證可以嚴(yán)格控制故障問(wèn)題。在使用小波分層突變系數(shù)診斷技術(shù)過(guò)程中，為了可以將波形的突變程度全面表示出來(lái)，應(yīng)該明確小波分層的突變系數(shù)，每3分鐘選取2個(gè)數(shù)據(jù)值，每1個(gè)小時(shí)設(shè)置1個(gè)數(shù)據(jù)組，統(tǒng)計(jì)1個(gè)小時(shí)之內(nèi)的小波5層低頻分解大幅值數(shù)據(jù)，明確其在所有數(shù)據(jù)中占有的比例，保證可以在數(shù)據(jù)值的支持下準(zhǔn)確診斷故障問(wèn)題，便于開(kāi)展故障分析和研究工作。需要注意的是，在使用小波分層突變系數(shù)診斷技術(shù)的過(guò)程中，可以將其當(dāng)做是捕捉故障隱患的主要特征數(shù)據(jù)值，此類(lèi)系數(shù)容易計(jì)算，使用起來(lái)非常便利，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)故障問(wèn)題的發(fā)生趨勢(shì)，有效預(yù)防出現(xiàn)突發(fā)故障問(wèn)題。在此期間還需積極使用低頻傳感器設(shè)備、先進(jìn)的硬件解調(diào)技術(shù)措施，獲取到低頻微沖擊振動(dòng)信號(hào)，減小故障問(wèn)題的診斷難度，保證故障診斷的科學(xué)性與合理性，從根本上規(guī)避相關(guān)的故障問(wèn)題[2]。

三、聲發(fā)射故障診斷技術(shù)

對(duì)于聲發(fā)射故障診斷技術(shù)而言，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中可以通過(guò)時(shí)域分析方式、相關(guān)分析方式、頻域分析方式等開(kāi)展工作，不再受到傳統(tǒng)聲信號(hào)分析技術(shù)的影響，而是按照信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)分析方式，直觀性的診斷故障問(wèn)題，提升故障診斷工作的科學(xué)性與合理性，從根本上預(yù)防出現(xiàn)低速重載大型齒輪箱的故障問(wèn)題，保證運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

（一）聲發(fā)射診斷技術(shù)的應(yīng)用原理

聲發(fā)射診斷技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，屬于先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。通常情況下，機(jī)械設(shè)備零部件之內(nèi)或者局部受力過(guò)程中、溫度變化過(guò)程中，很容易出現(xiàn)裂紋或是塑性變形的現(xiàn)象，釋放出能量，出現(xiàn)瞬態(tài)彈性波，在此期間采用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，提出相應(yīng)的故障應(yīng)對(duì)措施，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，預(yù)防出現(xiàn)故障安全和隱患問(wèn)題。聲發(fā)射診斷技術(shù)在應(yīng)用期間，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性的檢驗(yàn)?zāi)康?，?dòng)態(tài)缺陷的敏感度很高，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷問(wèn)題的萌生情況與擴(kuò)展情況，由于聲發(fā)射技術(shù)所探測(cè)到的能量屬于機(jī)械設(shè)備本身能量，并非外部的能量，因此，可以準(zhǔn)確探測(cè)到機(jī)械設(shè)備內(nèi)部的故障信息，靈活性、科學(xué)性分析故障問(wèn)題，獲取到準(zhǔn)確的故障診斷數(shù)據(jù)值，便于開(kāi)展故障的分析和研究工作，提升各方面的故障診斷工作效果，檢測(cè)靈敏度很高，檢測(cè)過(guò)程中的分辨力較強(qiáng)，對(duì)機(jī)械設(shè)備提出的要求很低，在無(wú)損檢測(cè)的情況下可有效分析故障問(wèn)題。尤其在低速重載大型齒輪箱的故障診斷工作中，可以針對(duì)滾動(dòng)軸承部分、齒輪部分的故障問(wèn)題準(zhǔn)確診斷，在系統(tǒng)運(yùn)行期間無(wú)論表面損傷問(wèn)題、裂縫問(wèn)題、磨損故障所誘發(fā)的故障問(wèn)題，都能夠形成接觸面的彈性沖擊，產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)，此時(shí)獲取到發(fā)射信號(hào)就可以準(zhǔn)確診斷故障問(wèn)題[3]。

（二）聲發(fā)射故障診斷措施

低速重載大型齒輪箱的故障診斷工作中采用聲發(fā)射故障診斷技術(shù)，應(yīng)該積極采用時(shí)域特征分析方式、相關(guān)分析方式。首先，在時(shí)域特征的分析工作中，可以利用峰值將某些時(shí)刻的振幅最高數(shù)據(jù)值反映出來(lái)，適合診斷表面點(diǎn)蝕故障、剝落故障問(wèn)題，可以保證檢測(cè)數(shù)值的穩(wěn)定性，使用數(shù)據(jù)值全面反映出信號(hào)的能量情況，提升各方面的診斷工作效果，充分發(fā)揮先進(jìn)診斷措施的作用和優(yōu)勢(shì)。時(shí)域分析的工作中，應(yīng)該獲取到峰值因子，明確零部件的局部損傷情況、剝落情況、凹痕情況等等，明確是否存在故障問(wèn)題和缺陷，提出相應(yīng)的故障應(yīng)對(duì)措施[4]。 其次，應(yīng)該合理使用相關(guān)分析的方式，在處理相關(guān)機(jī)械信號(hào)的過(guò)程中，應(yīng)該將相關(guān)分析方法作為主要部分，如若齒輪箱沒(méi)有故障問(wèn)題，所檢測(cè)出來(lái)的聲發(fā)射信號(hào)具有隨機(jī)性特點(diǎn)、無(wú)規(guī)則特點(diǎn)，相關(guān)函數(shù)呈現(xiàn)為迅速衰減的狀態(tài)，甚至與0相互接近。如果齒輪箱存在故障問(wèn)題，隨機(jī)信號(hào)就會(huì)轉(zhuǎn)變成為有規(guī)律、周期性的故障脈沖信號(hào)，可以借助信號(hào)數(shù)據(jù)開(kāi)展相關(guān)函數(shù)分析工作，保存隨機(jī)信號(hào)的具體周期成分，針對(duì)性診斷故障問(wèn)題。需要注意的是，相關(guān)分析的工作中應(yīng)該歸納總結(jié)豐富經(jīng)驗(yàn)，遵循科學(xué)化的故障診斷工作原則，統(tǒng)一故障診斷的標(biāo)準(zhǔn)，保證可以提升低速重載大型齒輪箱的故障診斷準(zhǔn)確性與科學(xué)性[5]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，低速重載大型齒輪箱故障問(wèn)題診斷的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合故障的發(fā)生特點(diǎn)與規(guī)律，積極采用間接判斷診斷方式、小波分層突變系數(shù)診斷方式、聲發(fā)射故障診斷方式等開(kāi)展工作，統(tǒng)一故障問(wèn)題的診斷標(biāo)準(zhǔn)，按照各類(lèi)診斷技術(shù)的要求開(kāi)展工作，提升診斷的準(zhǔn)確性與合理性，從根本上預(yù)防出現(xiàn)低速重載大型齒輪箱的故障診斷問(wèn)題。

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