挤压机变速箱故障讨论

天堂卫士

　　我司有多台台螺杆挤压机(分为日本JSW制造及韩国一津制造)，设备运行至今，韩国制造挤压机已有多台更换轴承及齿轮，2012年8月，某台挤压机箱体齿轮突然损坏，导致现场停车，2011年有多台设备由于齿轮箱输入轴轴承损坏严重而维修，近期拆开箱体检查，很多挤压机齿轮有磨损损坏，FFT谱线只能看到齿轮啮合频率无法精确监测到很少有其边频带。
　　(Peakvue也无法监测到异常波峰)
　　马达相关参数：
　　驱动端轴承:6316，非驱动端轴承:6313zz， 额定转速:1470rpm，额定功率:90kw
　　箱体相关参数：
　　箱体七轴承型号：22316、22219、22222、22222、23028、23034、29436
　　No. of TEETH: (1)1ST STAGE 19/81 (2)2ST STAGE 16/68
　　Input shaft :620rpm Output shaft :34rpm REDUCTION RATIO:1/18.12
　　请问各位大侠：
　　(1)设备运行过程中，如何准确判断轴承或齿轮是否需要更换?目前可以通过哪些方法确诊?
　　(设备为变速设备，但变速的幅度不大，频率在3Hz内，马达工作频率通常在18Hz至36Hz间不等，
　　压出机螺杆转速仅10rpm—25rpm)
　　(2)振动监测为何箱体轴向振动较大，水平及垂直向振动小?(为何斜齿轮运行时产生较大的轴向振动。)

李苹

1、如何准确判断轴承或齿轮是否需要更换？答：这要根据不同的设备经过一定检修周期监测分析后，逐一地建立自己的标准；
2、振动监测为何箱体轴向振动较大，水平及垂直向振动小？答：这是齿轮运行时啮合时的受力状态所决定的。

天堂卫士

李苹 发表于 2013-1-6 15:12

                               
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1、如何准确判断轴承或齿轮是否需要更换？答：这要根据不同的设备经过一定检修周期监测分析后，逐一地建立自 ...

　　非常感谢你的回复：
　　举例：挤压机齿轮及轴承损坏(突然损坏)
　　简要描述：某台挤压机，2012年7月9号，振动监测，各测点趋势平稳，7月27号振动监测， 发现齿轮箱各测点振动飙升，更换轴承和齿轮后，设备运行正常。(125.25Hz为齿轮的啮合频率，此时齿轮箱输入轴每分钟转速为392rpm左右)
　　2012年7月27号，解体箱体时照片，齿轮及轴承损坏严重，诊断分析确认，先前轴承故障频率及齿轮啮合频率很小，趋势稳定。通过和韩国设备厂商沟通及其余机台对比确认齿轮本身存在设计缺陷。(韩国厂商确认，齿轮使用年限为5—10年，齿轮寿命到了。)
　　请教：我们国货齿轮一般使用年限?以上例子是轴承先损坏造成齿轮损坏还是齿轮质量问题造成设备挂机?(哪种情况概率大)

BPdM

齿轮箱轴承、齿轮诊断，我们苏州普迪美（www.bpdm.cn）常用的检测技术如下（供参考）：
（1）齿轮转速小，振动小，所以不能套用ISO标准，只能根据振动趋势，举个例子我们遇到一个减速机振动从0.3升到0.9mm/s rms。说明振动值明显超过2倍，说明设备存在问题，后来检修验证了我们的判断；
（2）轴承诊断主要看解调谱，这注意要根据转速选择过滤范围，在解调谱上可以明显看到轴承故障特征，那么就应该留意轴承问题了，尤其是解调值较大时。
（3）对于齿轮磨损，除了看频谱图外，也留意一下波形图，有没有明显的冲击；
（4）振动方向问题，你自己就可以想得明白的。斜齿轮、伞齿轮等体现在轴向，直齿轮体现在径向。
以上供参考。关于轴承案例在我们公司网站技术交流板块有很多关于轴承、齿轮诊断的。

天堂卫士

BPdM 发表于 2013-1-6 17:41

                               
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齿轮箱轴承、齿轮诊断，我们苏州普迪美（www.bpdm.cn）常用的检测技术如下（供参考）：
（1）齿轮转速小， ...

（1）FFT谱线能监测齿轮和轴承的故障趋势，输入轴轴承故障是能监测的，部分齿轮故障也能监测。（监测各频率段的幅值是没有问题的）
（2）过滤范围，转速已调整过，用Peakvue无法看到相关信号。
（3）现在难点是，某些机台齿轮已磨损损坏，但振动监测无法检测出。
    向主任请教一下，齿轮表面磨损损坏，是否能继续使用？（目前已更换多台箱体输入轴及中间轴及输入轴齿轮及轴承，我们计划一至两年左右时间把有问题的齿轮和轴承更换。）

李苹

天堂卫士 发表于 2013-1-6 16:44

                               
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非常感谢你的回复：
举例：挤压机齿轮及轴承损坏（突然损坏）
简要描述：某台挤压机，2012年7月9号，振 ...

1、如果挤压机不存在过载问题，据我们的经验多数是轴承损坏后，再造成齿轮损坏的，当然还要具体机组具体分析，不能一概而论。对于国产齿轮的使用寿命，这要看材料与热处理工艺水平；
2、挤压机相对于其他转动设备，属于本体刚度较大的设备，而且是转速低，所以判断振动故障的标准要比ISO10816的门限值要低得多！

天堂卫士

李苹 发表于 2013-1-7 09:29

                               
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1、如果挤压机不存在过载问题，据我们的经验多数是轴承损坏后，再造成齿轮损坏的，当然还要具体机组具体分 ...

挤压机不存在过载问题的，通常情况是轴承损坏再造成齿轮损坏的，但上面的案例我认为是齿轮质量问题造成挤压机挂机的，FFT谱线突然升高，挤压机2007年初运行至今，从未出现过此情况，所以才决定只要有问题的，就更换，避免类似情况再次发生。
举例:箱体轴承故障，齿轮无磨损损伤

BPdM

天堂卫士 发表于 2013-1-7 08:38

                               
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（1）FFT谱线能监测齿轮和轴承的故障趋势，输入轴轴承故障是能监测的，部分齿轮故障也能监测。（监测各 ...

你后面的瀑布图并不是有很明显的特征峰值吗？只是你没有留意而已吧？
表面磨损的齿重新打磨一下，实在没有备件，短时间内凑合着用还可以，但一定得监控使用。否则容易导致更严重的事故。
FFT频谱里在轴承晚期故障里是能看到的，但这个时候你得准备停机检修了！包络解调而是诊断早中期的问题。不是一回事。

lian980888

天堂卫士 发表于 2013-1-7 10:16

                               
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挤压机不存在过载问题的，通常情况是轴承损坏再造成齿轮损坏的，但上面的案例我认为是齿轮质量问题造成挤 ...

按楼主提供的设备图片来看，各个轴承测点应该会里轴承有一定距离，所以因为阻尼的原因，测到的值会很小。而轴向的测点（猜是在轴承端盖上）是离轴承位置最近的一个，而且由于斜齿轮传动的原因，轴向受力明显。故轴向测点会得到较大的振动值。
至于楼主的第二个问题为什么斜齿轮会产生轴向力，请参考图片示意。

天堂卫士

BPdM 发表于 2013-1-7 14:27

                               
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你后面的瀑布图并不是有很明显的特征峰值吗？只是你没有留意而已吧？
表面磨损的齿重新打磨一下，实在没 ...

FFT判断轴承晚期故障是没有问题的，就挤压机轴承晚期故障的图谱我有五六个类似案例，有问题的齿轮和轴承，我们不会维修，直接购买新的更换。
包络解调不一定能监测到轴承早期信号，九楼的兄弟谈到各个轴承测点离轴承有一定距离。（Peakvue也是判断轴承早期故障的）
现在难点就是，齿轮是否需要及时更换，当然拆卸有问题的，会尽快更换。拆下没有磨损迹象的，但FFT轴向谱上有明显的GMF，或GMF的倍频是否需要更换呢？

天堂卫士

lian980888 发表于 2013-1-7 14:58

                               
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按楼主提供的设备图片来看，各个轴承测点应该会里轴承有一定距离，所以因为阻尼的原因，测到的值会很小 ...

其实通过五六年的挤压机箱体振动监测，早已发现箱体轴向振动信号较丰富，多谢兄弟的解答。
由于生产线一直改工艺，马达工作频率一直改变，再加上箱体变速，感觉在适当的时间更换齿轮较困难。

BPdM

天堂卫士 发表于 2013-1-7 16:27

                               
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FFT判断轴承晚期故障是没有问题的，就挤压机轴承晚期故障的图谱我有五六个类似案例，有问题的齿轮和轴承 ...

积累很多案例，您的经验比较丰富了。有机会到我们公司坐一坐。我们苏州普迪美就在苏州园区高铁站附近哪里，有机会多多交流。

chyuhua

mriook

啮合频率和谐波，需要监测变化趋势，齿轮的均匀磨损会引起他们的慢慢升高，谐波的比例慢慢变大。具体什么时候需要换最好是根据设备本身的数据来定标准。

天堂卫士

mriook 发表于 2013-1-10 10:03

                               
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啮合频率和谐波，需要监测变化趋势，齿轮的均匀磨损会引起他们的慢慢升高，谐波的比例慢慢变大。具体什么时 ...

举例一：齿轮损坏更换齿轮及轴承
（1）拆开箱体发现齿轮断齿，FFT图谱有明显GMF。


（2）更换齿轮前后的FFT谱线对比图，请教主任，向类似断齿故障是否需要齿轮？

举例二：
（1）拆开箱体检查，齿轮良好，无明显磨损和断齿，请教主任，为何FFT图谱异常？（有GMF及其谐波）

（2）更换箱体输入轴及中间轴轴承，FFT无明显变化，下图是更换轴承后FFT对比。