变速器小齿轮轴承测点水平振动值见表

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一个小型汽轮机发电机组在汽轮机和发电机之间用减速箱减速。汽轮机转速550r/min，发电机转速1500r/min，小齿轮齿数27，大齿轮齿数100。齿轮啮合频率为2497.5Hz。

年终维护前，采用数据采集器测量振动，其中变速器小齿轮轴承测点水平振动值见表1，加速度峰值特别突出。

表1 汽轮发电机组减速器小齿轮轴承水平方向振值

为了查明情况，数据采集器用于现场分析振动信号，其频谱如图1所示。

图1 减速器小齿轮轴承水平方向振动频谱

三个特征频率为2500Hz，5000Hz和7500Hz，它们是齿轮的啮合频率和两次和三次谐波，其中两次谐波的峰值更为突出，另外两个重量非常弱。这表明减速器齿轮出现了早期故障的迹象。后来，在揭开盖检查时，没有发现明显的齿轮缺陷，因为肉眼很难检测到齿轮状态的细微变化。

某有色金属加工厂3台W—1B1型高压水泵通过减速器连接电机和水泵曲轴。电机转速1485r/min，减速器小齿轮齿数z1为24齿，大齿轮齿数z2为155齿，其结构简图如图2所示。

图2 3W—1B1高压水泵结构简图

1-电机；2-减速器；3-泵体；4-柱塞；5-曲轴；①~⑧—测点

检修前对减速器小齿轮轴承进行了振动测量分析③④振动值大，见表2。

表2 机组检修前测点③④加速度有效值(单位:m/s2）

注：H水平方向；V垂直方向；A轴向，后同。

对测点③④振动信号的水平方向分别如图3所示a和图4a。

图3 测点③振动频谱检修前后

a）检修前；b）检修后

图4 测点④检修前后频谱

a）检修前；b）检修后

振动信号的频率结构基本相同，主要频率为齿轮啮合频率fm（fm= 1485÷60x24=594Hz）及其2倍频（2fm=594x2=1188Hz）和3倍频（3fm=594 x3=1782Hz），而且2、3次谐波分量幅值较大，啮合频率及其倍频两侧有较多的边频成分和低次谐波。边频间距为24.4 Hz，小齿轮的转频24.75Hz边频成分分布集中，具有分布故障的特点。因此，判断小齿轮磨损故障严重。

揭盖检查时，验证实际情况与分析结论基本一致。修理时更换小齿轮，振动值如表3所示。

表3 机组检修后测点③④加速度有效值(单位: m/s2）

检修后的频谱图如图3所示b和图4b。啮合频率的谐波分量大大减弱或消失，边频不复存在，说明齿轮运行状况有所改善。

本案例表明，齿轮故障的频率特征非常明显。随着故障的消除，故障特征的频率发生了很大的变化，有些消失了，有些减弱了。这再次证明了利用频率分析来诊断齿轮故障是非常有效的。本案例的另一个特点是比较和分析故障处理前后的振动值和频率特征，这是故障诊断的基本原则，值得借鉴。