空分457齒輪箱故障診斷

Tol 21 No 3機械研究與應用第21卷第3期00806MECHANICAL RESEARCH APPliCation2008年6月空分457齒輪箱故障診斷王華,包磊,宋昊明,郭穎,葉偉(蘭州石化公司設備維修公司,甘肅蘭州730060)摘要:通過(guò)對空分457齒輪箱振動(dòng)大的原因進(jìn)行分析,用狀態(tài)監測與故障診斷的方法提出了解決故障的措施。關(guān)鍵詞齒輪箱;振動(dòng);故障診斷中圖分類(lèi)號:TH32.文獻標識碼:A文章編號:1007-4414(2008)03-0066-02Fault diagnosis of gear box in air separation compressor 2MCL-457Wang Hua, Bao Lei, Song Hao-ming, Guo Ying, Ye WeiEquipment maintenance company of Lanzhou petrochemical corporation, Lanzhou Gansu 730060, China)Abstract: In this paper, by analyzing the reasons of the gear box s vibration, methods to resolve the trouble are provided bymeans of machine condition monitoring and fault diagnostic technique.Key words: gear box; vibration; fault diagnosis1概述臺備用設備正處在大修階段無(wú)法立即停車(chē),其布置圖齒輪傳動(dòng)系統是各類(lèi)機械設備中最常見(jiàn)的傳動(dòng)如圖1所示。因此,對該設備加強巡檢由每周1次方式,齒輪是機械設備中最主要的連接及傳遞動(dòng)力的增加到每周2次,且要求維護車(chē)間也加強維護力量,元件之一,齒輪振動(dòng)可認為是由旋轉同步的同期振動(dòng)力保該機組運行。之后,監測數據和頻譜均出現突信號加復雜的隨機信號形成齒輪傳動(dòng)系統中齒輪本變,振動(dòng)增大,同時(shí),齒輪箱在運行過(guò)程中出現怪音、身破壞故障為最多,一般占齒輪傳動(dòng)系統故障的發(fā)熱、電流波動(dòng)大等現象設備監測人員與大機組管60%以上,對于一些大型和連續生產(chǎn)的設備,一旦出理人員一同會(huì )診后要求裝置立即停車(chē)檢修。具體監現故障就會(huì )造成很大的損失所以對齒輪進(jìn)行故障診測情況如下:斷具有十分重要的意義(1)時(shí)域波形監測發(fā)現:齒輪箱高速軸(測點(diǎn)2故障診斷在空分457齒輪箱中的應用HIV、HH)時(shí)域波形出現包絡(luò )現象且有尖峰出現,振2.1甚本參數值為17mm/s,最高振值達22.5mm/s,這是因為齒嚙制氮裝置的空氣壓縮機2MCL-457由沈陽(yáng)鼓風(fēng)合出現局部損傷時(shí),沖擊強度大齒輪在嚙合過(guò)程中機廠(chǎng)生產(chǎn)制造其傳動(dòng)裝置齒輪箱為雙圓弧齒輪,設齒上所受的力為周期性變化的沖擊力在該力的激勵備參數如下:下,齒輪產(chǎn)生衰減振動(dòng)損傷特征顯露出來(lái),且由于包(1)壓縮機參數絡(luò )處理將非周期性隨機振動(dòng)改造為類(lèi)周期振動(dòng),所工作轉速n1為2085/mn;介質(zhì)為空氣;流量為以頻域中有明顯尖峰呈現如圖2所示9700Nm3/h;入口溫度122℃;入口壓力073MPa。(2)齒輪箱參數大齒輪齒數Z1為137;小齒數Z2為32;速比為28;高速軸n2為1278/min;中心距為350mm;模數壓縮機m為5。由齒輪箱參數可計算出以下頻率:電機低速齒輪轉頻fn=n1/60=2983/60=49.7Hz高速齒輪轉頻fa=n2/60=12778/60=213Hz齒輪嚙合頻率f。=Zn=137×49.7=6811Hz圖1空分457機組布置圖22故障診斷2(2)齒輪箱監測數據表1所示是8月15日8在對空分457進(jìn)行巡檢時(shí)發(fā)現齒輪箱出現異常月20日兩次所測的齒輪箱低速齒輪高速齒輪振動(dòng)情況,由于該設備負責向本廠(chǎng)各裝置提供氮氣,另值,從監測數據可見(jiàn),所有測點(diǎn)的振值均有增大趨勢收稿日期:2008-04-14作者簡(jiǎn)介:王華(1971-),女,甘肅會(huì )寧人,工程師,主要從事技術(shù)管理方面的工作第21卷第3期機械研究與應用Vol 21 No 3008年6月MECHANICAL RESEARCH APPLICATION200806且高速端增長(cháng)最為明顯;而且,在高速端外側垂直方全未接觸的部分,這與監測時(shí)嚙合不良故障的判斷一向釆集數據時(shí)儀器顯示“信號過(guò)載( signal overload致(要求按齒寬接觸班跡為90%,按齒高為50%);ded)”現象。⑥變速箱體水平中分面找水平,水平度在標準范圍內實(shí)測為0.04/1000(要求水平度為0.05/1000;⑦用橋規測量?jì)善叫芯€(xiàn)平行且在同一平面內,說(shuō)明兩傳動(dòng)軸平行度偏差在標準范圍內。出單以2530354圖2齒輪箱時(shí)域頻譜圖表1齒輪箱各測點(diǎn)數據/mm·s112000H LIV LH HOV HOH HIV HIH日期圖4齒輪箱高速端外側頻譜圖8.158.34210.746.2829.2425.1885.27210.5917.498.20961013.507.5027.0085.3885.38314.3322.499052.2052.1131.9282.2003.4175.2812.1032.9224故障處理由于兩齒存在嚙合不勻現象,所以,檢修人員在(3)趨勢圖圖3是齒輪箱高速端外側水平方檢修時(shí)根據長(cháng)期的實(shí)踐經(jīng)驗判斷將上下兩圓弧齒輪向趨勢圖(其它測點(diǎn)相似),從圖中可見(jiàn)振動(dòng)有突變進(jìn)行調整具體方法為:點(diǎn)且有明顯的增大趨勢。(1)小齒輪上抬高速軸(小齒輪)主瓦向上抬,上抬0.13~0.14mm,目的是減小齒側間隙使齒輪嚙合情況好轉;(2)適當縮小中心距將中心距調整為350~004人,氣小(3)更換高速軸兩瓦盡管只有上瓦有磨損,但如果兩瓦不同時(shí)更換僅將高速軸主瓦上抬就會(huì )出現圖3齒輪箱高速端外側水平方向趨勢圖中心線(xiàn)不在一條線(xiàn)上的現象,這會(huì )導致嚴重的后果。4)頻譜圖圖4是齒輪箱髙速端外側頻譜圖(4)檢修結果檢修完畢,對該機組進(jìn)行試運,圖中顯示了5次所測的頻譜,從頻譜可見(jiàn),每次的譜監測發(fā)現齒輪箱運行平穩,無(wú)怪音,無(wú)發(fā)熱現象檢修圖變化比較大,且8月22日監測時(shí)的變化最明顯,在前后齒輪箱的監測數據如表1所示其中9月5日的譜圖上高速齒輪的轉頻213Hz及其諧波均有出現,數據為檢修后的檢測數據。據計算,齒輪嚙合頻率為6811Hz。在8月22日監測3結語(yǔ)時(shí)嚙合頻率較明顯,頻譜圖中的6820Hz對應的幅值由以上分析可見(jiàn),對該機組齒輪箱故障的診斷是為0.82my。說(shuō)明齒輪箱故障急劇惡化,出現嚴重準確的、監測是有根據的從頻譜圖歷史數據、時(shí)域的嚙合不良,需立即停車(chē)檢修。波形及趨勢圖都做了詳細的分析這為以后齒輪箱的2.3檢修情況故障診斷提供了寶貴的經(jīng)驗。維修人員與大機組管理、監測人員打開(kāi)齒輪箱,參考文獻:對其進(jìn)行全面檢查和測量,發(fā)現以下情況:①上下兩圓弧齒齒根均有磨損現象,小齒輪凸圓面磨損嚴重;[1]李國華機械故障診斷[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,199②高速軸自由端上瓦有兩處燒損;③聯(lián)軸器端瓦有裂2]虞和濟.設備故障診斷工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社紋出現④齒側間隙較大實(shí)測為.50m(要求齒側【31何正嘉機被設備非平穩信號的故障診斷原理及應用[M,北間隙為0.20mm~0.40mm);⑤接觸斑跡不均勻,出京:高等教育出版社,2001現兩頭接觸中間無(wú)接觸痕跡的現象,說(shuō)明嚙合面有完