01 診斷目的和對象

某水泥集團有限公司共有兩臺水泥磨機，每臺磨機有兩臺減速器。2000年7月2號水泥磨機減速器又出現(xiàn)了振動、噪聲較大的不良狀態(tài)。

水泥磨機的有關(guān)原始數(shù)據(jù)：

①水泥磨機：規(guī)格，Φ4.2x13.2m；產(chǎn)量，105t/h；羅馬尼亞產(chǎn)；
②電動機：型號，MIP-A-2000-1000；功率，2000kW；功率因數(shù)，0.83；轉(zhuǎn)速，990r/min；羅馬尼亞產(chǎn)；
③減速器：型號，BH180；功率，2000kW；減速比，980/108.9。

測點布置如圖1，1、4測點位于減速器輸出軸的兩個軸承座上，2、5測點位于中間軸的兩個軸承座上，3、6測點位于輸入軸的兩個軸承座上。9測點位于電動機外殼頂端，7、8測點位于減速器輸入、輸出軸箱體上。2號水泥磨機兩臺（3號、4號）減速器、電動機，測點僅標(biāo)其中一臺，另一臺測點與之對應(yīng)。

圖1 測點布置圖

1~9—測點位置

02 診斷方法及分析

主要故障特征頻率：①各傳動軸回轉(zhuǎn)頻率：輸入軸，16.5Hz；中間軸，3.23Hz；輸出軸：1.82Hz；②兩級減速的齒輪嚙合頻率：一級Z1Z2，330Hz；二級Z3Z4，171.2Hz；③各軸承故障基階特征頻率見表1。

表1 各軸承故障基階特征頻率

由圖2a可以得出如下結(jié)論：

1）兩減速器中間軸每轉(zhuǎn)一圈（時間為305.5 ms）均有一次較強烈的振動，估計與輪齒損傷有關(guān)。
2） 3號減速器主要振動頻率為中間軸每轉(zhuǎn)振動102次，正好為齒輪Z2的齒數(shù)，表明齒輪Z2齒面出現(xiàn)損傷。齒輪Z2各齒嚙合產(chǎn)生的振動幅度值大小不一，表明各齒的損傷程度不同。
3） 4號減速器中時域圖每一條幅值線代表嚙合一次的振動，在最大沖擊振動幅值線兩側(cè)存在有較高的幅值線，表明有幾個輪齒存在較大的變形。經(jīng)修形后，最大振動幅值降低約為50%，但仍偏高，說明輪齒修形未完全到位。

由圖2b可以得出如下結(jié)論：

1）兩減速器振動的主要頻率為齒輪Z3、Z4的嚙合頻率171.9Hz和齒輪Z1、Z2的嚙合頻率331.2Hz及其2倍頻、3倍頻，表明這兩對齒輪的嚙合振動是主要振源。3號減速器齒輪Z1、Z2嚙合振動較大，表明輪齒的制造誤差及齒面損傷是引起振動的主要原因。而4號減速器齒輪Z1、Z2的嚙合頻率、2倍頻、3倍頻的譜線幅值呈遞減規(guī)律，表明其總體嚙合狀態(tài)尚可。
2）在3號減速器齒輪Z1、Z2的嚙合頻率 331.2Hz的兩邊，出現(xiàn)明顯的邊頻，且譜線間的差頻為15.62Hz，正好與輸入軸的回轉(zhuǎn)頻率相吻合，表明331.2Hz 與15.62Hz產(chǎn)生調(diào)制現(xiàn)象，說明輸入軸小齒輪Z1存在偏心。而 4 號減速器無明顯調(diào)制現(xiàn)象，表明Z1偏心較小。
3）從頻譜圖上未發(fā)現(xiàn)兩臺減速器有明顯的軸承故障譜線，表明各軸承工作正常。

圖2 時域圖和頻域圖

a） 時域圖 b）頻域圖

結(jié)論

2號磨機兩臺減速器經(jīng)打開檢查發(fā)現(xiàn)：3號減速器Z2齒輪的一個齒沿齒長方向從齒根部已斷去200mm左右，只剩下170mm左右參與工作，其余各齒面出現(xiàn)不同程度的點蝕和剝落；齒輪Z1、Z2沿齒長方向只有約 2/3 部分參與嚙合，表明存在齒向誤差；齒輪Z3、Z4齒面均有輕度點蝕和剝落。4號減速器Z2齒輪在局部圓周上有 3個齒面點蝕剝落嚴(yán)重，并靠近齒端，沿齒長方向其余齒面參與嚙合較少，Z2齒輪其余輪齒齒面有不同程度的輕傷和點蝕；齒輪Z1齒面狀況良好；齒輪Z3、Z4齒面出現(xiàn)程度不一的點蝕和剝落。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的情況基本和我們的預(yù)測相一致。