齒輪箱係統是包含齒輪、傳動軸、軸承和箱體結構等的複雜係統。其中,箱體結構在整個係統中起支撐與密封的作用,其出現故障的概率很低,所以,在齒輪箱中,故障主要發生在齒輪、傳動軸和軸承中。在齒輪箱的故障診斷中,一般隻需要給出是否產生故障和故障發生的位置。根據振動信號的特點,一般常見的典型故障形式有:
1、齒型誤差
齒型誤差是指齒輪齒型偏離理想的齒廓線,其中包括製造誤差、安裝誤差和服役後產生的誤差。這裏主要指在齒輪投入使用後產生的齒型誤差,包括齒麵塑性變形、表麵不均勻磨損和表麵疲勞等。斷齒也會造成齒型誤差,但是由於其振動信號的特征與這些齒型誤差有著明顯的差異,所以把它列為單獨的故障形式,以便於故障診斷。
2、齒輪均勻磨損
齒輪均勻磨損主要是指齒輪投入使用後在齧合過程中出現的材料摩擦損傷的現象,主要包括磨粒均勻磨損和磨蝕均勻磨損。齒輪輪齒均勻磨損時不會造成嚴重的齒型誤差,其振動信號的特征也大有差別,所以不歸結於齒型誤差。
3、軸不對中
軸不對中主要是指聯軸器兩端的軸由於設計、製造、安裝或者使用過程中的問題,使軸係雖平行但不對中,造成軸上的齒輪產生分布類型的齒型誤差。振動信號與單一齒輪齒型誤差不同的是,軸不對中時所有軸上的齒輪均會產生齒型誤差而導致信號的調製現象。
4、斷齒
斷齒是一種齒輪的嚴重故障,主要有疲勞斷齒和過載斷齒兩種形式,其中大多數為疲勞斷齒。斷齒時其振動信號衝擊能量大,不同於齒型誤差和齒輪均勻磨損。