任建平，郭钧，刘辉
摘要：从齿轮振动产生的原因、频谱识别、应用事例等方面阐述了如何诊断设备故障，为设备安全运行提供可靠检修依据。
关键词：齿轮振动；原因分析；诊断方法
中图分类号：TK421.24文献标识码：B
齿轮的中心与轴孔中心不同心，运行中引起振动，以及齿面点蚀、剥落、齿根裂纹、胶合等齿轮失效均可导致设备故障。
一、齿轮传动中的振动
1．齿轮啮合，齿顶与齿根受力小，中间受力大，结线中间发生点蚀。
2．主动齿轮与从动齿轮有相对摩擦，滑动方向发生变化，一对齿轮啮合一次就振动一次。
3．频谱上出现啮合频率及谐波，即基波和二次、三次谐波等。
4．波形图呈离散型，收敛性。
5．齿轮磨损时高次谐波比基波增长快。
6．齿轮正常运行时，啮合频率比二次、三次谐波大。
7．齿轮磨损时，二次、三次谐波都比基波大。
8．频谱中隐含成分频谱逐渐下降而啮合频谱逐渐上升即是发生故障的信号，反映齿轮的磨损情况，隐含成分在啮合频率旁边。
二、诊断方法
1．频谱出现调制波形，说明有点蚀。
2．出现随机波形，说明有胶合故障。
3．出现脉冲波形，说明齿轮出现裂纹和断齿。
三、应用事例
1．丙烷P-3/1泵检修后进行负荷试车时，发现电机、增速器和泵的所有测点频谱图上都未出现电机转频（2950/60=49.17Hz），只有高速轴转频，而泵端振动值偏大，分析认为，由于泵端振动值超标，导致电机转频被覆盖。停泵检修后设备运行正常。
2．两套微球P-2风机由于振动大，根据监测频谱图及参考该设备历史振动数据的变化（风机端振动明显加剧、电机内侧振动上涨幅度也大），分析认为，造成风机轴承箱振动大的主要原因是由于风机叶轮动平衡不好及轴承磨损严重和基础共振所致；造成电机内侧振动大的主要原因是电机轴承跑外套。经检修，发现风机叶轮入口处有异物，且叶轮动平衡去重2kg，轴承箱内润滑油太脏等。检修后试车振动值明显下降（检修前最大振值12.17mm/s，检修后最大振值6.6mm/s，风机外侧振动值由10.16mm/s下降为5.6mm/s)，紧固地脚螺栓后基础振动值从检修前的7.9mm/s下降为5.9mm/s，但仍偏大。检修后该设备运行正常。
3．181-1#泵。电机转速750r/min，即转频为12.5Hz，叶轮流道数8，叶轮固有频率100Hz。泵前、后端水平方向同时出现油膜涡动频谱(56Hz或57Hz)，从频谱图上看，只出现转频的高倍频及其谐波和其他频率。100Hz处振动值最大，所有频谱值均出现波动，且幅度较大。泵后端振动值偏大。开车几分钟，泵前端轴瓦温度急剧上升，很快达到103℃。停机打开前后瓦，发现下瓦一端有磨损，且具有一定的方向性。分析认为主要原因是油膜涡动和叶轮扰动所致。调整后再次开机，设备运行正常。
4．锅炉房2#引风机轴承箱端有异响，时域波形上有碰摩现象。分析认为，由于炉子进水，造成叶轮不平衡，导致靠近叶轮的滑动轴承瓦间隙大，支撑瓦有碰摩迹象，轴承箱后端振动有增大趋势，但由于振动幅值不大处于观察期，设备仍可运行。10天后，从电机到轴承箱振动值都增大，且电机前端和轴承箱后端振动值持续增大，疑为转子上有脱落或有异物。设备解体后，发现风机前后轴瓦磨损、叶轮有裂纹、动平衡不好。检修后设备运行正常。
5．两套分子筛P-38/3泵振动异常。由于该电机转速较低，仅350r/min，且无原始数据做比较，只能根据电机端有明显抖动的现象，初步判定是联轴器销孔不同心所致。检修时发现联轴器轮销不能自由取出，将对轮外侧两端面车制后，发现销孔与联轴器孔中心距最大值为71mm，最小值为69.8mm，中心距偏差1.2mm，断定联轴器销孔是配钻的，为此以中心距最大偏差的孔为基准依次配销子，找正后试车，振动值明显下降，由检修前的3.8mm/s降至1.6mm/s，设备运行正常。