典型齿轮箱轴向振动故障诊断案例,出人意料的结果

1. 设备运行状况描述

重油催化装置大修，该装置特护机组1#轴流风机由电机，增速齿轮，烟机组成，整体大修完后由电机驱动增速齿轮单试，发现轴向振动大。该齿轮箱大修，低速高速齿轮轴的四付轴瓦全换，齿轮啮合经检查合格，测间隙和顶间隙也在规范范围内。

监测在轴瓦处布置了4个点，另外在齿轮箱的低速轴风机端轴向位置布置多一个4-1点，因为这里振动最大。径向水平和垂直都比检修前小了，轴向变得很大，电机驱动转速为1480RPM，风机高速输出轴转速为5530RPM，轴向频谱简单，主要高速轴转频（97.25HZ），啮合频率没有。

电机带齿轮单试布点图

齿轮是人字齿，四个轴承位置处测得的频谱或者振动值大小相差不大，都是轴向振动大，不知道大家注意到频谱没有，没有啮合频率，仅高速轴的频率最大，这说明什么问题呢？而且几个测点都有这个频率，还有一个问题为什么振动最大值不出现在轴承位置而出现在4-1（就是轴承箱上面），这又能说明什么呢？

2. 各测点振动图谱

3. 故障原因讨论

针对这一故障案例，声振论坛(forum.vibunion.com)的会员们展开了激烈的讨论，相关的观点虽然多种多样，但大多都认为故障和齿轮或联轴器有关，下面我们先来看看大家的观点。

观点一：齿轮对中不好。

 

观点二：齿轮箱底脚或电机地脚固定不好。

 

观点三：

a、振动最大值不出现在轴承位置而出现在4-1点。有可能是此点刚度小于轴承位置造成的。

b、频谱中较高的频率是高速轴的转频；高速轴的振动值大于低速轴的振动值，可能是单体试车，高速轴质量远小于低速轴的质量。轴向振动大与齿轮是人字齿有关。（试车时高速轴输出带半联吗？）

 

观点四：人字齿轮因其原理和制造工艺要求，安装时要保证轴的两端是浮动式的安装（这时轴向定位主要依靠人字齿特殊齿形自动定位），也就是说轴承必须保证足够的轴向间隙，如果你安装时轴端被固定的话，那么肯定会造成极大的轴向振动。

 

观点五：增速齿轮箱上4-1点的异常振动，是因其刚度和某一振动共振产生,你所提供的频谱图下部均有地平噪声（躁声）出现,不要只看高速轴转频；风机高速输出轴转速为5530RPM，轴的两端是浮动式的安装,是否是滑动轴承。可能的话复查维修检修数据：轴水平和轴径向跳动误差(动静平衡)，这里请重点关注联轴器影响，如果是弹性膜片联轴器更需注意开档间的变化。还需注意电机输出轴向振动和电机磁力中心线变化！

4. 齿轮箱拆检结果

拆检检查结果显示：复合齿轮啮合，没有发现问题，高速轴瓦发现轻微偏磨。

故障处理方法：瓦没有更换，止推瓦打磨了约0.02mm。

处理后试运情况：回装后继续带齿轮试运，振动降低（4-1处降为3.25mm/s，轴向其他位置降到2.6mm/s以下），异响消失。

 

5. 网友们的一些感悟

a. 其实我们从这个故障中间也可以从侧面看出，对设备结构和原理的了解是何等的重要了，如果我们单纯依靠频谱肯定是要走很多弯路的！

b. 采用人字齿变速传动的齿轮箱，高速轴一般是采用两端皆是自由支撑的方式，低速端采用两端皆是固定端的支撑方式，这种结构在更换轴承后低速轴两端的推力间隙的调整显得尤为重要。

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