齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断

钟华

（哈尔滨轴承集团公司，哈尔滨 150036）

最先进的电子智能振动诊断技术，用于传动系统的齿轮及滚动轴承的故障诊断，也尝试用于发动机活塞间隙、气门漏气及燃油供给系统的故障分析。改善了传统振动诊断技术对工程机械，绝大多数使用内燃发动机，重量较大的活塞、连杆组成高速往复运动，振动十分复杂，很难实施检测振动技术的弊端。

1 在工作状态下齿轮与滚动轴承的联系

齿轮传动是最常见的传动形式，由一系列相互啮合的齿轮组成传递运动轮系，轮系可分为定轴轮系和动轴轮系两大类，行星齿轮传动属于动轴轮系中的一种，而少齿差行星齿轮传动机构实质上是一个由平面四杆机构和内啮合齿轮副组成的齿轮连杆组合传动机构。

三环减速器是近年来出现的，应用前景较为广泛的双曲柄输入式渐开线少齿差行星齿轮减速器在工作时各机构存在的振动，会发出多种性质的响声，但有响声并不表示汽车就有故障，为了避免不必要的拆卸，首先必须区分正常响声与非正常响声。我国自动变速器产品主要是外资企业或合资企业以技术许可形式进行生产，本土企业不拥有技术产权。自主品牌自动变速器研发也主要借助国外技术支持。国内自动变速器市场基本上以国外技术与产品为主导，国内配套产业链只在齿轮、行星排等机加工产品有所起步，关键配套零部件基本处于摸索阶段。

2 齿轮润滑的必要性

滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，引导滚动体旋转起润滑作用。

影响辊系各轴线平行度的主要因素有：机架窗口与轧辊轴承座之间的间隙、两侧机架窗口中心线的偏移量、轴承座两侧滑板相对于窗口其余部分中心线的偏移量和轴承座两侧滑板相对于轴线的对称度；轧辊作为弹性体，在轧钢过程中变形是不可避免的，这种变形也会影响到轧辊轴承座，进而影响到轴承受力状态。

3 轴承故障的振动分析

运动着的机械必然产生振动，而机械噪声大部分是由于工程机械的振动而辐射的。机械噪声的类型很多，按声强随时音质变化情况主要可以分为三种：稳态噪声、周期噪声和脉冲噪声。稳态噪声是由于随机力或稳态力的作用下而产生的噪声；周期性噪声是在周期力作用下产生的噪声；脉冲（冲击）噪声是由机械冲击力产生的噪声。在实际的机械噪声中，这三种噪声不会单独存在，而往往同时存在，互相迭加而形成混合噪声，这振动的机械或部件就是产生噪声的噪声源。

由于切削力在保持工作的同时易于推动刀片前进，从而使顺铣对加工过程具有一定的特殊要求。这就需要机床通过消除齿隙来处理工作台进给量要求。如果将刀具推入工件中，进给量会无规则性增加，从而导致切屑厚度过大并会引起崩刃。应在此类应用场合中选择逆铣。另外，如果加工余量出现很大变化，此时选择逆铣更为有利。要想正确夹紧工件，必须要求有合适的夹具，同样对于作业则要求有正确的刀具尺寸。但是对于振动趋势，切削力方向则更为重要。

轴承可在轴承座内滑动，转向正常。只要更换磨损了的轴承及轴承座，就可消除转向盘共振现象。如果在汽车一级维护和二级维护中能注意检查和消除传动轴中间支承中轴承与轴承座的松旷情况，就可以防止这种转向盘共振现象的出现。检查该轴承与轴承座是否松旷的方法是：用双手握住中间传动轴后端，然后将它上下晃动，如有间隙的感觉，即为轴承与轴承座松旷。

4 结语

随着科学技术的发展，液压技术也正向着高速化、大流量、低能耗、机电液算一体化发展，这些特点在进口工程机械上显得尤为突出。这也给设备的故障诊断及维修提出了挑战，如果继续使用传统的液压故障诊断方法，就很难判断出故障的部位和组件。在液压设备故障诊断及其修复方面，使用了便携式液压测试仪、日立计算机故障诊断仪、压力表测试等检查设备，取得了很好的效果。

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