齿轮箱系统是包含齿轮、传动轴、轴承和箱体结构等的复杂系统。其中,箱体结构在整个系统中起支撑与密封的作用,其出现故障的概率很低,所以,在齿轮箱中,故障主要发生在齿轮、传动轴和轴承中。在齿轮箱的故障诊断中,一般只需要给出是否产生故障和故障发生的位置。根据振动信号的特点,一般常见的典型故障形式有:
1、齿型误差
齿型误差是指齿轮齿型偏离理想的齿廓线,其中包括制造误差、安装误差和服役后产生的误差。这里主要指在齿轮投入使用后产生的齿型误差,包括齿面塑性变形、表面不均匀磨损和表面疲劳等。断齿也会造成齿型误差,但是由于其振动信号的特征与这些齿型误差有着明显的差异,所以把它列为单独的故障形式,以便于故障诊断。
2、齿轮均匀磨损
齿轮均匀磨损主要是指齿轮投入使用后在啮合过程中出现的材料摩擦损伤的现象,主要包括磨粒均匀磨损和磨蚀均匀磨损。齿轮轮齿均匀磨损时不会造成严重的齿型误差,其振动信号的特征也大有差别,所以不归结于齿型误差。
3、轴不对中
轴不对中主要是指联轴器两端的轴由于设计、制造、安装或者使用过程中的问题,使轴系虽平行但不对中,造成轴上的齿轮产生分布类型的齿型误差。振动信号与单一齿轮齿型误差不同的是,轴不对中时所有轴上的齿轮均会产生齿型误差而导致信号的调制现象。
4、断齿
断齿是一种齿轮的严重故障,主要有疲劳断齿和过载断齿两种形式,其中大多数为疲劳断齿。断齿时其振动信号冲击能量大,不同于齿型误差和齿轮均匀磨损。