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某型船用傳動(dòng)齒輪箱振動(dòng)模態(tài)的試驗與分析
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時(shí)間：2013-02-07
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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艦船齒輪箱不僅要求傳遞功率大、體積小、重量輕,還要求其振動(dòng)小、噪聲低[1 ] ,齒輪箱能否正常工作會(huì )影響整個(gè)系統的工作特性,齒輪箱本身的振動(dòng)以及由軸系傳來(lái)的齒輪的振動(dòng)都是產(chǎn)生艦船輻射噪聲的主要根源,繼而直接影響艦船的戰斗力。某型艦船的多輸入雙級傳動(dòng)齒輪箱存在著(zhù)較大的振動(dòng)和噪聲,表現為振動(dòng)量級超大和有嘯叫聲,這一現象在其它同型齒輪箱中少見(jiàn),通過(guò)對該型艦船齒輪箱箱體的模態(tài)對比測試,測試結果發(fā)現了某型艦船齒輪箱產(chǎn)生噪聲振動(dòng)的故障原因,并采取了相應的措施,排除了故障。
1 齒輪箱的振動(dòng)信號分析
從故障齒輪箱中錄取信號,經(jīng)數字信號分析,從中提取故障信息,是機器設備狀態(tài)監測和故障診斷的有效方法[2 ,3 ] 。振動(dòng)信號的結構成分反映齒輪箱的振動(dòng)特征及故障性質(zhì)。為此,通過(guò)對同型的兩座齒輪箱的振動(dòng)信號的拾取及分析對比,查找齒輪箱的主要故障源及其傳遞途徑。
在齒輪箱上共布置了六個(gè)測點(diǎn),測點(diǎn)布置在齒輪箱體罩殼軸承測溫計的凸臺上,測點(diǎn)如圖1 所示。 
圖1 齒輪箱測點(diǎn)布置
同時(shí),還用聲級計測試空氣噪聲,并分析其頻譜,比較其與箱體振動(dòng)的相關(guān)性。主要測試儀器有: Kistler 8702250 加速度傳感器、Kistler 5124A 放大器、TEAC TD2135 T 數據記錄儀、HP25670 動(dòng)態(tài)信號分析儀和QUEST MODEL 1800 聲級計。從齒輪箱的振動(dòng)頻譜圖分析,其振動(dòng)頻譜的主頻率為二級齒輪副的嚙合頻率及其倍頻。而空氣噪聲頻譜的主頻率與振動(dòng)頻譜的主頻率一致,也是二級齒輪副的嚙合頻率。由此可以斷定齒輪箱的異常齒輪箱的異常噪聲來(lái)源于齒輪機組的異常振動(dòng)。從故障齒輪箱的加速度振動(dòng)幅值(見(jiàn)圖2) 和正常齒輪箱的加速度振動(dòng)幅值(見(jiàn)圖3) 比較來(lái)看,故障齒輪箱上的23 # 軸承處振動(dòng)強烈和噪聲較大,該軸承為齒輪箱的主監控測點(diǎn)。齒輪箱振動(dòng)的原因可能是在齒輪嚙合傳動(dòng)中,當齒輪、軸承存在集中缺陷、分布缺陷或齒輪所在軸彎曲時(shí),將產(chǎn)生轉頻調制嚙合頻率的現象。如果軸嚴重彎曲或者齒輪或軸承嚴重故障而導致振動(dòng)能量異常大時(shí),齒輪嚙合傳動(dòng)中的異常振動(dòng)會(huì )激勵起傳動(dòng)箱體的固有頻率。另外,齒輪箱體本身的振動(dòng)以及由軸系傳來(lái)的齒輪的振動(dòng)都是產(chǎn)生輻射噪聲的主要根源,有必要對齒輪箱進(jìn)行模態(tài)試驗與分析。 
圖2 故障齒輪箱振動(dòng)加速度
圖3 正常齒輪箱振動(dòng)加速度
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