风电机组齿轮箱故障分析

hero9641

　　基本情况：
　　风力发电机组，1.5WM，大连重工的齿轮箱，二级行星+一级平行，变比104.125，高速输出小齿轮27
　　上面的时域波形为齿轮箱输出轴测点，径向
　　现象描述：
　　图中，比较密的冲击，冲击间隔为转频F0=28.08Hz，幅值约1.8g
　　4个较疏的冲击，冲击间隔为1.2s，包含33个转频冲击，即34个转频冲击后出现一次较大冲击，幅值约为2.7g
　　判断：
　　转频冲击表明输出轴小齿轮存在缺陷，但是较大的冲击是来自哪个部位呢?
　　想听听大家的意见

dingdingysu

频域有什么特征呢

yinwei198325

请问：该冲击在其它测点是否明显，还能找到冲击幅值更大的部位吗？
冲击间隔频率较低，且振动形态是齿轮冲击，又不是高速级和二级行星，再看看一级行星。

hero9641

yinwei198325 发表于 2013-8-3 13:54

                               
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请问：该冲击在其它测点是否明显，还能找到冲击幅值更大的部位吗？
冲击间隔频率较低，且振动形态是齿轮冲 ...

齿轮箱3个测点中，时域波形中都有明显的F0冲击，高速输出端的幅值最大，向低速侧依次递减。只有在高速输出端可以观察到明显的4个较疏的冲击。

firecat_2

1.2s的冲击是输入轴转速的三倍频吧。主轴处有无冲击？若没有重点考虑行星轮系的齿故障吧。
低速重载的轴承故障冲击没有这么干脆。

hero9641

firecat_2 发表于 2013-8-5 11:34

                               
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1.2s的冲击是输入轴转速的三倍频吧。主轴处有无冲击？若没有重点考虑行星轮系的齿故障吧。
低速重载的轴承 ...

主轴和高速输出级的对比

行星级和高速输出级的对比

在主轴和齿轮箱各测点都看以观察到转频的冲击
在输出级的幅度最大，而且会有明显的1.2s冲击
如果是行星齿轮故障为什么会低速级表现的没有高速级明显？
如果只是高速级齿轮故障，每间隔33个转频冲击后的大冲击又是什么

yinwei198325

hero9641 发表于 2013-8-5 16:34

                               
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主轴和高速输出级的对比

行星级和高速输出级的对比

不是一级行星的问题，仍是高速级一对齿轮的啮合振动冲击。
每隔1.2s，高速级一对齿轮各自的损伤轮齿会近似的“相遇”，使振动能量叠加。道理很简单：虽然该对齿轮齿数互质，但是在斜齿轮传动时，一般会同时存在3对轮齿参与啮合。

hero9641

yinwei198325 发表于 2013-8-6 09:33

                               
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不是一级行星的问题，仍是高速级一对齿轮的啮合振动冲击。
每隔1.2s，高速级一对齿轮各自的损伤轮齿会近 ...

前两句我很认同，但是最后一句是？
如果知道了输出级啮合对的齿轮齿数，应该能算出来，小齿轮上有缺陷的齿和大齿轮上某一齿啮合一次后，转动x圈后，再次和大齿轮上同一齿啮合。如果这个圈数x=34，那么就可以解释的通了
之前知道了，小齿轮齿数27，如果大齿轮齿数是102，那么最小公倍数是918
so，小齿轮转34圈，大齿轮转9圈，有缺陷的齿再次啮合

hero9641

　　又有一个齿轮箱的问题
　　基本情况：
　　风力发电机组，1.5WM，二级行星+一级平行，变比100.48，高速输出小齿轮29
　　上面的时域波形为齿轮箱输出轴测点，径向
　　现象描述：
　　时域图中，可以观察到明显的冲击，冲击间隔为转频F0=22.78Hz，幅值约4g

　　将图形放大后，发现间隔F0的两个冲击之间出现两种时间间隔的冲击。幅值较大冲击的频率为253.46Hz(绿色光标)，在其中叠加的幅值较小的冲击频率为182.2Hz(蓝色光标)

　　判断：
　　从测点位置及冲击频率表明，输出轴小齿轮存在一定缺陷，在齿轮箱低速的两个测点没有观察到明显冲击。
　　在冲击中夹杂的另外两个频率的冲击是哪个部位产生的?高速齿轮的啮合频率约是660Hz，253.46Hz的冲击会是齿轮啮合造成的?
　　想听听大家的意见

wind_cms

hero9641 发表于 2013-8-6 14:38

                               
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前两句我很认同，但是最后一句是？
如果知道了输出级啮合对的齿轮齿数，应该能算出来，小齿轮上有缺陷的 ...

这个频率有人叫追逐频率，我们Bently叫Assembly Phase Frequency, 我个人翻译叫装配相位通过频率。
102/3=34,这个是我最直接的感觉。



你的第二个案例我分析如下：
253.46Hz/22.78Hz=11.126  倍      182.2Hz/22.78Hz=7.9998 倍。
二者加起来约是19， 像是轴承的内圈缺陷频率和外圈缺陷频率，可能是内圈故障，以转频调制。又有外圈的故障频率在里面。
你有轴承参数么？

hero9641

wind_cms 发表于 2013-8-13 17:59

                               
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这个频率有人叫追逐频率，我们Bently叫Assembly Phase Frequency, 我个人翻译叫装配相位通过频率。
10 ...

没有轴承的参数，高速输出会有3个轴承，因为看到时域波形有明显的冲击我就没先考虑是轴承问题
再来几张频谱图，前两张是对数坐标，第三张是线性坐标，



ch1是182Hz，图上有明显的谐波；ch2是244Hz，一、二次谐波很明显。
在2k以上的高频部分有大量的边频，分别是187Hz和250Hz

wind_cms

hero9641 发表于 2013-8-14 10:53

                               
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没有轴承的参数，高速输出会有3个轴承，因为看到时域波形有明显的冲击我就没先考虑是轴承问题
再来几张频 ...

你是因为觉得轴承故障不应该在时域图中出现冲击，所以才觉得不是轴承故障的么？

linshigong

楼主您好！我的论文在做风电齿轮箱的故障诊断 因为一直缺乏故障数据 工作迟迟不能进展 实在着急害怕  您能否发些故障数据给我啊 万分感激

linshigong

您好 我现在在做风电齿轮箱故障诊断方面的毕设 由于一些原因 ，没有故障数据 现在很焦虑 能否从您这里获得一些故障数据呢？谢谢啦

setuahushen

我目前只能默默地跟帖，对于问题无法解决，对于故障无法指出，我来学习，