上海洋山港减速箱故障分析

摘 要：减速器在工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，应用极为广泛。洋山港港机的减速箱，机器长期受到海风的冲击，空气腐蚀，寿命难免降低。因故障而引发的停机等状况，会给企业的经济效益带来巨大的损失。对其进行故障分析是很有必要的。本文采用传感器搜集减速箱的原始振动数据，并应用MATLAB进行编程，得到减速箱的时，频域图，自相关的分析。

关键词：减速箱；监测；数据处理；MATLAB；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.243

0 引言

随着传感器技术的发展。针对提高港口机械的工作效率及保证施工安全性的要求，减速箱故障预处理和分析需要更加科学合理。

MATLAB已经把工具箱延伸到了工程应用的诸多领域，诸如信号处理、图像处理。

本文利用MATLAB，将减速箱分布的传感器所采集的数据信号进行了图像的形成和处理。

1 减速箱传感器布置

这是减速箱的结构示意图，其中A，B，C，D，E，F分别是传感器的布置点。下面给出不同工况齿轮啮合频率：

快速上升：70.3Hz，270.1Hz，723.87Hz

快速下降：87.4Hz，335.8Hz，899.94Hz

慢速上升：13.3Hz，51.1Hz， 136.95Hz

慢速下降：12.4Hz，47.45Hz，127.17Hz

通过分析不同速度轴承的固有转轴频率，以及结构外圈，内圈，滚动体，保持架的固有频率，可以从中发现问题。

2 相关故障及其特征介绍

（1）不平衡旋转体轴心周围的质量分布不均、使之在旋转过程中产生离心力而引起震动的现象。故障特征：1）振动方向：以径向为主；2）振动频率：以旋转频率为主要频率成分。（2）不同轴（不对中）连轴节连接起来的两根轴的中心线不重合的现象。振动特征：振动方向：易发生轴向振动，如发生的轴向振动在径向振动的50%以上；振动频率：普通的连轴节以为主，如不同轴剧烈时，则发生、等谐频成分。

3 信号的时域分析

通过对实验采集的振动信号的分析、整理，借助工程软件MATLAB编程，C，D通道时域图如图2。

图2中，可以看出时域波形存在一定的周期性，振幅大小基本稳定，其故障特征不是很明显。但是CY、DY的振幅相比其他振动幅值较大。

4 自相关分析

BX、BZ、存在明显的周期信号，周期信号的频率接近117Hz。 在这种信号中出现有规律的冲击或者是调制现象，它所对应的故障主要有齿型误差、安装误差，轴的弯曲、不平衡、不对中以及滚动轴承的剥落等情况。

5 频域分析

频率为537.4Hz时，振幅很大。啮合频率为270Hz，近似是中間轴2上齿轮啮合频率的两倍，得出故障是由轴不对中引起。频率为125.5Hz时，也存在一个较高峰值。1级轴上轴承23238的内圈频率为127Hz，比较接近。故得出该轴承内圈有故障。

6 分析结论

2级轴可能有松动。可能有调制或者不对中情况。1级轴上轴承23238内圈有故障 。

参考文献：

[1]熊诗波.机械工程测试技术基础[J].机械工业出版社，2012.

[2]程佩青.数字信号处理教程[J].清华大学出版社，2001（02）.

[3]Vinay K.Ingle，数字信号处理及其Matlab实现[J].（中译版）电子工业出版社，1998，9（01）.

作者简介：王宇聪（1992-），山东海阳人，硕士研究生，研究方向：港口机械故障诊断研究。