一、邊帶能量率作用描述

　　眾所周知，齒輪箱用于改變速度和傳動(dòng)方向。所有這些通過(guò)各個(gè)轉(zhuǎn)子上的齒輪嚙合來(lái)完成，每一對(duì)旋轉(zhuǎn)嚙合的齒輪在相互作用中將會(huì)產(chǎn)生齒輪嚙合頻率GMF及其諧頻2XGMF和3XGMF等。一對(duì)齒輪副在嚙合過(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生齒輪嚙合頻率及其諧頻，還會(huì)有該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)頻，即1X。齒輪嚙合頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻相互調(diào)制，便在齒輪嚙合頻率兩側(cè)產(chǎn)生兩個(gè)新頻率的信號(hào)，即GMF+1X與GMF-1X,因?yàn)樾碌念l率分別列于中心頻率GMF兩側(cè)，因此稱(chēng)這兩個(gè)新的頻率為邊帶頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)邊帶。

　　邊帶在嚙合狀況良好的齒輪副中通常很小，如果明顯的齒輪故障，如出現(xiàn)磨損、點(diǎn)蝕、斷齒等故障，邊帶的幅值會(huì)增長(zhǎng)，有時(shí)甚至?xí)^(guò)中心頻率，如下圖所示：

　　邊帶也不止一對(duì)，當(dāng)故障如磨損逐漸發(fā)展時(shí)，邊帶數(shù)量也會(huì)增多，形成邊帶束，見(jiàn)下圖所示：

　　邊帶能量率正式基于多個(gè)邊帶能量與中心頻率能量的相互比較來(lái)判斷齒輪是否存在嚙合故障，SER指數(shù)越高，說(shuō)明齒輪嚙合狀態(tài)越差。

　　二、案例問(wèn)題分析

　　本例中的齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱，該齒輪箱為1級(jí)行星+2級(jí)平行布置。問(wèn)題出現(xiàn)在中間級(jí)嚙合的齒輪，如黃色框中所示：

　　當(dāng)追蹤該位置的振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)趨勢(shì)很平穩(wěn)與其它機(jī)組相比，幅值也不高，在1g至1.3g上下，如下圖所示：

　　第2平行級(jí)振動(dòng)趨勢(shì)圖

　　因?yàn)樵摍C(jī)組只是從6月份開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以前的數(shù)據(jù)無(wú)從對(duì)比。所以最好的方式是進(jìn)行相同型號(hào)機(jī)組之間的比較。當(dāng)檢查其各個(gè)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其2XGMF(藍(lán)色曲線)與3XGMF(棕色曲線)兩側(cè)的邊帶能量率比其它機(jī)組更大，參考下面的圖形:

　　第2平行級(jí)邊帶能量率趨勢(shì)圖

　　SER指數(shù)達(dá)到6，而檢查其它機(jī)組第2平行級(jí)的SER數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)基本在2以下，如下圖所示：

　　其它機(jī)組第2平行級(jí)邊帶能量率趨勢(shì)圖

　　再結(jié)合頻譜進(jìn)行分析，如下面的高分辨率頻譜圖所示，可以發(fā)現(xiàn)在2XGMF兩側(cè)存在大量的邊帶束，而且幅值很高。

　　第2平行級(jí)高分辨率頻譜圖

　　三、檢查結(jié)果

　　從6月19日至21日用戶(hù)對(duì)齒輪箱通過(guò)內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)中間軸小齒輪齒斷了，有些齒還有裂紋。如下所示，用戶(hù)附上了檢查結(jié)果及齒輪損壞照片。

　　四、處理驗(yàn)證

　　用戶(hù)在2017年7月24日至8月1日對(duì)中間軸小齒輪進(jìn)行更換處理，隨后開(kāi)機(jī)運(yùn)行，檢查第2平行級(jí)SER指數(shù)，此時(shí)指數(shù)明顯低于齒輪更換前，見(jiàn)下圖紅色框中趨勢(shì)值。

　第2平行級(jí)邊帶能量率維修前后趨勢(shì)圖

　　綜述，當(dāng)齒輪箱中齒輪出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)振動(dòng)通頻值并沒(méi)有明顯的變化，但此時(shí)不意味著設(shè)備沒(méi)有問(wèn)題，需要仔細(xì)觀察SER指數(shù)的大小變化，該指數(shù)對(duì)反映齒輪嚙合問(wèn)題很靈敏，通常能夠及時(shí)指出齒輪嚙合存在的問(wèn)題。

（轉(zhuǎn)載）