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机械中齿轮和轴承故障的诊断分析

2019-06-14 13:34:57
     当现代化设备用于实际的生产时,要想进行设备系统 的传动离不开齿轮和轴承的共同运作应力 。 此外,由于高 强度以及长时间的工作状态,使得两个关键的系统部件极 易出现故障 。 其中,对于煤矿的开采来说,其机械设备在较 为恶劣的作业环境下,发生机械化故障的概率更高 。 当发 生故障后,若不能及时的进行处理和修复,将很大程度上 影响后期的生产作业,从而导致产业的经济损失 。 因此,加 强对于煤矿机械的齿轮和轴承发生故障原因的诊断力度 是企业优化自身经济结构的最为有效的方法之一 。 当进行 设备诊断时,可以清楚的了解和掌握设备产生故障的原 因,进行及时的修复,并尽可能的做出相应的预防措施 。 当 机械设备的维修次数减少后,不仅节约了维修的造价成本 还有效的提升了机械的使用率 。  


1  煤矿机械中有关齿轮和轴承出现的常见故障


1.1  常见的齿轮故障问题
  
当机械设备内部齿轮在实际的运作过程中,由于其制 造工艺较为落后,亦或者在使用时没有进行正确的维护操 作,极易发生严重的故障现象 。 此外,组成齿轮系统的零件 在其生产工艺以及材料上也会影响整体系统的稳定性 。 经 过整理和归纳总结,可将齿轮出现故障的类型分为以下两 种:第一,当齿轮系统在正常的生产时,由于原配的制造过 程中出现质量上的缺陷,从而产生了设备故障 。 比如齿轮 间的误差 、 轴线不对中以及齿轮咬合密度不紧凑,齿轮出 现不平等相关问题 。 第二,即是齿轮在使用过程中由于系 统内部部件之产生的作用力,导致在啮合的齿轮间不能发 生相应的滚动或滑动 。 当转动时,齿轮之间的摩擦力在作 用节点上出现方向相反的现象,也会导致脉动现象 。 当长 时间使用齿轮后,会出现大面积的磨损 、 裂纹,严重时还会 造成齿轮之间产生断裂现象 。

1.2  常见的轴承故障问题
    煤矿设备的轴承出现大大小小的故障频率也很高,且 原因也非常多 。 主要包括有材料选取 、 生产工艺以及润滑 程度 、 外物侵入等相关问题 。 在设备正常运作时,一旦出现 上述的现象都会导致轴承部件出现不同程度的故障 。 此 外,即使在轴承在安装后,在一定周期性使用中会因为构 件之间的摩擦而产生相对程度的磨损 、 疲劳损伤,进而影 响机械的正常运作 。 由此可见,常见的轴承故障问题经过总结为:严重磨损 、 弹性性能破坏 、 疲劳损伤 、 外物干扰 、 腐 蚀 、 断裂等等 。


2  不同的煤矿机械齿轮和轴承故障对比分析


2.1  时频区域化分析技术
       在对煤矿设备进行故障诊断时,常采用时频区域化 分析技术进行直观的诊断 。 当进行诊断的故障具有较为 明显的特征时,采用上述技术方法可以进行初步的诊断 和预测 。 当进行全面化的诊断观察后,能够有效的进行下 列信息的获取和整理:采集的信息频率复杂程度 、 信号产 生振动频率 、 信号的冲击与调制等等 。 采用该方法进行分 析以后,能够在原有的基础之上清晰的将所得的幅度变 化值以及周期进行全面的掌握 。 对于部件的详细运行情 况以及出现点蚀的程度 、 断裂等相关问题也能够清楚的 进行把控 。

2.2  共振解调技术
     当承重部件出现一定障碍时,一定会在系统中出现不 同程度的周期性脉冲信号,而且其系统运行的频率会与轴 承部件产生数据上的同步 。 因为,只有当脉冲信号的实际 频率带较宽的情况下,才能与带动的轴承部件以及传感器 之间形成共有的频率 。 在进行设备故障信息的收集过程 中,将故障信号 、 系统固定信号以及传感器固定信号进行 综合的收集,通过共振调节技术能够很大程度上对不同频 率的波段进行过滤和处理,从而有效的保障设备故障的分 析与诊断 。

2.3  小型波分析技术
      传统的设备故障信号分析技术,基本上都是在傅里叶 变换理论而构建的故障分析模型基础上进行系统的分析 的 。 在整个诊断分析体系中,所应用的是较为全面的布局 变换,不是全部在频域内,就是全部在时域中 。 因此,不能 够更加全面性的将信息进行时 、 频域性的特征描述 。 在科 技不断更新的背景下,对于非平稳信号的进一步分析,要 在原有基础上进行一定的更新和优化 。 进而提出了相对的 变换理论 、 时频分析理论 、 小波分析理论等等 。 其中,最后一 个理论达到了现代化信号处理的需求 。 该理论具有多分辨 率的分析特征,能够在频域内进行多信息的局部化处理功 能,能够将设备出现故障的瞬态进行科学化的分析 。


3  结束语


  由此可见,对于煤矿设备有关齿轮和轴承在运行中产生的故障进行科学的诊断和处理,需要对其综合化的振动 信号进行采集和处理,利用相关故障分析技术方法对信号 进行检测和判断,才能够更大程度的提高煤矿产业的操作 质量和经济效益 。




 

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