减速机齿轮振动异常诊断与分析

减速机自投入以来一直运行良好。2003年12月监测数据显示减速机大、小齿轮轴瓦振动不断增加，而且噪声也不断增大，尤其箱体振速已达46mm/s泵和蒸汽透平振动略有增加，故障问题主要集中在减速机上。如果继续运行下去，不仅可能发生齿轮断齿，而且会造成蒸汽透平机组和泵部件的损坏，会产生严重后果。  

机组布置如图1所示，减速机大、小齿轮与泵和透平连接方式均采用齿式联轴器。两齿轮均为斜齿圆柱齿轮，大齿Z2＝176，小齿轮Z1=25，速比为7.04，齿轮模数为5mm，小齿轮转速n，n1=5210r/min，中心距511.93mm。  

机组解体检修前对机组各部位振动数据进行了采集，各点的振动数据如表1。可以看出减速机各点的振动明显比其他测点高。  

二、频谱分析  

采集测点2和测点5的频谱，如图2，3所示。  

齿轮的啮合频率为从频谱图上可以看出主振动频率为齿轮啮合频率，其两侧边频间隔频率为86.8Hz，为小齿轮转速频率。采集其他测点方向的频谱与图2，图3谱图基本相同。分析为齿轮啮合不良，重点检查小齿轮轴与透平机对中情况。  

三、采取措施及原因分析  

1．采取的措施  

停机解体检查发现小齿轮与透平连接的齿式联轴器的喷油嘴堵塞，联轴器两内齿圈与外齿套因缺油润滑而发生粘合。同时检查机组对中时发现减速机与泵水平方向对中不好，测点2处的径向薄壁瓦磨损严重，巴氏合金层脱落，造成齿轮啮合时垂直方向平行度偏大。因考虑齿轮为进口部件，无原装备件，故更换了损坏的联轴器和磨损的轴瓦，重新进行找正，清洗了油系统。开机试运行时振动和噪声仍很大，频谱图形无明显改变。之后停机解体检查，更换了大、小齿轮的径向瓦和推力瓦，复查了齿轮水平和垂直方向的平行度，齿轮延齿宽方向接触面积为40%（低于60%）。为确定齿轮能否继续使用，机组进行了第二次开机，但振动和噪声无明显改善。第三次解休时更换了国产齿轮和部分轴瓦，开机运行时振动和噪声均大幅度下降，运行稳定。  

2．原因分析  

高速轴小齿轮联轴器由于缺油润滑而发生粘合现象，造成小齿轮与透平转子对中不好，小齿轮靠联轴器轴头跳动达0.06mm，同时，泵体发生偏移，致使泵与减速机不对中，两者原因造成大、小齿轮啮合不良。在这种情况下运行一段时间后，在齿面啮合处沿齿宽方向产生局部偏磨现象，齿轮的齿形尺寸发生变化，磨损处的齿面渗碳层厚度减少，即使更换轴瓦，大、小齿轮原有齿轮齿面啮合部位已发生变换，造成齿轮啮合不良，开机时减速机振动和噪声仍很大。

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