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一臺(tái)軋機(jī)減速器，大修投入運(yùn)行后振動(dòng)很大，對其進(jìn)行簡易振動(dòng)診斷。減速器結(jié)構(gòu)如圖1，電動(dòng)機(jī)為可調(diào)速電動(dòng)機(jī)，工作轉(zhuǎn)速500r/min，功率970kW，小齒輪齒數(shù)50，大齒輪齒數(shù)148。
圖1 軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)
1一電動(dòng)機(jī)；2—減速器；z1—小齒輪；z2—大齒輪；①~④—減速器測點(diǎn)
當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至150 r /min時(shí)，減速器振動(dòng)值Vrms見表1。
表1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)減速器振動(dòng)值
（單位：mm/s）
注：V為垂向；A為軸向
從測值看，測點(diǎn)②、④（低速軸軸承）的振動(dòng)值均大于高速軸。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)，對測點(diǎn)②垂直方向（V）作頻率分析，其時(shí)低速軸轉(zhuǎn)速為51r/min，轉(zhuǎn)頻為0.85Hz，譜圖如圖2所示。
圖2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min時(shí)測點(diǎn)②垂直方向振動(dòng)頻譜
頻譜圖上沒有出現(xiàn)嚙合頻率fm（fm=0.85x148=125.8Hz），卻出現(xiàn)了213Hz這個(gè)突出的峰值。對213Hz附近的頻段作細(xì)化譜分析，譜圖如圖3所示，發(fā)現(xiàn)213Hz的兩旁的邊頻間隔為0.85Hz，恰好是低速軸轉(zhuǎn)頻。
圖3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min時(shí)測點(diǎn)②垂直方向振動(dòng)細(xì)化譜
與此同時(shí)，在該轉(zhuǎn)速下，對測點(diǎn)①②垂直方向的振動(dòng)信號(hào)作時(shí)域波形分析，其波形圖分別如圖4a，b所示。
圖4 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min時(shí)測點(diǎn)①②時(shí)域波形
a）測點(diǎn)①垂直方向；b）測點(diǎn)②垂直方向
從時(shí)域波形圖上可以看出，高速軸（測點(diǎn)①）振動(dòng)波形屬常規(guī)振動(dòng)（見圖4a），低速軸（測點(diǎn)②）的時(shí)域波形有明顯的沖擊信號(hào)（見圖4b），其脈沖間隔約為1176ms，相當(dāng)頻率值0.85Hz（1000÷1176= 0.85H2），即為低速軸轉(zhuǎn)頻。
為了進(jìn)一步查明原因，把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至500r/min，對測點(diǎn)②垂直方向作頻譜分析，其頻譜圖如圖5。其時(shí)，213Hz頻率依然存在，它不隨轉(zhuǎn)速而變化。此時(shí)，該頻率的邊頻譜線的間隔為2.5Hz，等于低速軸轉(zhuǎn)頻。
圖5 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速500r/min時(shí)測點(diǎn)②垂直方向頻譜
可以推測，213Hz這個(gè)不隨轉(zhuǎn)速而改變的頻率是齒輪的固有頻率。機(jī)器運(yùn)行中，由于齒輪嚙合的強(qiáng)烈沖擊（見圖4b）激發(fā)了齒輪以固有頻率振動(dòng)。
根據(jù)所獲信息，可以判斷齒輪存在嚴(yán)重故障（如輪齒變形等），而且主要振源在大齒輪上。
在檢修處理時(shí)拆開減速器檢查，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)齒輪的輪齒表面鏨銼痕跡很顯眼，凹凸不平，這樣粗糙的齒面在輪齒嚙合時(shí)必然產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊。另外，大齒輪有5個(gè)輪齒的齒頂邊緣因長期擠撞而呈臺(tái)階突起，高達(dá)5~6mm，齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然出現(xiàn)大齒輪的輪齒頂撞小齒輪的輪齒根部，齒輪在這種惡劣狀態(tài)下運(yùn)行，激起齒輪固有頻率是理所當(dāng)然的。強(qiáng)勁的固有頻率分量湮沒了齒輪嚙合頻率的分量，所以在譜圖中沒有出現(xiàn)嚙合頻率分量的譜線。后經(jīng)了解，該減速機(jī)在大修時(shí)，由于沒有新齒輪備件更換，較后用一對使用過的舊齒輪稍加修理后代用，所以造成這種被動(dòng)的局面。
