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[求助] 高速齿轮箱轴振动问题

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发表于 2011-5-30 08:34:29 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国河南郑州

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现有一高速齿轮箱,增速传动,节圆线速度120m/s,大齿轮抬小齿轮,连接大齿轮进行空载试车,开始启动小齿轮非联轴器端振动就超差,50um左右,其余三个点20左右,并且数值50不随转速变化,小齿轮轴径210mm,测振表面轴光洁度和同轴度没有问题,可能是那里问题呢?请懂行的专家来分析下,急........
发表于 2011-5-30 09:45:37 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
本帖最后由 看看而已025 于 2011-5-30 09:53 编辑 ) G& S2 E) X$ t
' Z  m# _) Q$ E! V" ]" i! J
首先你的轴的转速是多少,要根据API613计算出允许值是多少,才能确定50um超差多少。
1 u' E& y4 J  b& P. F; a# ]  ?其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。- C+ f& W$ T5 |, ?
第三,转子的动平衡是否符合设计要求4 z) X$ B' d2 X4 a. b
第四,如果你确定轴的光洁度和同轴度没问题,那么就要考虑轴承的问题。我推测轴承是滑动轴承,但还要看具体的型式,是否带油楔,间隙多少,计算的油膜刚度和雷诺数是多少。
/ m* E. w2 r; E1 R最后最不愿意看到的,是共振问题,你的转子一阶临界转速是多少,离工作转速有多大的距离。
+ H$ ]/ t/ P$ e/ d) F$ o排除以上所有疑问后,可以再进一步检查,那就很费事了,先做简单的吧。一般高速齿轮箱空载试验都很麻烦,会有很多数据不过关,但带载就没问题了,全部合格,所以高速箱头疼的就是空载。
0 P% d1 Y( Z( r- }你能提供转子在不同转速下的振动值么,50um不随转速增加而变化,这一点很奇怪,感觉象是几何错误,比如光洁度甚至是测振元件的固定等问题。

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 楼主| 发表于 2011-5-30 12:52:40 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
本帖最后由 thepioneer 于 2011-5-30 13:04 编辑 6 P4 B* ?  b% w
& y+ n# v' v$ e
[quote]首先你的轴的转速是多少,要根据API613计算出允许值是多少,才能确定50um超差多少。
' |# j: I& _' x+ c2 G* @" @其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。
! L* @' a7 x* Q第三,转子的动平衡是否符合设计要求" n) U  C' l- n; P3 t+ o, n
第四,如果你确定轴的光洁度和同轴度没问题 ...( W' ^7 J) ~- \0 g  V" S
看看而已025 发表于 2011-5-30 09:45 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif[/quote6 z- z1 h$ a- I4 o9 I$ m
谢谢您的回复,具体数据回复如下# j; w8 J. Z/ d
1.根据计算允许值38um,超差10几,转速5500左右不算高2 @. A. B( V$ P3 t5 a. f
2.测量点的位置:离轴承很近,轴瓦外侧水平和垂直方向( X# P) r" h/ h: Z
3.转子的动平衡符合设计要求(如果转子不平衡,振动会随着转速增加变大,可实际基本恒定,觉得和平衡无关
' m! _$ K1 T  G4.椭圆滑动轴承,现在载荷角为零度,双油楔,间隙34um, 0 }* a, \1 h4 X% J. o5 r3 A
5.共振问题,启动就振,并且保持不变,我觉得和共振无关.
0 I' s( f2 E; G# r* |1 ~在不同转速下的振动值,50um基本不随转速增加而变化,转素增大振动稍微增加,500-2000转,振动从49变到53,光洁度没有明显划痕(有点轻微锈用1000号砂纸轻微打磨下,不知是否有影响),,测振元件的固定没问题。
8 N' G. Q: K4 A, B6 E. G2 Y& K; `% Q' H7 a" p! {
最后一点:发现高速轴两端键不是非常紧,用螺丝刀费力可以翘动,会影响侧振吗??感到迷惑....2 O3 v1 y" Y- O- \2 F6 N/ `* O
) k1 D' T/ f6 `! F
其实现在要搞明白一点:什麽原因可导致轴启动起来就会振动超差....并且一直不变...7 K2 d( `8 E6 ~1 F* g% g" n
我本人感觉可能有三方面原因:
+ v- R. X% j7 P0 J) |# E1.轴承不稳间隙或者接触不好- I6 {) A* B* G' [+ Z. Z7 J. |
2.机械电跳量超差5 j+ H+ t  T+ j* z: H" |" _
3.齿精度:周累或者径跳超差...3 {' y7 j( {! w. g% k# |
2 K) x+ i" C: L& U/ K; H; m' y! j
计算的轴承参数) N1 S( V7 b" `0 {1 R. x, X

2 G' i/ ]0 Z( J    滑动轴承动态特性计算结果
8 X% D$ I" R( F6 h     滑动轴承油膜刚度:
8 k7 d; _: i6 v    Gxx= 360068.832          (N/mm)
  A5 Y! [2 G- Y7 d  T6 l, m    Gxy= -59965.004          (N/mm)
& v+ n5 O, Z- ]6 ]0 i& a    Gyx= 997419.689          (N/mm)' q' p4 J  A! @' n7 Z1 Z
    Gyy= 1288885.328         (N/mm). e4 z; s* v' L1 v
    滑动轴承油膜阻尼:! h  k  T' t; p) I1 S: v# [
    Bxx= 706.483             (N.s/mm)6 w" s2 o% r, B$ j7 |1 d) i1 M
    Bxy= 614.726             (N.s/mm)6 T7 R: H6 U2 G) X* I
    Byx= 631.014             (N.s/mm)
0 q2 d4 W+ `# ?6 Z$ R    Byy= 3453.694            (N.s/mm)
$ n3 N) |2 ?( Q1 E    ----------------------------------------( Z1 d9 r1 _5 V2 @% ]
    无量纲滑动轴承油膜刚度系数7 }0 d2 F% {- K" [
    Kxx= 0.1492
- S) ]; t( f# d+ f& Z: a0 p$ n% X! P    Kxy= -0.0248
& J. h  i7 p0 }    Kyx= 0.4132
" f0 @( w) Q$ J* c    Kyy= 0.5339
: |1 z6 p  F) V5 K- S8 C) q    无量纲滑动轴承油膜阻尼系数' i# ~: |: `. p* S3 Z) e
    Cxx= 0.1640
; G$ t; h; q8 h4 y3 H    Cxy= 0.1427: j) g* F& V( K9 @  @0 Z1 e+ Z
    Cyx= 0.1464
# [- z5 n6 L- k7 `0 V    Cyy= 0.8015
* T& U" V) B& M9 [5 T  U    ----------------------------------------
2 m6 @2 R6 G) x+ a( {    滑动轴承动态特性判断:) Y; A2 A/ e  O' u

. D: R1 Y, X& d2 X2 d3 E2 p6 |    无量纲综合刚度    = 0.1572
9 K/ `5 m# z( J( ~* M1 R    轴径涡动比平方    = 0.0654" [3 t3 D9 ]8 Y7 K
    临界质量(Kg)      = 18494.0780
; Y$ |. `  u7 m9 b    涡动频率(r/min)   = 1368.9296

示意图.pdf

10.39 KB, 下载次数: 2

发表于 2011-5-30 13:29:40 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
从计算的轴承来看,基本没问题,油膜刚度、临界质量完全能通过,只是确认下是计算的空载轴承特性么?这一点很重要,所以重复问一句。3 ]- W) I) x, ^# f( @! U+ w
“椭圆滑动轴承,现在载荷角为零度,双油楔,间隙34um“中的34应该指最小油膜厚度吧,轴承间隙不会这么小,除非你的轴只有20mm粗。
7 l0 k2 l3 S7 \8 N# H如果键很松的话,也就是你说的用螺丝刀用力能翘起的话,那是不能用的,在5500rpm转速下键会甩离原来的位置,那做的动平衡还有什么用呢?这个肯定会影响振动的。如你所说,如果一开机就振,而且基本不变,我觉得应主要考虑几何方面的问题,和动力学关系不大。; P$ ?( b2 E% ]5 ]$ C% [# `
我目前掌握的资料只能想到这些,我会帮你考虑,如果能想到什么再写。

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发表于 2011-5-30 14:25:04 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
检查下齿轮着色,可以推断箱体的加工精度,即两组轴承孔的平行度。
 楼主| 发表于 2011-5-30 14:25:23 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
本帖最后由 thepioneer 于 2011-5-30 14:26 编辑
* |' K# R& }  Q+ R& m9 {3 |! I7 \0 C: b
回复:1.是满载轴承特性
* \: E, _6 u% |( E9 z2.间隙0.34mm,抱歉0 p, I: [. O0 X
3.在5500rpm转速下键会甩离原来的位置,那样停车也不会回到原来位置,但是振动不应该开始启动时振动就大,应该是振动随着转速不断变大
发表于 2011-5-30 16:20:34 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
本帖最后由 看看而已025 于 2011-5-30 16:23 编辑
4 ]) H# Q$ h+ d0 N+ D' P6 _1 o$ p% B9 E+ S
满载轴承特性是反应不出空载情况的,你把空载轴承特性再计算下,看看是什么结果。
) P. P/ p; S; I) @: Y. N' C你的轴承内径是多少?
 楼主| 发表于 2011-5-30 22:44:49 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
本帖最后由 thepioneer 于 2011-5-30 23:03 编辑
& J5 Z) c- W5 g0 L: b$ Y
5 M! {- w: _( S* i. S- W. [7# 看看而已025
8 o2 E4 {7 U# |- m, q3 N4 P8 S5 `9 Q. I  m
4 A6 U. {0 `, v0 l) ]4 P
1.空载计算轴承没问题,可以通过,轴承内径210mm
9 p: ^, J4 b! X. ^) |3 I# f2.齿轮着色没问题..
' `0 p7 x& v+ G6 M  现在试车振动变为40-43,小了8个左右,可还是不到标准,差5um左右
' U; G1 G8 g3 A4 K# I* O0 J- D. k( J. Z! E4 ?
现在我怀疑齿轮精度,或者齿轮磨齿没有清根(...),转速提起来后箱体内部有间歇轻微撞击声....这样怕加载后也解决不了问题..准备检查.....早怀疑...可磨齿机太忙,......现在的磨齿...看报告都是精品中的精品....
发表于 2011-5-31 09:19:11 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
本帖最后由 看看而已025 于 2011-5-31 09:26 编辑
2 c- |/ ]. S# ]# Q: D; K( r' [3 Y# s. F; `$ b
8# thepioneer
( Z- y2 H) x6 s3 o+ S8 _1、空载轴承计算本身也许能通过,还要看空载下的临界转速是否通过,这是高速箱设计中最容易碰到的麻烦。
1 Y; L1 {, r: d3 o. \' c2、个人觉得和齿轮精度和清根没太大关系,清根不好是连续的冲击噪音。如果是间断的,可能某个齿面有问题,比如高点,但振动值应该是变化的才对。8 [1 J7 J6 G  i& ^1 H8 T
     齿轮检测现在大都是在线检测,自己检自己,当然是精品,就当参考看看,不当真就是了。: w0 g' P. i9 |8 [% q: i8 C5 a' _

8 ]1 s  s- O5 f. a
2 J. L4 A7 E/ ^" P  你有没有想过为什么现在小了8um,你动过什么么?如果没动什么,你考虑下油,油温会改变轴承动力特性,反应在轴上就是振动值变化,你确认下两次试车油温是否一样
! |0 P- |& Q9 q& H; W) L(指进油温度)。如果不一样,方向就确定了。
! [3 P. {/ O8 s, k; G* z+ h  如果你们自己确定出是什么问题,希望告知一下,咱也学习学习。

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 楼主| 发表于 2011-5-31 11:00:28 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
非常感谢,油温基本不变,现在不好说,查查再说
发表于 2011-6-1 15:39:05 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏泰州
如果高速轴较细,也可能轴在热处理时、装配或运输过程中弯了。

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