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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 . d; a' E5 y- A! A* v! T8 {( J
$ }# d$ o" p& [. Y& m8 _  e
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。
/ v7 R) d+ v) s- z# ?7 F# M其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。5 F6 W: U3 u2 N" A) L
第三,转子的动平衡是否符合设计要求4 d; |% o+ ~, J- y+ [3 P9 F8 j
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。
- a  r0 L& W) x  O/ x# r, t3 m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。
% A/ e1 v7 P1 C+ c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。) K0 y% o+ N/ a
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 3 @/ ^* Q. s; V3 C+ j2 F, u
& C/ \2 {1 ]% x" M8 o  E( R
[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。
9 r2 i3 \9 x1 z+ A: t其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。
% J  ?1 f; F) j/ v' z第三,转子的动平衡是否符合设计要求& r3 y- B' ]4 Q+ H
第四,如果你确定轴的光洁度和同轴度没问题 ...6 _! _* O( a' R
看看而已025 发表于 2011-5-30 09:45 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif[/quote
- e5 D$ \, n5 d9 i, g, w7 ~谢谢您的回复,具体数据回复如下! |: |' O$ w; ]% X
1.根据计算允许值38um,超差10几,转速5500左右不算高
; J* C. K& g7 X; @- c/ W2.测量点的位置:离轴承很近,轴瓦外侧水平和垂直方向0 m; Y5 s7 r: `! X/ H
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$ `3 p$ \3 K0 _( G0 u  o
4.椭圆滑动轴承,现在载荷角为零度,双油楔,间隙34um, % _: P* c# `# o
5.共振问题,启动就振,并且保持不变,我觉得和共振无关.+ p; G9 b* c) F* g
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 [/ ^) i3 {' x% H$ o3 R0 J& t5 k3 L& ]. f7 }
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....* Q) t7 K' Q0 B
! ]) B2 x* Y, e# {; m" 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...) N6 J$ S& Y+ a/ A4 ?
我本人感觉可能有三方面原因:
5 q) g2 ^- ]7 X! q1.轴承不稳间隙或者接触不好
; {9 O) o' }4 Z- E4 m$ U2.机械电跳量超差9 }) G! M2 b( Y$ I3 \- i
3.齿精度:周累或者径跳超差...7 B4 {$ @2 c* H8 }% t  A0 A

& F$ N( d( z! d$ [1 M计算的轴承参数
1 y8 k4 a5 ?( ~% B7 c2 ?: P2 Q# G# K- ]! i* a) M6 h
    滑动轴承动态特性计算结果
+ E' H7 L# Z$ N. B     滑动轴承油膜刚度:
- B" w/ t9 Y* \9 N% h* i, W    Gxx= 360068.832          (N/mm)! D. c+ z: Q5 R* b$ C. n0 i
    Gxy= -59965.004          (N/mm)* @6 a3 x/ F( A* d- c+ j
    Gyx= 997419.689          (N/mm)2 k% W0 v" O% l* N8 h- E7 }
    Gyy= 1288885.328         (N/mm)
3 b. F8 ]' r; I  K$ d9 o6 f    滑动轴承油膜阻尼:
0 d' R; E$ x/ p1 O" S: I0 A. n/ u. q    Bxx= 706.483             (N.s/mm)+ W5 q# l9 V# E& G7 C% \
    Bxy= 614.726             (N.s/mm)
3 U3 a9 ~' Z: u, w, T6 M; V    Byx= 631.014             (N.s/mm)
3 N7 C/ [* v  T" m0 I3 M6 s% P5 k: [    Byy= 3453.694            (N.s/mm)
2 P: g8 {* m2 W( m    ----------------------------------------0 G7 p( G6 J5 h! P! p- F; A; S4 N
    无量纲滑动轴承油膜刚度系数
* o, E8 }( K! f2 |7 A, W+ A5 ~    Kxx= 0.1492' J1 `% m8 a5 B0 }$ l
    Kxy= -0.0248
. r; U9 l' x% f" z+ l$ v- n    Kyx= 0.4132( t) i5 P# V" f9 o7 |9 w
    Kyy= 0.53394 ~: [- |' j- N8 l; y
    无量纲滑动轴承油膜阻尼系数8 P. }! A2 Q) N
    Cxx= 0.1640
! M- o" u6 K  J/ x6 w5 [9 y    Cxy= 0.1427
3 D  X! _# M  v( G* J    Cyx= 0.14649 Y, g1 H1 h: k
    Cyy= 0.8015
* H0 ]. y$ C& j3 g    ----------------------------------------3 L" W2 m( }6 c) N& O
    滑动轴承动态特性判断:
4 e+ Z+ m2 F5 m' p
4 R/ X, {& Q1 j) N    无量纲综合刚度    = 0.1572
. j2 D6 |' J- o* p    轴径涡动比平方    = 0.0654
) i( U/ M5 P# }. v4 Y3 P7 s' j    临界质量(Kg)      = 18494.07803 U0 t1 I( w5 m3 b0 \+ M/ W
    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。
2 y2 P- ~7 S# x7 e6 v“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。
# ^9 T1 |) T7 ~) `/ I' 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。
4 j+ g$ P* K9 {% h& x* S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 5 ~" |0 U# [; K$ D8 ^7 h- Z

* n/ z+ o& ?& m回复:1.是满载轴承特性
4 l+ i5 L6 F- S2.间隙0.34mm,抱歉
8 s  ]: q5 F% y+ ?) s; x( G) Y6 n1 ]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 0 I3 Y5 Q6 y) u, C# k& a

% k4 i; k3 A* C4 n0 T7 p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。" D1 H: [: V+ O( {0 P
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 ) R$ {( O. \9 Q0 [! r, K3 t) G

- G  ]$ e% B  x9 h: R7# 看看而已025 % F  X2 c; l; X) [$ f

  ]' u. X3 N* E) E4 l: o( t. R" d- V- w+ a2 w* [
1.空载计算轴承没问题,可以通过,轴承内径210mm+ y/ E; c! Z3 V: m
2.齿轮着色没问题..
+ f0 Z2 b( d, q9 G  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$ s  }  J9 }& a' w" ]' Z7 P

, f( y3 a# O  s7 Z9 E% b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 # u. k' ]7 ?3 e( x/ c1 X6 C

$ ^: j. m2 E7 J$ `9 n8 ?; }8# thepioneer # A) C% @8 ]; \  U8 [0 [, r
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。
) R" R2 k' A9 a1 f. O2、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。  L3 T& ?# b2 |2 s
     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。
, q( X  u9 {2 y6 Z7 k( f. b5 J6 I5 ^. r, k8 e) p

3 z: r3 t) s: k2 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" B5 j8 u# a, i/ V2 M; S7 F
(指进油温度)。如果不一样,方向就确定了。/ A  ?: d' t3 `% z; Q% }+ a5 r
  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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