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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 1 R( e& `. V7 ~3 k
' q3 p$ a7 j8 J! ^- G
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。
/ Q7 X% K6 j1 i1 ^- L0 s其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。
% Y5 Q# i: ~) {# M# g, P第三,转子的动平衡是否符合设计要求% t5 _$ @7 Y  O* }. G
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。
$ c1 u7 s) V4 b: Z; g. N: _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。! g5 I" z  ?9 y
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。% f0 r) e" g3 `. J
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 ' d7 q" {! `' m7 h  b

! G( }: U4 f. m/ k* 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。
3 y0 I+ {* o7 E9 Z# D# o! P( d其次,你要提供测量点的位置,最好有张简图。2 y# V: ]: o- I& y  p# r/ F
第三,转子的动平衡是否符合设计要求
6 b: Q. Z5 P% ~第四,如果你确定轴的光洁度和同轴度没问题 ...
. {/ c5 [% j$ P+ l$ S* t$ x看看而已025 发表于 2011-5-30 09:45 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif[/quote0 z+ r2 L4 F" `6 t' Q0 Z
谢谢您的回复,具体数据回复如下
5 Y; L. g+ K$ j4 o4 P1.根据计算允许值38um,超差10几,转速5500左右不算高
+ M/ y8 \3 X. {7 Z$ L2.测量点的位置:离轴承很近,轴瓦外侧水平和垂直方向
2 M4 y  K) G* g9 s. v% N3.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
: Y: k! F- E7 Y; ^% o$ A4.椭圆滑动轴承,现在载荷角为零度,双油楔,间隙34um,
5 A% F$ {, h+ b$ [  ?$ q5.共振问题,启动就振,并且保持不变,我觉得和共振无关.3 O2 l: ^# y9 _
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。* Z& |9 K' Q. }- ~( F
" Q% ^. x# X: B8 _) t5 Z' U
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....
! j& U' o) n0 X! u4 C. d! C" J- H) T$ J. o, s) [$ B
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...6 W2 r7 K: C2 z4 Q  T
我本人感觉可能有三方面原因:
6 C2 L, a# M) }' a6 c2 ?+ C! p1.轴承不稳间隙或者接触不好
; F! S  e6 x$ z" t! v' W- }2.机械电跳量超差, b5 [& f4 f5 [: R+ }
3.齿精度:周累或者径跳超差...
( r. e, [- G9 J0 f
4 m. y, K5 r: F% T4 A6 y计算的轴承参数/ O4 C; y* R  A5 D0 U
" p3 q5 z0 \% z+ n( Z' I7 ~/ z
    滑动轴承动态特性计算结果
; m1 }& x6 j0 `$ y" N' `2 @# q. c     滑动轴承油膜刚度:
" M7 ?6 P+ \6 O4 F- x" q- ]9 f    Gxx= 360068.832          (N/mm)
8 G  E, y: V. C4 y    Gxy= -59965.004          (N/mm)& E) C7 I1 o( `/ `' I
    Gyx= 997419.689          (N/mm), G  [  `1 u+ u2 A/ N
    Gyy= 1288885.328         (N/mm)
  A! k- L4 L- e    滑动轴承油膜阻尼:
$ m, }; P' [6 }, a: B    Bxx= 706.483             (N.s/mm)
6 v9 M; u. H* H  B. j$ M    Bxy= 614.726             (N.s/mm)* V! \- d6 F+ ]
    Byx= 631.014             (N.s/mm)
: X' C0 n. _! ]1 A    Byy= 3453.694            (N.s/mm)
. [9 J! o$ Q+ p( M/ K1 R# k    ----------------------------------------
  z; q5 ^  e0 u& v# H7 M; |    无量纲滑动轴承油膜刚度系数9 [- \- r9 ^  {- e3 X. G& f4 X
    Kxx= 0.1492
1 c: ^* e* k9 B' e) {1 j4 d! u    Kxy= -0.0248
) h2 H, t( T& W* n, Z: p$ V* d    Kyx= 0.4132; ?- B( a2 B7 ^+ h* `2 }& f
    Kyy= 0.5339
% s4 O' J5 a, I0 g$ @( a9 F    无量纲滑动轴承油膜阻尼系数; @* W8 b* D5 V! V9 x* a+ t8 t
    Cxx= 0.1640
4 c3 E- w3 W0 Y4 w- _9 l* Q    Cxy= 0.1427
2 m+ z! ]: a  z' a: `; t- y- i: ^    Cyx= 0.1464
4 x2 ~: W3 \" f5 o: w; K6 P4 j* n    Cyy= 0.8015
0 }( ^  w8 x3 m/ `3 [7 m    ----------------------------------------, |$ p# Q6 z& Z. z. @, N5 }. {
    滑动轴承动态特性判断:5 ?+ ~3 N; @: m# M# t
* x0 X4 l, L! @. k# M
    无量纲综合刚度    = 0.15726 P) k: j# a* `+ x
    轴径涡动比平方    = 0.0654
1 Y" y  p: l& i7 e' v& k    临界质量(Kg)      = 18494.0780
' c3 f" ]( B' Z9 e) X7 v5 l  \    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。
! j2 C& s. Z# c4 V% n  E6 o“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。5 j' X9 o9 ?+ }! }7 q7 E
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。# `" W# ~/ P8 z# U( L: T
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$ @3 u% b& o2 A9 n8 p' I, ~  L2 Y. i& A
回复:1.是满载轴承特性" x1 @# s4 j. \- Z
2.间隙0.34mm,抱歉; |" O) a! |3 h1 t
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 y7 A6 n0 v9 n# O  Y# p1 C4 i' O, u2 m0 ]9 f6 d
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。
7 X1 V3 a/ o9 [" b. L+ x, E2 ?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
" t4 K/ G' N. E9 h" n% }% X  p, _' l# D, d! ^3 [9 ?- B
7# 看看而已025
% L; Q3 e1 L- n7 s$ ^! ^; c* {2 S8 u8 i

. ^3 y8 L* A2 a, ^( c/ Q* w1.空载计算轴承没问题,可以通过,轴承内径210mm
' K- B4 e% @, Z& Q- G2.齿轮着色没问题..& w) @. `3 q7 U. x9 I; Z
  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+ n* P/ p" ~  a, D+ E

8 A* v% Y! z3 O% z+ j8 y- R5 p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$ v) e  P$ M$ ^5 A; V- f! L
& C7 k( E) j  a5 y+ I
8# thepioneer
+ @. @0 }9 Q& T, A1、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。
" s& V0 Q+ s( l2 a2、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。' J; P+ ~9 J4 s; y8 k' Z/ x
     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。6 ]4 |% e. B& t# a  k4 X

2 h3 x! B0 j2 }2 H& B# f/ R
* }  N& K2 H2 X" n6 G% ^& ]  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; |$ G& h* j0 ]. w: q4 o8 i7 {7 m
(指进油温度)。如果不一样,方向就确定了。
) R3 P, l2 x9 p9 i* p  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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