今日は、ギアボックスの転がり軸受の故障診断について詳しく紹介します。ギアボックスの動作状態は、多くの場合、伝送機器が正常に動作できるかどうかに直接影響します。ギアボックスのコンポーネントの故障の中で、ギアとベアリングの故障の割合が最も高く、それぞれ 60% と 19% に達します。

 

ギアボックスの動作状態は、多くの場合、伝送機器が正常に動作できるかどうかに直接影響します。ギアボックスには通常、ギア、転がり軸受、シャフト、その他のコンポーネントが含まれます。統計によると、ギアボックスの故障例の中で、ギアとベアリングが故障の最大の割合を占めており、それぞれ 60% と 19% です。そのため、ギアボックスの故障診断研究では、ギアやベアリングの故障メカニズムと診断方法に焦点を当てています。

 

ギアボックスの転がり軸受の故障診断として、特定のスキルと特殊性があります。現場での経験によると、ギアボックスの転がり軸受の故障の診断は、振動技術の診断方法から理解されています。

ギアボックスの内部構造とベアリング故障の特徴を理解する

 

ギアがどのモードにあるか、トランスミッション シャフトがいくつあるか、各シャフトにどのようなベアリングがあり、どのような種類のベアリングがあるかなど、ギアボックスの基本的な構造を知っておく必要があります。どのシャフトとギアが高速で頑丈かを知ることは、測定点の配置を決定するのに役立ちます。モーターの速度、歯の数、各トランスミッションギアの伝達比を知ることで、各トランスミッションシャフトの周波数を決定することができます。

 

また、ベアリングの故障の特徴を明確にする必要があります。通常、歯車のかみ合い周波数は歯車の数と回転周波数の整数倍ですが、ベアリングの故障固有周波数は回転周波数の整数倍ではありません。ギアボックスの内部構造とベアリングの故障の特徴を理解することは、ギアボックスの転がり軸受の故障を正しく分析するための最初の前提条件です。

 

水平、垂直、軸の 3 方向から振動を測定してみる

 

測定点の選択は、軸方向、水平方向、垂直方向を考慮する必要があり、3 方向の振動測定がすべての位置で行われるとは限りません。ヒートシンク付きのギアボックスの場合、入力シャフトの測定ポイントを検出するのは便利ではありません。軸の途中にベアリングを入れても、ある方向の振動は測定しにくい。このとき、測定点の方向を選択的に設定することができます。ただし、重要な部分では、3方向の振動測定が一般的です。軸方向の振動測定を無視しないように特に注意してください。これは、ギア ボックスに多くの障害が発生すると、軸方向の振動エネルギーと周波数が変化するためです。さらに、同じ測定点での複数セットの振動データは、トランスミッション シャフトの速度を分析および決定するための十分なデータを提供し、どのベアリングの故障がより深刻であるかをさらに診断するためのより多くの参照を得ることができます。

 

高周波振動と低周波振動の両方を考慮する

 

ギアボックスの振動信号には、固有周波数、トランスミッション シャフトの回転周波数、ギアのかみ合い周波数、ベアリング故障の固有周波数、周波数変換ファミリーなどの成分が含まれており、その周波数帯域は比較的広いです。この種の広帯域周波数成分の振動を監視および診断する場合、通常、周波数帯域ごとに分類し、異なる周波数範囲に従って対応する測定範囲とセンサーを選択する必要があります。例えば、低周波加速度センサは一般に低周波帯域で使用され、標準的な加速度センサは高周波および高周波帯域で使用できます。

 

各ドライブシャフトが配置されているベアリングハウジングで可能な限り振動を測定します

 

ギアボックス ハウジングの位置が異なると、信号伝達経路が異なるため、同じ刺激に対する反応も異なります。ギアボックスのトランスミッション シャフトが配置されているベアリング ハウジングは、ベアリングの振動応答に敏感です。ベアリングの振動信号をよりよく受信するために監視ポイントがここに設定され、ハウジングの上部および中央部分がギアの噛み合いポイントに近くなり、他のギアの故障を監視するのに便利です。

 

サイドバンド周波数分析に焦点を当てる

 

低速で剛性の高い機器の場合、ギアボックス内のベアリングが摩耗すると、ベアリングの故障の固有周波数の振動振幅はそれと同じではないことがよくありますが、ベアリングの摩耗故障の進行に伴い、次の高調波ベアリングの故障の固有振動数は高調波です。多数出現し、これらの周波数の周りに多数の側波帯が存在します。これらの状態の発生は、ベアリングに深刻な障害が発生しており、時間内に交換する必要があることを示しています。

 

データを分析するときは、スペクトルと時間領域のプロットの両方を考慮してください

 

ギアボックスが故障した場合、各故障フィーチャの振動振幅がスペクトル ダイアグラム上で大きく変化しないことがあります。障害の重大度や中間ドライブ シャフトの速度の正確な値を判断することはできませんが、タイム ドメイン ダイアグラムでは通過できます。障害が明らかであるか、またはドライブ シャフトの速度が正しいかを分析するための影響頻度。したがって、各伝達シャフトの回転速度または特定の障害の影響周波数を正確に決定するには、振動スペクトル図と時間領域図の両方を推測する必要があります。特に、異常な高調波の周波数ファミリーの周波数の決定は、時間領域ダイアグラムの補助分析と切り離すことができません。

 

ギアに全負荷をかけた状態で振動を測定するのが最善です

 

全負荷時のギアボックスの振動を測定すると、障害信号をより明確に捉えることができます。低負荷時には、ギアボックス内の他の信号によって圧倒されたり、他の信号によって変調されたりして検出が困難なベアリング障害信号が発生することがあります。もちろん、ベアリングの故障が深刻な場合、低負荷では、速度スペクトルでも故障信号を明確に捉えることができます。