齿轮在脂润滑条件下的故障诊断毕业论文
2021-05-15 11:05
摘 要
对采用润滑脂润的齿轮进行了深入细致的研究 ，初步了解齿轮的各种失效形式以及润滑方式，并且通过油液分析对齿轮进行故障诊断。其中油液磨粒检测是一种通过对齿轮磨损所产生的磨粒进行分析，从而对齿轮箱故障做出诊断的检测手段，通过油液元素分析，铁谱分析和光谱分析等技术手段，最终精确定位齿轮的故障类型。用这种故障诊断技术来保障设备正常、可靠的运行,提高设备的运行效率,并且能充分发掘设备的潜力和价值。油液监测还可以实现设备合理用油，适时换油，防止润滑油劣化对设备造成的危害，充分利用润滑油的有效寿命，延长设备的换油期，从而降低设备的运行成本，提高效率。
关键字：脂润滑 油液分析 铁谱分析 光谱分析 故障诊断
Abstract
To use embellish grease gear carried on the through careful research,a preliminary understanding of various failure forms of gear and lubrication method.and the fault diagnosis by oil analysis on gear .including oil particle detection is a kind of through the gear wear and tear caused by abrasive is analyzed,the detection meas of gearbox fault diagnosis,through the elements of the oil analysis, technical means such as iron spectrum analysis and spectrum
Analysis,the final accurate positioning gear fault type.With this kind of fault diagnosis technology to ensure normal and reliable operation,improve the efficiency of the operation of the equipment,and can fully tap potential and value of the equipment.Oil monitoring can achieve reasonable oil equipment,oil change timely, prevent the lubricating oil degradation is the damage to equipment,make fully use of the useful life of lubricants,extend the oil change period of equipment,and reduces the running cost of the equipment,improve efficiency.
Key words： Grease lubrication Oil analysis iron spectrum analysis Spectral analysis Fault diagnosis
目录
第一章.绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究现状分析 2
第二章 齿轮故障类型及故障检测原理 4
2.1齿轮的故障类型 4
2.2齿轮箱油液磨粒检测 7
2.2.1 齿轮润滑剂-润滑脂 8
2.2.2基于光谱分析的磨粒检测技术 10
2.2.3基于铁谱分析的磨粒检测技术 11
2.2.4磨粒图谱的编制 11
第三章.齿轮箱磨粒检测设备 13
3．1分析式铁谱仪 13
3.2 直读式铁谱仪的工作原理 15
3.3光谱仪 16
第四章.磨合期的典型磨粒分析和诊断机理 19
4.1磨合期的典型磨粒 19
4.1.1.磨粒类型。 19
4.1.2．磨粒成分。 20
4.1.3．其他微粒的组成。 20
4.2磨粒在沉积管中的沉积规律 20
4.3油液磨粒检测诊断机理 21
4.4油料光谱分析的齿轮磨损分析 26
第五章.结论与展望 29
5.1结论 29
5.2展望 29
参考文献 31
致 谢 32
第一章.绪论1.1 课题研究的背景及意义齿轮箱作为机械设备中的一种必不可少的传递运动和动力的通用部件,现代化工业广泛的应用在航空工业、航海设备、电力系统、运输机械等领域。通常齿轮在运转时，常常因为生产制造时的不精密或者在使用过程中操作人员的操作不当而产生各种不同形式的故障,其故障形式又随着齿轮的材料、热处理方式、运转状态等因素的不同而不同，我们所常见的齿轮故障形式有齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀、齿轮折断。如果齿轮箱出现故障,不仅会导致齿轮本身的损坏、不能继续运行,整个动力系统停止运行，失去机械系统的作用。因此,齿轮箱的故障诊断在机械系统中有着非常重要的意义。 齿轮失效是造成机械故障的重要原因之一，据统计在传统的机械故障中大约有80%的机械故障是由于齿轮失效所造成的，在旋转机械中也有10%是由于齿轮失效所造成的。齿轮故障直接影响了机械的正常运行，降低了机械系统的加工精度和生产效率。随着设备不断的朝大型化、自动化、系统化以及高速化方向发展。齿轮的失效形式在机械故障中带来的损失也变得越来越大。所以齿轮的故障诊断技术也变得尤为重要，齿轮的故障诊断有许多的方法，如振动分析、噪声分析、油液分析等。 油液分析技术是通过分析油液中的磨损微粒和其他污染物质的含量来了解齿轮箱中齿轮表面的磨损状态的，从而判断机械内部故障的一种方法。具体地说，是通过分析机械中齿轮箱中使用过的润滑脂（油）污染产物中的磨损微粒含量和其中元素的形状、大小、数量、粒度的分布和元素组成，对机械系统的工作状况进行监测，判断齿轮箱油液中磨粒磨损类型、磨损程度。从而达到一个预测、预报机械磨损过程的发展和剩余寿命的作用，以此来确定齿轮的维修方针和决策。 1.2国内外研究现状分析齿轮的故障诊断技术随着科技的发展不断的进步，近年来国内在这个领域的研究也取得了相当大的进步和发展。主要表现在以下几个方面：
（2）我国故障诊断方法也正朝着多样化发展。在振动诊断方法逐渐成熟的同时，各种新的故障诊断方法也广泛应用于齿轮箱的故障诊断中，这些方法的运用拓宽了故障诊断方法在机械领域的道路。例如在光谱分析、热像诊断、涡流诊断、铁谱分析、温度及能耗监测等诊断方法上面的研究，都取得了相当不错的进展。其中基于油液分析技术的光谱分析和铁谱分析技术更是得到了很广泛的运用。这也是本文所运用的齿轮故障诊断的方法。 （3）国内外对故障模式的统计识别和模糊识别的理论与方法、灰色聚类分析、故障诊断神经网络，在基于传感器的故障诊断方面专家也做了大量的研究，但是由于传感器在I／O（输入／输出）信号上存在差距，它的工作原理和电路系统也存在非常大差别，这些因素都导致传感器要想做到标准化和统一化非常的困难，同时也制约着和传感器配套使用的其它相关的测试仪器的发展和应用。随着单片机的出现，这个问题也得到了相应的改善。单片机所具有超强的运算能力、微型化的体积和日益低廉的成本让它淘汰了以前旧的传感器和测试仪，让它在机械系统的故障诊断中发挥着重要的作用。传感器上大量的装置都与单片机技术密切相关，这一方面野促进以单片机相关的技术发展，另一方面促进其标准统一化。单片机的发展也为我国利用传感器在机械故障诊断的道路上指明了方向。目前及今后的一段时间，我国在传感器领域的研究方向就是着手开展传感器的标准化，让传感器能够广泛运用。 第二章 齿轮故障类型及故障检测原理2.1齿轮的故障类型齿轮失效形式主要有四种：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀和齿面胶合。
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