学文网变速箱故障篇1
关键词：变速箱；故障；对策；齿轮
汽车变速箱承担着动力传输的重要工作。汽车应用变速箱时考虑的要素包含多方面，如较为固定的传动比、相对较大的传动力矩、较为紧凑的传动结构等等，上述优点也成为变速箱持续发展并广泛应用于汽车机械设计中的主要原因。与此同时，在使用过程中，变速箱在操作、传动及安全三方面的性能优劣，也直接影响着整部汽车的性能。换言之，在实际操作中，对于汽车变速箱的性能检测尤为重要，这就需要围绕汽车变速箱常见故障积累实践数据与经验。
一、汽车变速箱机械构成原理及分类阐述
变速箱的存在具有必要性，其出现有效缓和了汽车发动机各项指数达到峰值后的尴尬局面，通过调整汽车发动机与车轮间的变速比，借助换档模式保持汽车发动机的最佳动力性能，更方便汽车的行驶。换言之，变速箱具备灵活的变速比，通过汽车离合器与发动机的有效连接，保障了变速箱的输入轴与发动机转速能够保持同步，借助中间轴传输发动机的动力到达汽车车轮。根据使用方式来看，目前广泛应用于市场的变速箱分为两大类：手动变速箱与自动变速箱。
二、以不同类别变速箱为对象分别阐述各自常见故障及原因分析
伴随着汽车制作业的迅猛发展，市面上汽车数量的增多，汽车变速箱相关技术的革新十分必要，由此产生的故障现象也愈发引起消费者与汽车设计者的重视。借由对于结构原理的分析可以看出，目前的典型汽车变速箱故障的来源相对清晰，即各种车辆机械部件的运用性能。
（一）手动变速箱的常见故障
结合实践数据与相关文献资料的查找与整理，可以得出观点，即手动变速箱的应用故障包括五类：异响、跳档、乱档、挂档困难、漏油
异响：包括空档位置发出响声、个别档位发响、低档异响等。通过对发动机各个档位状态的运转观察，可以较为准确的推测出手动变速箱常见故障的出现原因，包含如下方面：变速箱齿轮存在磨损，造成间隙过大；变速箱内部齿轮油量不足或齿轮油品质过低；变速箱齿轮不配套；轴承损耗；轴弯曲；齿轮啮合间隙不均匀；变速杆弯曲；各连接部位松动等。
跳档：在汽车的正常行驶过程中，如遇冲击载荷，变速杆在未作的前提下会自动跳至空档位置。一旦出现跳档，原因则以部件磨损为主，这时需要检查变速箱的固定是否出现松动或间隙，变速箱部件更新更换等。
乱档：表现为变速杆无法正常挂档，在离合器踏板放松后，发动机熄火的同时伴有撞击声。出现这一问题的原因主要在于变速杆球头限位销松动、折断、脱落或球头磨损；叉轴上互锁凹槽、互锁球销等磨损；变速箱二轴前段烧结等部件损坏。
挂档困难：表现为在汽车离合器技术状况无问题时，挂档不顺畅，并伴随有齿轮撞击声音。故障原因包含汽车同步器故障、钢球损伤等部件问题、轴弯曲花键损伤、齿轮油量不匹配或不符合规定。发现挂档困难时，需要检查逐一检查汽车同步器、轴、叉轴等是否正常，如发现问题则立即修正。
漏油：如果在汽车变速箱周围发现齿轮油痕迹，同时汽车变速箱齿轮箱的油量有所减少，则可以判断为油泄露引起的变速箱漏油，造成这类故障现象的原因主要在于齿轮油的挑选存在失误，造成泡沫过多引发的泄露；齿轮箱侧盖过松或密封垫损坏等部件损坏；固定螺栓松动；齿轮限位器破损；油封损坏。对应的解决策略为及时更换油、调节油油量、更新换件、拧紧固定螺栓、更换油封等。总而言之，经过诊断可以定位故障发生点，根据不同位置采取及时手段加以调整。
（二）自动变速箱的常见故障
相对于手动变速箱而言，自动变速箱的故障种类较多，包含汽车不能行驶、变速箱打滑、换档冲击大、升档过迟、不能升档、无超速档、无前进档、无倒档、频繁跳档、挂档后发动机怠速熄火、无发动机制动、不能强制降档等。
三、有关变速箱发展趋势的若干建议
随着汽车市场的发展，变速箱生产企业在燃油经济性提升、换挡性能提高等方面的努力一直在加强，为满足市场上愈发明显的多元化应用需求，对于变速箱未来的发展趋势，笔者认为有如下几点可以参考：
第一，多档位变速发展势在必行。档位数量的增加带来的传动范围的价款，由此可大大缩短换挡时间，在保证燃油经济性的同时，进一步满足了发动机的加速性能。目前，全球知名汽车变速箱生产商已研发出5前速以上的多档自动变速箱，可见，未来自动变速箱的发展，将致力于性能的再次创新。
第二，简化变速箱结构机械设计。以目前市场上出现的多档位变速箱来看，变速时间的减少并不会引发机械结构设计的复杂化，比如“单排单级齿轮”和“单排双级齿轮”两种形式的行星齿轮组形式，可以说，越来越简化的设计已经成为市场发展趋势。
第三，为变速箱添加人性化标签，以满足多元化需求。电子控制人性化顺应时展、迎合市场需求，虽然在变速箱机械结构设计方面日趋简化，但这需要复杂化、精密化的电子控制系统的保驾护航，由此保持汽车变速箱的应用稳定性能。包括换档质量转换的改善、驾驶舒适度的展现等方面，都需要变速箱与发动机之间的有效协调与控制。值得注意的是，未来，对于汽车行驶中的安全性能的保障体系的建立需要进一步完善，从而实现最佳换档时间控制欲档位间的随意切换与控制。
结语
在了解汽车变速箱的使用原理、提炼常见故障原因的基础上，综合本文观点，不难看出，在实际操作使用过程中，汽车变速箱在齿轮、轴承、轴三方面的故障频率相对较高.究其原因主要在于如下方面，机械设计制造不良引发的先天缺陷；部件装配过程中的人为失误；汽车驾驶员维护不当；部件磨损。其中，部件磨损包含剥落、机械磨损、腐蚀、断裂、软化、弯曲、变形等，发生部位存在于齿轮齿面、轴承、轴。以减少故障频次为目的的应对解决方法包括寻求硬件制造厂家处理解决；从维修、操作、保养、诊断四方面入手，建立严格的维修制度以提升部件品质，定期更换油脂，注意油脂清洁，采用噪声计、测温仪等县级技术设备进行有效监控，做到及时排除、保证变速箱的正常运转。
参考文献：
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[2]周良，张斌.机械式变速箱常见故障分析[J].农业装备与车辆工程，2010，08：51-53.
变速箱故障篇2
2、用千斤顶固定好奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱和发动机，拆掉所有妨碍抬下奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的所有部件，慢慢抬下奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱。
3、拆下奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的压力缸，经检查发现奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的压力缸有明显的磨损，不能继续用了，只能换新的奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱压力缸进行维修。
4、分解奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的过程中，发现奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的活塞有严重的磨损问题，奇瑞艾瑞泽5CVT变速箱的活塞磨损，导致。
5、奇瑞艾瑞泽5变速箱的导向珠被磨成这样了，都是艾瑞泽5内部的压力缸和活塞磨损惹的祸。
变速箱故障篇3
【关键词】TY-220型推土机；一挡作业无力；诊断；变速箱；离合器
1.引言
目前，在国内的土方工程施工建设中，由液力操纵的推土机TY-220型和TY-320型得到广泛的使用，尤其是TY-220型推土机更加普及，该类型的机械，以操纵轻便简单，工作效率高，适应性能广，而得到施工行业的青睐。为了更好地发挥TY-220推土机的工作效率，掌握该机型液压系统的工作原理就尤为重要。本文就对TY-220型推土机的变速液压回路系统故障的诊断与排除进行探讨，这些方法将对推土机的正确使用及维修起到一定的指导作用。
案例：一台TY220推土机使用半年后，出现前进一挡作业无力，变矩、变速噪声大，油温升高，油液呈***色状。怠速运转时，故障现象稍有好转；当其高速带负荷运转，故障又重新出现的案例。
2.“前进一挡作业无力”故障分析***
在排除故障前一定要认真做好拆检前的询问、调查及外观检查等预备工作：要按照“先简后繁、先外后内”的顺序做一故障分析***如***1所示；然后再对机器进行拆检维修，同时应根据故障现象从结构原理上系统地分析故障原因并彻底排除。
3.TY-220型推土机的变速液压回路系统原理***
如***2所示可以认识变速回路的基本原理。变速泵（2）是齿轮泵，与分动箱连接，它从后桥箱吸人油液并经过粗滤器（1）过滤后产生压力油。压力油经粗滤器（3）过滤而进人调压阀（4）。调压后的油液进入液力变矩器（11），进入液力变矩器的油液由液力变矩器溢流阀（10）控制，此阀的调定压力为0.87MPa，被溢流的油液流回后桥箱。液力变矩器背压阀（13）用来保持变矩器中的油液具有足够的工作压力。通过背压阀的油液经由冷却器（14）冷却后到阀（15），由于阀的背压作用得以分动箱，后油液流到变矩器壳体内。经阀溢出的油再去变速箱，后油液流至后桥箱内。回油泵（19）保证使变矩器壳体内的油液不断地回到后桥箱中。
然后再对各个部分分别进行分析判断。
组合阀分上下两部分，用螺栓紧固安装在变速箱上，上部分（4）、（5）、（6）共一个阀体。下部分（7）、（8）、（9）共一个阀体。
阀（4）为调压阀，调整压力2.5MPa，保证除一挡外的各排挡离合器的接合，达到此压力后，调压阀开启向变矩器供油。
阀（5）为快回阀，该阀与调压阀（4）联合作用可使变速箱各挡离合器动作时接合平稳，分离彻底。
阀（6）是减压阀，是专门为一挡离合器（也称第五离合器）设置的，其出口压力是1.25MPa。此压力为一挡离合器的结合压力。
阀（7）是速度阀，是一个四位九通阀。操纵该阀可控制变速箱各个离合器的动作，从而获得不同的前进或倒退各个不同的速度。
阀（9）是起动安全阀，是为避免当变速手柄放在挡位上时（一、二、三挡）起动发动机而推土机突然行走出现意外事故而设置的。该阀的作用是：只有将变速手柄先放在空挡，然后再依次挂各挡时，推土机才会顺利地起步作业。
阀（8）是方向阀。用以操纵变速箱第一离合器和第二离合器的动作，使推土机前进或倒退行走。
根据以上的原理，结合机械的实际工况，可以对推土机的行走故障进行分析如下。
4.故障的排除
（1）油质问题
油温高，传动油变稀，造成系统中阀组件磨损，或各挡离合器片及密封件损坏而内漏，使系统压力降低，1挡作业无力。为此，需清洗油滤清器，并更换传动油。其结果是故障未能消除。清洗中发现，磁性粗滤芯上粘有很多金属粉末和黑色杂渣物。
（2）阀组调压压力问题
随动阀调整压力2.5MPa，保证除1挡外的各离合器结合，随动阀开启向变矩器供油。为1挡离合器设置的减压阀出口压力为1.25MPa，这也是该离合器的结合压力。
对系统各测点的油压进行测试，其结果为：变矩器进口溢流阀压力小于0.5MPa （标准值为0.87MPa），变速箱减压阀出口压力0.8MPa（调定值为1.25MPa），而且在发动机提速时压力脉冲摆动。为此，对变矩器溢流阀、变速箱减压阀进行了检查、清洗，更换了弹簧，并更换了变速泵，但试运转1h后，故障依然存在。
（3）检查系统管路
检查系统管路是否有漏油、阻塞、进气现象。检查中发现，磁滤器与变速泵间的胶管在中、高速时容易被吸扁，管内壁胶皮剥落，供油受阻。将该胶管更换，并在管内壁加装弹簧，保证供油畅通。而后试车，压力达到设定值，机器运转正常。但几天后，故障再次出现。
（4）变速箱出故障
再次检查减压阀出口压力，仅有0.6～ 0.7MPa，且不稳定。由磁性粗滤芯上残留的金属粉末和黑色杂渣物，判断其来源于变速箱。
5.故障原因的分析
对变速箱进行解体检查发现，第五离合器主、从片严重磨损、烧伤、变形和粘合，而推土机作业时常用前进1挡，第五离合器长期处于大扭矩工作状态，加之供油不足，系统压力低，离合器处于半结合状态，造成离合器片温升高，烧伤、磨损、变形、粘合而失效，工作乏力。更换5号离合器即旋转离合器后，故障排除，一挡作业正常。
前进1速时，5号离合器是旋转式离合器如***3所示，不同于1号，2号，3号，4号离合器。在这种型式里，5号离合器（16）的齿轮装在输出轴上，5号离合器活塞（26）则把片（5）和板（4）压到4号离合器的行星架。摩擦力把动力从4号离合器的行星架传送到5号离合器（16）的齿轮。这种旋转式离合器通常用于传递大扭矩第一速。
由于摩擦片（5）与钢片（4）发生打滑摩擦，当变薄时，离合器就需要更多的液压油使摩擦片与钢片充分结合，此时就必须进一步使发动机加速。当发动机加速到很高的空转速度时，摩擦片在钢片上的打滑时间也随之延长，由此而产生的摩擦热量会更大，当液压油变热时间和温度的增长足以改变变速箱中的密封特征时，变速箱就会产生内泄露，由于漏油会减少系统中油液的流量，为了充分结合离合器，液压泵就要输送更多的油液来产生结合离合器所必需的油压，也即需要发动机再行加速，使液压泵输出更大的流量，如此恶性循环，最终导致离合器过热或烧损，直至离合器打滑或失效，“一挡作业无力”的现象发生。
6.结语
本文通过TY220推土机出现前进一挡作业无力的故障，根据故障现象制定做一分析***。由于其变速液压回路系统较为复杂，液压元件较多，在了解其原理***后，经过基本检查、阀组检查（变矩器、液压油路的分析检查）、变速箱的检查。在确定变速箱离合器有问题时，一定要慎重，因为拆装变速箱的工作量是较大的，运用了压力测试法去排查故障所在部位，即第五离合器故障。最后分析了该离合器的结构及其故障产生的原因。本故障的诊断与分析为故障的排除起到了事半功倍的效果。
参考文献
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[3]朱则刚，陆刚.工程机械车辆的使用与维修[M].中国电力出版社，2007.
作者简介：
变速箱故障篇4
【关键词】风电机组 齿轮箱 故障 改进措施
中***分类号：TG457.25 文献标识码：A
风电机组一般安装在荒郊野外、山口、海边等偏远地区，增速箱、发电机等部件又安装于距地面几十米高度的狭小的机舱内，因为机舱空间有限、环境恶劣、交通不便，齿轮箱一旦出现故障，修复十分困难。如果齿轮箱出现故障后不能在塔上维修须下塔处理的话，维修费用较高，且整个维修周期较长，将严重影响风电场的经济效益。因此减小风电齿轮箱出现故障的几率，提供风电齿轮箱易维护性，将是风电齿轮箱设计及运行维护中需重点考虑的问题。
一、风电机组齿轮箱运行现状
近年来随着风电机组单机容量的不断增大,以及风电机组的投运时间的逐渐累积, 由齿轮箱故障引起的机组停运事件时有发生。风机停止工作, 一是机器有效运行时间降低, 发电量减少; 二是风机停止发电, 会加大风力发电的波动性, 增加并网难度; 还有就是厂商要派遣专业维修人员进行维修, 如果故障严重, 还要动用大型起吊工具, 这会给厂商造成巨大的经济损失。因此, 对齿轮箱故障进行正确的早期预警, 以及发生故障后能够迅速查找到故障源, 进行正确的故障处理, 尽快恢复机组运行是非常有必要的。
二、电机组齿轮箱特征频率的计算
风力发电机组齿轮箱有三种类型：低速直接驱动采用无增速齿轮箱；混台驱动采用一级齿轮传动；高速驱动有多缓齿轮箱。由于兆瓦级风力发电机叶片的直径较千瓦级的更大，转速更低，要求齿轮箱的增速比更高，所阻兆瓦级风力发电机齿轮箱大多采用多级齿轮结构，其典型结构简单如下***所示，第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮，第二和第三级为平行轴圆柱齿轮。
由于结构、运行特性的不同，各零部件有不同的特征频率，比如固有频率。我们通过机组参数可以查表或计算其特征频率。
啮合频率是指任意相互啮合的两个轮齿均转过一个齿距角所用时间的倒数。
计算公式为：GMF=ZW (2 1)
式中GM7为啮合频率：Z为齿轮齿数：W为齿轮转速。
典型风力发电机齿轮箱结构***
三、常见故障
齿轮故障。在风电机组齿轮箱所有组成零件中, 齿轮的失效比例最大。其主要失效形式有: 齿面磨损、齿面点烛、齿面胶合、齿面塑性变形以及轮齿折断。（1）齿面磨损。齿面磨损的常见形式有腐烛磨损、磨粒磨损和低速磨损三类。第一：腐烛磨损。腐烛磨损是由于油中的某些活性成分会和齿轮材料缓慢发生化学或电化学反应而引起的磨损。腐烛磨损以化学腐蚀为主,腐烛磨损会导致齿面上产生一系列小坑。第二：磨粒磨损。磨粒磨损是由于有金属微粒或其它硬质界物落入齿面之间而引起的磨损。磨粒磨损是开式齿轮传动最常见的失效形式；闭式传动新齿轮在磨合后未予及时清洗或密封不良等导致油污染时, 也会引起磨粒磨损。磨粒磨损会使齿面产生划痕, 齿面颜色变暗,磨损剧烈时甚至导致齿厚变薄发生齿形变化。第三：低速磨损当齿轮圆周线速度过低( 小于0 . 5 m / s ) 时, 相啮合齿面间的弹性流体动力膜厚会变薄, 相啮合齿面因直接接触发送连续性磨损, 这种磨损称为低速磨损。（2）齿轮轮齿损伤。齿箱故障中，轮齿故障比例最大。轮齿损伤有轮齿折断、齿面损伤两种形式。轮齿折断是由于设计的应力小于作用在轮齿上的极限应力，或齿轮承受过高的交变载荷，设计疲劳载荷不足。由于齿面承受过大的接触剪应力、应力循环次数、不良、热处理和安装调试等原因，齿面容易发生包括胶合、点蚀、齿面剥落、表面压碎等损伤。***1、2为风电齿轮箱齿面损伤和轮齿折断照片。
***1：齿面损伤
***2：轮齿折断
2、基础载荷数据及载荷处理方法方面的问题。风电齿轮箱工作环境恶劣, 所承受的载荷情况非常复杂, 因此符合实际的载荷数据及其处理方法是风电齿轮箱设计计算的基础。我国不但缺少复杂载荷数据, 而且处理方法也不够成熟, 对风电机组在工作过程中经常出现的制动载荷、极限载荷等载荷情况的处理还是根据经验进行估算。此外, 在变载荷处理过程中运用的线性积累损伤理论也并不能真实反映实际破坏情况。因此, 设计计算的基础有问题, 也就无法得到载荷数据。
3、齿轮早期点蚀。在频繁受到风载变化冲击的情况下, 齿轮的微动磨损超过一般设计的预期, 从而造成齿轮早期点蚀。防止齿轮早期点蚀的关键在于轮齿修形。在确定修形参数时, 需要获得准确的载荷来计算齿轮偏载, 再根据偏载情况进行修形, 而且需要考虑载荷波动, 要尽可能保证齿轮在各种工况载荷及其组合的作用下都具有良好的接触区。
4、轴承早期损坏。目前国内风电齿轮箱几乎全部采用进口轴承, 主要的国外厂商有瑞典SKF、德国FAG 等公司。国内兆瓦以上设备所用的轴承仍处于研发阶段, 以洛轴、瓦轴等为代表的一些企业, 纷纷加大研发力度。其中, 洛轴是国内最早研制、生产风电轴承的企业, 在国内首家成功开发出1. 5MW 风电轴承。统计数据表明, 早期风电齿轮箱故障大多是由轴承引起的。随着技术的成熟,目前轴承引起的故障明显降低, 但仍有约50% 的故障由轴承损坏造成。轴承损坏的主要原因是系统的受力变形导致轴承内外圈不再平行, 滚子局部接触应力过大。因此, 精确的轴承寿命计算方法对风电齿轮箱轴承的设计、选择非常重要。
5、齿轮箱油温过高。最新国家标准规定齿轮箱油温不能超过85°，造成齿轮箱油温过高的有以下几种因素：不充分；传动部件存在卡滞现象；机组振动过大；温度传感器故障等。正常情况下，齿轮箱不会出现油温过高现象，若齿轮箱出现异常高温现象，需仔细分析，判断发生故障的原因。首先应检查油供应是否充分；再次检查齿轮啮合情况，有无金属杂质，传动部件有无卡滞现象；再次检查机组的振动情况和温度传感器是否正常工作。如果是因为机组长时间满发而导致的温度过高，不可盲目开机，应在机组油温恢复正常值后开机运行。
齿轮油位低。齿轮油位低是由于油位低于下限，可能的故障原因有：冬季长时间停机后油温度降低，油位开关因为齿轮油粘度太高而动作迟缓，产生误报；传感器损坏不能正确报警；齿轮箱运转前的静止油位与动态油位相差太大，动态油位偏低，不能正常报警。风电机组发生该故障后，运行人员应及时到现场检查齿轮油位，必要时测试传感器功能。此类故障应根据实际情况作出正确的判断，以免造成不必要的重大损失。
减速器常见故障处理。偏航减速器能够驱动机舱进行旋转，跟随风向的变化而变化，在偏航完成过后就开始制动机舱的运转。间歇工作之间起停很是频繁。因为有安装位置对它形成了障碍，就常使用多级行星减速机构。经过多年的运行的经验来看，减速器工作还是采用双偏航减速器驱动的时候比较正常。单电机驱动的那一类风电机组的减速器的工作情况就不乐观，检查发现减速器的行星齿有疲劳的现象。
四、风电机组振动机理
振动问题是风力发电机组的重要问题，随着机组容量的增加,大型风力发电机组由于结构体积的增大和弹性增加,更加容易引发振动问题,因此机组在设计阶段应该进行机组的固有特性计算、可能会引起的谐振问题的分析和可能引起谐振的运行区域分析,从而避免这些现象。 风轮、塔架、机械传动链的固有频率相互间不能太接近,同时它们和激励源的频率也不可以太接近，大型变速机组的振动问题,主要集中在4 个方面: （1)风轮的气弹效应; (2)机械传动链的扭曲振动,可能会受到气动效应和电气特性的激励; (3)偏航运动引起的振动问题; (4)风轮塔架耦合的整机振动。这几个振动源会相互影响,相互作用,经常需要综合起来考虑，叶片的气动弹性稳定性问题可分为气动弹性静态稳定性和气动弹性动态稳定性两种。
五、风电机组状态监测
***监测技术在风电机组上的应用在我国目前还处于起步阶段。国内各大风电整机企业陆续幵始在各自的样机产品上试验性安装***监测设备, 但都没有批量安装。随着风电机组单机容量的不短加大和保险市场的成熟, 在风电机组上配置监测系统将成为一种必然趋势。
1、油样检测。（1）PRUFTECHNIK油品检测系统。该系统监测内容为：颗粒数的分类和统计。该系统通过集成的信号处理器连续的监控、环形缓冲、适合各种油、可测量油温、适合高低流速、防雷电, 其通讯接口为: ModbusTCP 。（2）力士乐的风机油品***监测系统。该系统使用油中颗粒和水分检测传感器, 分别监测油中的颗粒和水份。
2、信号的***检测。信号的***检测必须满足两方面的要求。（1）***(on—line)。对于连续运行的机械设备是指机器运行（生产)过程（系统)中的检测。是在生产线上的进行，故属于***检测；（2）动态过程具有多方面的信息，没有必要都检测，所选择的信号及其在机器上的部位都要能敏感地反映工况特征信息的变化。机械故障诊断中的测试系统是1个动态测试系统。测试系统包含着许多环节：以适当的方式激励被测对象、信号的检测和转换、信号的调理、显示和记录。分析与处理等。信号调理环节把来自传感器的信号转换成更适合于进一步传输和处理的形式。这时的转换多数是电信号之间的转换，包括滤波、限幅、隔直、解调等。信号处理环节将信号进行各种运算、滤波、分析。将结果输至显示、纪录或控制系统。在这些环节的输出量与输入量之间应保持一一对应和尽量不失真的关系．并尽可能减小或消除各种干扰。
3、信号的特征选取分析。鉴于直接检测信号大都是随机信号，它包括了大量的与故障无关的信息，一般不宜作判别量。需要用现代信号分析和数据处理方法把直接检测信号转换为能表达工况状态的特征量。对于某些具有规律的信号。也可以从波形结构上提取特征量。特征分析的目的是用各种信号处理方法作为工具，找到工况状态与特征量的关系，把反映故障的特征信息和与故障无关的特征信息分离开来。实际生产中，各个特征量对工况状态变化的敏感程度不同，应当选择敏感性强、规律性好的特征量，达到“去粗存精”的目的。
六、改进措施
1、齿轮件的精加工及修形。研究表明，较低的表面粗糙度对抑制齿面微点蚀的产生和改善齿面间的条件、减少磨损、降低摩擦、延长齿轮副的运行寿命及增强抗腐蚀疲劳的能力均有着十分明显的作用。
目前国内齿轮件的表面粗糙度要求为Ra0.8， 甚至低于这个要求。据报道， 国外最终齿面粗糙度可达Ra0.2---Ra0.4，这一工艺目前在我国尚未采用。建议齿轮箱制造商应充分利用现有工艺手段，通过改变磨削介质和工艺参数，采用精磨方法尽量接近上述目标，以便为批量生产高性能风电齿轮箱提供硬件保证。另外，提高齿轮件的加工精度，利用先进的技术和软件进行齿轮的修形，可避免齿轮在传动中受载变形，减小偏载，使载荷平稳过渡，明显降低齿轮箱的噪声和振动。
2、齿轮箱的优化设计。高速轴部套故障在风电齿轮箱故障中占有较高比例，是齿轮箱极易出现故障的部件，如若高速轴不具备可拆卸条件，高速轴部套出现故障后齿轮箱只能进行下塔维修，维修成本及维修周期将增加。因此，齿轮箱在设计过程中，高速轴部套须具备可拆卸的条件。早期设计的齿轮箱，大多齿轮箱高速轴不具备可拆卸的条件。在后续产品维修过程中，高速轴单元须做进一步的优化，使高速轴具备可拆卸的条件。
随着海上风电技术的发展，对风电齿轮箱也提出了更高的要求。因海上风电机组的维护成本较高，要求除了高速轴部套具备可拆卸条件外，其他部套亦具备可拆卸的条件，因此风电齿轮箱的模块化设计要求将更高。
七、日常维护
日常对风电机组的维护包括检查齿轮箱的外观，电气接线等。主要的工作任务包括：清洁齿轮箱的箱体外观；检查齿轮箱的油管路是否泄漏，管路接口是否松动；齿轮箱箱底的放油阀有没有松动或者渗透；检查油位，油色以及油标是否正常。如发现油的颜色变成了黑色而且还比较深，这时就应该要及时更换新油品。检查机组运行时齿轮箱的振动和噪音状况。滤清器的堵塞而导致了报警，就应该及时的查找故障原因必要时要更换滤芯，同时观察油品颜色和杂质是否正常。安装滤清器的外壳时应注意积极线程，受力应要均匀，以免损坏螺纹。检查齿轮箱的散热器是否堵塞，可以通过反向冷却进行清理，或者用刷子进行清扫。
结束语：随着风力发电装备行业的迅猛发展，特别是大功率风力发电机日趋主流，风力发电机及零部件的可靠性将是研发中关注的重点。本文介绍的齿轮箱轴承常见失效模式及其解决方案，旨在帮助设备制造商选取更适合风力发电机齿轮箱应用的轴承解决方案，力求不断优化齿轮箱的设计，使齿轮箱得到大幅的提升。
参考文献：
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变速箱故障篇5
【关键词】掘进机；减速箱；杂音故障；分析
随着我国经济社会的不断发展与进步，我国的工业化水平有了显著的提升，尤其是煤炭行业，煤炭资源对于我国经济社会的发展起着重要的推动作用。为了提高煤炭的产量，势必会改善开采的技术条件，掘进机在煤炭开采过程中发挥着重要作用，不但提高了煤炭开采效率，而且对于煤炭企业的安全生产也有一定意义。
1减速箱的含义及作用
在机械工业化飞速发展的今天，减速箱的应用非常广泛。减速箱又被称为减速机或者是减速器，是一种动力传达设备，其工作原理在于，原动力主机通过链接减速箱，达到工作机需要的动力之后，在传输给工作机，以便工作机更好的开展工作，完成生产。
减速箱的主要作用就在于其能够改变原动力机器的动力输出，将其转变成适合工作机使用的动力产品，因此说他就是动力传输的媒介。没有减速箱的辅助，我们许多机器无法正常进行工作，比如说掘进机。掘进机通过减速箱来完成岩面巷道的开采速度，以及在开采过程中的进度问题。所以说，掘进机的减速箱对于煤炭开采来讲至关重要
2减速箱常见故障分析
由于减速机在生产中的重要作用，所以会经常出现各种故障。具体体现在以下几个方面：
（1）减速机异常发热。如果出现这种情况，我们可以从以下几个方面去找原因：第一，油使用不当；第二，油过多或者过少；第三，超负荷运转；第四，减速箱起动、停止次数过多；第五，减速箱轴承磨损；第六，电压过高或者过低。找到原因后，我们可以对症下药，更换油、掌握好油的量、避免超负荷使用机器、尽量减少机器开启、停止的次数、使用合格的电源。
（2）减速箱噪声太大。以往传统的检验掘进机设备运转是否正常，单纯依靠定期对设备进行检查，根据经验来判断机器运转是否正常。今天，我们可以通过减速箱的杂音来判定其是否正常运行。如果出现减速箱的噪声太大，我们完全可以根据杂音的情况来判定。如果声音大且持续，说明减速箱的轴承损坏，齿轮出现磨损，基于此我们可以选择维修或者更换；如果减速箱偶尔出现声音大，说明齿轮出现损伤，有异物卡住，我们要开盖进行检查，排除故障。
（3）减速箱振动太大。出现这一情况，我们可以从以下几方面原因来分析：第一，传动装置固定不良；第二，齿轮、轴承发生磨损；第三，固定不良，螺丝松动。针对这种情况，我们可以对症下药，一一解决。对于第一点，我们可以将传动装置固定；针对第二种情况可以开盖检查处理；针对第三种情况我们可以选择重新紧固。
（4）减速箱出现漏油的状况。减速箱出现漏油情况说明螺丝出现松动或者是密封圈出现损坏。这对这些情况重新紧锁和进行更换。
（5）通气塞处出现漏油状况。出现这种故障的原因是：第一，油量太多；第二，通气塞安装不正确；第三，频繁冷启动或油位太高。针对这些情况我们可以采取以下措施：第一，校正油量；第二，正确安装通气塞；第三，将通气塞换成排气阀。
3掘进机减速箱杂音故障分析
机械故障诊断的方法较多，这里采用噪声频谱分析的方法，利用快速傅里叶变换幅值谱、功率谱、倒频谱对噪声信号进行分析。
（1）FFT幅值谱与功率谱。幅值谱是对时域信号进行快速傅里叶变换（FFT），从而对组成信号各分量的频率及幅值进行分析的方法。功率谱密度函数不仅能够反映出信号的频率结构，而且也表示出各频率成分所占的比重和数值，当设备发生故障时，功率谱所包含的频率成分及其能量将发生明显变化。因此，常用功率普来进行故障诊断。
（2）倒频谱。倒频谱是对功率谱取对数后再进行傅里叶变换，实际上就是对自功率谱的谱分析，因此，当频潜***中有明显周期结构时，在倒频谱中就只有一条或几条谱线。根据倒频谱的这个特点，常用来分析具有复杂结构的频谱。
（3）噪声测试与分析。噪声测试时，提升机处于重载匀速提升阶段，掘进机减速箱噪声测试与分析系统。
4减速机
主要包括对齿轮和轴承的，根据弹性流体动力学理论，齿面的状态与齿面的接触应力、滑动速度和方向、油性能有着密切的关系。由于齿轮传动的特点是啮合时间非常短促和同时发生滑动和滚动，且滑动方向和大小都在急剧地变化，接触面积很小且接触应力很高，原来的压粘关系在高压（高应力）下已失效，在此情况下，根据试验结果值，齿轮的状态可分为3种：
（1）完整全油膜。齿面完全被弹性流体动力油膜隔开，轮齿表面的磨擦转变为油膜内部分子间磨擦，磨擦系数很小。油膜厚度受负荷影响不大，载荷全部由油膜承担，发生点蚀、胶合、磨损等损伤概率最小，这是一种理想状态。
（2）边界。弹流动力油膜厚度小于两齿面的综合粗糙度，轮齿间不存在有流动油膜（高速齿轮除外），齿面只能靠边界油膜隔开，轮齿表面有较多的凸峰接触，易发生擦伤、粘着胶合的摩损。为避免齿面直接接触，应在基油中加人油性剂和极压剂，来改善油的性能，形成吸附膜和极压膜。边界是一种不稳定的状态。
（3）混合状态。它界于前两者之间，齿面间既有弹流，又有边界，这种状态差异很大，有的接近弹流，有的接近边界。
掘进机减速箱发生故障后，在对现场详细观察分析，搞清楚故障情况，并保留故障遗留的实物和必要的检测情况记录，积极与制造厂家联系，认真细致地分析故障原因，在想方设法迅速恢复生产和力争把损失降到最小的原则指导下，根据实际情况制订切实可行的处理方案。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册.北京：化工工业出版社，1994.
变速箱故障篇6
关键词： 抽油机减速箱 漏油原因 降治对策
0 前言
抽油机减速箱漏油现象是常规的一般性故障，影响生产时率和抽油机安全生产，特别是在冬季寒冷天气下故障更加明显。经过多年的探索，发现造成漏油和停车故障根本原因是油道被油中杂质梗塞及抽油机动平衡失衡所致。解决漏油故障的根本应立足于解堵而非封堵，“封堵”不仅堵不住，还掩盖了机械事故的隐患。
减速箱漏油在孤一油藏经营管理区注采管理103站是个老大难的问题，虽经采用各种措施如更换机油、加添加剂；在输出轴上增设迷宫、涡旋，乃至磁悬浮体密封但都成效不大。凡是打齿、烧轴承（瓦）、导致翻车，输出轴严重泄漏的设备大部分是油道堵塞（油泥和胶脂体）还有部分回油孔被轴承外环掩盖和没有回油孔等原因造成的。
1 油油道梗塞致减速箱漏油
目前抽油机减速箱漏油问题长期存在，一直困扰着设备管理和维护人员。为了避免因漏油故障造成抽油机停车的发生，特别是避免在冬季故障高发时期的设备故障，成为需要下功夫解决这个老大难的问题。孤一油藏经营管理区注采管理103站现场技术人员和职工经过3年多时间的调研探索分析，以及实践探索，认识到造成漏油和停车故障根本原因是油道被油中杂质梗塞及抽油机动平衡失衡所致。只要将油道疏通调准设备的静动平衡漏油故障自然清除。经过技术检修的抽油机，经近一年以上时间的运行，再未发生过漏油和停车故障，充分证明了排除油泄漏故障应立足于解堵而非封堵，“封堵”不仅不能堵住漏点，还会掩盖了机械事故的隐患现象，造成不必要的损失。
2 减速箱漏油故障原因分析和防治对策
2.1 原因分析
孤一油藏经营管理区注采管理103站的技术人员和职工对油的流动和过程进行了研究，认为设在机壳的刮油片从旋转的齿轮上收取油流经进油道，进入轴承室使轴承得到和冷却，热油经回油道返回油池进行降温。从整个流程上，看出该系统属于非强制型循环，因为仅靠1cm（油道高度）液位差进行流动，液体流动的压力不足以推动油的及时通畅地流动。油中所产生的杂质（油、泥、水）淤积使油道逐渐变窄导致梗塞断流，当进油道被堵时，轴承得不到和散热，磨损逐渐升级至烧毁导致抱轴仃车故障。当进油道发生冰堵时除使油道断流外，机盖与机箱结合面发生变形导致油泄漏。当输入轴进油道发生梗塞或冰冻时，因为轴的转速较快（20：l），造成的停车故障率就会较高。
当回油道梗塞时，轴承室油液位升至轴水平下边缘位置，在近4.5一11cm液位差作用下油顺轴表面通过迷宫密封和防尘密封压板（胶圈）一滴一滴的排除箱外，这是产生漏油的根本原因。
由于减速箱漏油的原因，是油道堵塞。经过对减速箱漏油的各现场进行分析，可以排查出造成油道堵塞的根本原因是：
（l）油久未更换，产生杂质（有机、无机）过量；（2）油内含水过多，箱盖密封不严，呼吸孔开度过大，冬季油道结冰凌；（3）油质太差，冬季出现类似沥清体状况；（4）设备除在大修时清理油道而外，于工作现场重未清理过油道。基于以上述情况，解决油泄漏重要是“通”而非“堵”（封），只要油道畅通，泄漏问题自然得到解决。在大修厂掀开大盖，疏通和重建油道较为容易，而在现场施工在不掀开大盖的前提下，必须采用特殊工艺。起初采用液压注射（用齿轮油作介质）法。此法行之有效但危险，稍有不慎易伤人和污染环境。
2.2对于非减速箱自身原因造成的故障
实践中发现：抽油机静、动水平失衡时；运动部位包括游梁、齿轮、轴承和井口、抽油杆等全面磨损，最突出的征象减速箱输出轴一端一股一股的向外穿油。另一端油供应不足轴承不良（与油道无关）。主要原因抽油机不平衡，首先用水平仪调整抽油机静水平度并以井口定中。通常静水平调好后动平衡自然好转，一旦动平衡仍然失衡，可确定是地基础不牢固未按设计标准建筑，这种情况应由矿建地面设施维修部门进行场地整改。
3 减速箱漏油治理现场施工注意要点
3.1现场解堵新工艺
在抽油机维修车间内借助天吊和起重设备卸掉平衡块掀开机盖，清洗油道十分便捷，比现场施工要方便得多。经过摸索形成了机内进行解堵新工艺：打开箱盖上的加油盖板；将红外线摄像头探入箱内在箱外荧屏上观察油道工况，并确定故障油道口的位置，高压热溶剂经专用热膨胀喷头射入油道，强制融化稀释类似海蛰卵状物（油道长期堵塞生成的产物）油泥、水、冰凌等杂质，顺回油道自行排出，用棉纱在回油道口处回收，避免污染油。
3.2抽油机减速机维修和维护
在安装过程中，往减速机箱内的油池中的两个螺栓孔注剂。剂型号150#是用于夏季的极压齿轮油，120#是用于冬季的极压齿轮油。如果极压油紧缺，引挚油50#（用于夏季的）和40#（用于冬季的）可以作为代替。新使用的减速机，操作24小时后系紧固定物，7天操作后再系紧，30天后再系紧。
正常操作下，检查减速机，轴承盖上轴和密封面，减速箱接触表面，油放出口的堵塞是否有油溢出，并检查系紧部件有无松开。新操作6个月后，清理减速机内部，替换油。正常操作下维护减速机。根据实际工作情况，在6-12个月后，使用者需全盘维护一次。包括：打开检查孔盖，检查每个齿轮组的磨损情况，观察分析油。如果剂变质，需全部放掉，用轻质油完全清理，注入新油。
如果减速机没有立即运作，抽油机在至少10分钟内运作，以确保护油膜在齿轮表面及轴承上形成了。根据漏油故障固有的征象，检测故障部位表面温度和噪音电机额定工作电流以及动平衡可提前发现故障。及时排除将机械磨损降到最低。检测时间应定在故障高发期的入冬时节，这样就可以尽时地发现故障，及时解决问题。减速器是抽油机的主要工作部位，修理难度大、费用高。
要逐步开展减速器的检修工作，对达到一定使用年限的减速器进行开箱清洗、更换油等工作，这样可以有效的延长减速器的使用寿命，提高机采设备的使用效率。
3.3 现场维修操作注意事项
操作时要注意安全，停抽位置置于上上点，即配零块处于最高点与地面垂直，勒紧手刹车，防止游车。要停车后立即拉开电闸刀。停抽时间不能超过120 分钟，防止卡井、翻车。
参考文献
变速箱故障篇7
【关键词】EMD 振动信号解调 齿轮箱
1 前言
分析汽车故障汽车齿轮箱的异常振动信号可以确定汽车变速器是否发生故障及故障部位。在汽车变速器这种典型的旋转机械故障齿轮箱故障诊断中，解调分析技术具有其他方法不可替代的作用，但因实际振动信号复杂且干扰信号众多，传统的振动信号解调及滤波技术受很多干扰频率影响，并不能有效地分离特征频率。1996年，美籍华人Norden E.Huang创立了针对非平稳信号分析的Hilbert-Huang变换的新方法。这一方法提出将信号基于由其本身局部特征确定的本征模函数的经验模态分解EMD，它在信号特征频率的去噪及提取上取得了良好的效果[4]。
2 经验模态分解（EMD）与振动信号解调技术
***1为经验模态分解EMD算法：原始信号减去包络均值，即可得到一个新的数据序列，判断该序列是否满足本征模函数的条件，如果满足，则该序列就是一个本征模函数，本次迭代过程结束，否则，重复上述过程，直到得到一个数据序列满足迭代结束的判别条件为止。
am或bm包含了非常重要的齿轮箱故障信息，其振动信号表现为以齿轮啮合频率为载波频率，以故障齿轮所在轴的转频为调制频率的调制现象，通过利用滤波技术及解调技术[2]解调出故障齿轮所在轴的转频，即可判定出齿轮箱故障位置。
3 实验原理与信号分析结论
实验工况：SG135-2变速器输入轴转速为600r/min，载荷75NM，轴转频：10 Hz（输入轴），13.06Hz（输出轴）。
1.如***1所示，齿轮箱发生断齿故障时频域的能量都很大，原因是发生故障时振动信号剧烈很多。
2.如***2所示，采用传统滤波解调技术能提取出故障特征信息：即故障5档齿轮所在轴转频13.2Hz及其倍频66.2Hz，79.3Hz，但有很多干扰噪声频率存在：92.8Hz，75.0Hz，74.2Hz，68.8Hz。
3.如***3所示，采用EMD分解加传统的滤波解调频谱不仅成功提取出故障信息：故障5档齿轮所在轴转频13.28Hz及其倍频65.98Hz，78.75Hz，其它干扰频率及噪声消失了，这是因为EMD信号分解技术在去噪方面得天独厚的优势。
参考文献
[1]丁康，李巍华，朱小勇.齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术[M].北京： 机械工业出版社，2005.
[2]丁康，米林，王志杰.解调分析在故障诊断中应用的局限性问题[J].振动工程学报，1997.
[3]Huang，N.E， Shen， Z.，Long，S.R.，etc. The pirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis[J]. The Rayal Society，1998.
[4]李卿，张国平，刘洋.基于EMD的拉曼光谱去噪方法研究[J].光谱学与光谱分析，2009（01）.
[5]陈克兴等主编.设备状态监测与故障诊断技术.北京：机械工业出版社，1991.
[6]何岭松，杨叔子.包络检波的数字滤波算法[J].振动工程学报，1997.
变速箱故障篇8
关键词：轴箱弹簧；折断；原因；对策
Abstract: the railway departments most key of the problem is that the absolute safety of passenger trains, this article in view of the 25 G type with spring break car-body passenger cars, analyses the reasons, and puts forward corresponding Suggestions for improvement.
Keywords: car-body spring; Break; Reason; countermeasures
中***分类号：TH135文献标识码：A 文章编号：
今年来因弹簧装置而影响客车运行性能及段修竣工客车交验的故障逐渐增多，给客车安全造成隐患。较为典型的有：因弹簧裂纹造成簧条折断；因压缩高、自由高选配不当造成车体、转向架发生倾斜或车辆轴重分配不 均等。提高弹簧装置的检修质量，改善提速后客车运行稳定性，确保运行安全已成为客车设计、检修、运用部门共同面临的课题。
25G型客车(在K161／162次 (南京西一北京)、K527／528次(南京西一广州)、 K107／108次(徐州一北京)等3组列车中，全部采用209P型转向架，该型转向架自2009年投入运用以来，截至2011年2月底，共发生轴箱弹簧折断(见***1)故障51起，其中，K527／528次车组最多(见表1)。本文将通过大量的轴箱弹簧折断故障分析其特点，寻找其原因，并提出可行的防止措施及建议。
***1轴箱弹赞折断***
表1209P型转向架轴箱弹赞折断故障统计
序号 车次 运行区间 数量
1 K161/162-k8369 常州-南京西-北京 3
2 K527/528 南京西一广州 37
3 K107/108 徐州一北京 11
一、 折断轴箱弹簧的形貌和金相组织
折断轴箱弹簧的宏观形貌及断口见***2～***5。
***2 折断轴箱弹簧的整体形貌（箭头所指为折断位置）
***3 轴箱弹簧折断部位一侧
***4断口疲劳源及扩展区
***5 疲劳源对应的弹簧表面（箭头所指为表面凹和疲劳源）
从折断的轴箱弹簧整体宏观形貌及弹簧折断部位的两侧形貌中可见折断发生在工作圈无挤压接触位置，断口有明显的折断源，折断源位于折断弹簧内侧。以折断源为中心，周围的贝壳纹呈现向外扩散痕迹，其以下部分为快断粗瓷状断口，断口最后的部分即是快速折断区，具有明显的疲劳扩展特征。弹簧表面未见明显的受力挤压痕迹，断口疲劳源区对应弹簧外表面有沿卷制方向的凹陷。
折断弹簧的材料为60Si2MnA，其心部的金相组织为淬回火组织，未见有异常组织。折断弹簧表面凹陷位置和正常位置的表层均有脱碳层(***6～***8)
***6凹陷位置的表面脱碳层***7末凹陷位置的表面脱碳层
***8表面脱碳层非金属夹杂物
经测量，折断弹簧凹陷位置全脱碳层最大厚度约为0.25mm，全脱碳层+半脱碳层最大厚度约为0.62mm；无凹陷位置全脱碳层最大厚度约为0.10mm，全脱碳层+半脱碳层最大厚度约为0.43mm。
折断弹簧的硬度值检测结果见表2，其表层硬度值和心部硬度值(HRC)分布在43.4～45.3之间，符合TB／T1025-1991《机车车辆圆柱螺旋弹簧技术条件》的要求。
表2轴箱弹簧硬度(HRC)检测结果
表层硬度 心部硬度
检测值 平均值 检测值 平均值
43.6/43.4/44.2 43.7 45.3/44.7/44.9 45.0
二、轴箱弹簧折断与故障轮对的关系
该批车辆在运行中除了出现大量的轴箱弹簧折断故障外，还不断地出现轮对故障，故障形式多为剥离、凹入、辗堆、锋芒等。针对故障超限或状态严重不良，如踏面滚动圆径向跳动不良等轮对故障，合肥车辆段采取了换轮措施，到2010年7月已累计更换轮对270条，几乎每辆车更换2条，临修换轮比例极高。
以轴箱弹簧折断数较多的K527／528次车组为例。该车组运行于南京西一广州之间，共有3组车底51辆车，最高运行速度120km／h，平均运行速度约72km／h。截至2010年3月，有17辆车发生轴箱弹簧折断故障，约占该车组车辆总数的1／3，共计更换折断轴箱弹簧37只；有38辆车因轮对故障而换轮，约占该车组车辆总数的2／3，共计换轮101条，占轮对总数的49.5。
若把折断轴箱弹簧的位置与故障轮对的位置联系起来，可以发现大多数轴箱弹簧折断的位置与故障轮对同轮或同轴，如YZ25G3351655硬座车3位车轴l0位、12位轴箱弹簧折断，其中，12位轴箱弹簧重复折断，后经会同浦镇公司详查，发现对应的6位车轮直径最大偏差达2.49mm，引起踏面跳动，导致该轴上的轴箱弹簧折断；YW25G677688号硬卧车1位车轴2位、4位轴箱弹簧折断，对应的1位车轮凹人到限YW25G677692号硬卧车2位车轴5位、6位、7位轴箱弹簧折断，对应的3位车轮踏面滚动圆径向跳动不良可以看出，折断轴箱弹簧的位置相对故障轮对的位置基本上是一致的。在车辆以较高速度运行时，除了常见的轮对故障形式外，还必须注意车轮踏面的滚动圆径向跳动问题。
三、轴箱弹簧折断的原因分析
1、影响轴箱弹簧疲劳折断的因素
从上述轴箱弹簧断口形貌和金相组织***可以看出，轴箱弹簧折断是一种疲劳折断，且多发生在第1有效圈内侧承载较大应力处。轴箱弹簧表面凹陷处脱碳层及非金属夹杂物处，因其屈服极限和疲劳强度降低均可成为折断源，并发展为疲劳裂纹，在后续的交变载荷作用下疲劳裂纹扩展，当裂纹扩展到临界裂纹尺寸时，裂纹将以极快的速度迅速扩展，当弹簧有效截面抗力小于承载应力时，弹簧发生瞬间折断。
转向架轴箱弹簧是在交变载荷作用下工作的，故疲劳破坏是一种重要的破坏形式。合格的轴箱弹簧可以在规定的检修周期内安全工作，但当弹簧表面存在非金属夹杂物或其他表面缺陷时，金属的不连续性必然导致应力集中，而应力集中处往往是疲劳裂纹最容易形成的地方，同时也是疲劳裂纹扩展速度较快的部位。从折断的轴箱弹簧来看，其表面脱碳层、非金属夹杂物及沿卷制方向的凹陷等均是引起轴箱弹簧折断的源点所在。而这些都与钢材冶炼工艺、弹簧的热处理工艺及卷制工艺等有关。
带有缺陷的轴箱弹簧在一定的交变载荷作用下仍然可以正常工作一段时间，当裂纹尖端的应力强度因子幅度K小于疲劳裂纹扩展的门槛值Kth时，裂纹不会发生扩展；当K大于Kth时，裂纹会缓慢发展在裂纹尺寸达到其临界裂纹尺寸之前不会发生折断所以，在车辆运用中，轴箱弹簧折断是在运行40万km以后才陆续发生的。但能够正常工作的时间又有很大差异，这与疲劳裂纹的扩展速率da／dN有关(dN表示交变载荷循环次数的增量，da表示与dN相对应的裂纹长度的增加量)。K是决定材料的疲劳裂纹扩展速率的主要力学参数，此外，构件的平均应力、应力状态、材料的机械性能、工作环境(温度和介质)及加载频率等对疲劳裂纹的扩展速率都有影响。例如，低温可使疲劳裂纹扩展速率降低，此外，疲劳裂纹扩展的门槛值一般也是随着温度的升高而降低。所以，运行于南京西一广州间的K527／528次列车车组的轴箱弹簧折断数比运行于南京西一北京、徐州一北京的车组高得多。
2、轮对故障对轴箱弹簧疲劳裂纹扩展速率的影响
从折断的轴箱弹簧的统计和分布中可以看出：(1)折断轴箱弹簧的位置相对轮对故障的位置基本是一致的，其与故障轮对或同轮或同轴。(2)处理折断轴箱弹簧的时间与处理轮对故障的时间相隔比较近，有的就差一二个往返。(3)在处理轴箱弹簧折断的故障中，还有在同一位置重复折断的现象，在统计的时间段内，同一辆车、同一位数轴箱弹簧重复折断就有6起，共12只轴箱弹簧，都是在检查出轮对故障并换轮后才终止了折断而转入正常运用状态的。如：YZzc351655号硬座车在2010年2月23日12位轴箱弹簧折断做更换处理，至2010年3月10日在同一位置轴箱弹簧又发生了折断，后经检查发现对应的6位车轮直径差过大，造成车轮踏面跳动，于2010年3月12日换轮后，该轴箱弹簧正常运用至今。种种现象表明，轴箱弹簧的折断与轮对的状态有着密切关系。这是因为轴箱弹簧承受和传递的垂直载荷源自于轮对与钢轨间的作用力，带有如剥离、凹入、辗堆等故障的轮对在运行中轮轨耦合的高频冲击增加了动载荷，加大了平均应力。从不同应力循环特性下的da／dN-K曲线***(***9)中可以看出，随着应力循环特性R的提高，平均应力水平也随之提高，其结果是裂纹扩展速率的提高，从而加速了轴箱弹簧的折断。
***9 不同应力循环特性下的da/dN-K
综上所述，弹簧表面的凹陷或非金属夹杂物以及较严重的脱碳层组织是弹簧折断的根源；而故障轮对的运行是提高弹簧疲劳裂纹扩展速率、加速轴箱弹簧折断的重要因素。
四、措施和建议
(1)由于轮对的运用状态与轴箱弹簧的运用状态有着密切的关联度，因此，在对轴箱弹簧进行检查和处理的同时，必须加强对轮对的检查和处理。不仅对像擦伤、剥离、凹入、辗堆等有明确的库列检检修限度要求的故障轮对要严格执行和实施，尤其要注意车轮踏面滚动圆的径向跳动检查，并建议有关部门提出合理的运用限度。
(2)由浦镇公司2008年11月制造的133辆25G型客车在运行中频繁出现轮对故障尤其是轮对踏面故障，这与转向架本身结构有关。在这批209P型转向架中，虽然采用了盘形制动，但它既未安装踏面清扫器，也无电子防滑器，故在较高速度运行时，就容易出现轮对踏面故障。因此，建议工厂在转向架的结构上能多加考虑。
变速箱故障篇9
关键词 高速列车；齿轮箱；EEMD；相关分析；故障检测
中***分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0089-03
高速列车齿轮箱是高速列车关键动力、运动传递部件，直接关系到高速列车的服役性能和运行安全。一旦齿轮箱系统存在故障，不能及时发现和预警，无疑将危及高速列车的运行安全或造成重大安全事故的发生，因此开展高速列车齿轮箱的故障检测具有重要应用价值和现实意义。
齿牙在啮合过程中，故障会激起齿轮箱系统的瞬时冲击，使得齿轮箱系统的振动信号呈现出强非线性和非平稳的特点[1-2]。加之，早期故障十分微弱[3-4]，测量噪声的不利影响[5-6]，使得微弱的周期性冲击信号淹没在强噪声和其他的振动干扰中[7]，无疑增加了故障检测的难度。
对此，国内外学者进行了广泛而深入的研究。如基于傅里叶变换的故障检测方法[7]、基于Wigner-Viller distribution（WVD） 分布的故障检测方法[8]、基于小波的故障检测[9]。尽管这些方法为齿轮箱的故障检测发挥了重要作用，取得丰硕的研究成果，但是傅里叶变换适合处理线性、稳态信号[1-3]，WVD分析存在的交叉项妨碍了它在实际工程中的应用[4]，小波分解中，一旦小波的基函数选择后，其时-频划分就确定，其分解质量取决信号与小波的基函数的相似性[4-7]。无疑，小波分解不是一种信号的自适应分解方法。
EMD（Empirical model decomposition）是近年来出现的一种新的信号处理方法，十分适合处理类似齿轮箱故障引起的这种非线性非平稳信号，将信号自适应的分解为若干IMF分量。但是EMD存在模态混叠与模式破裂，对此，一种抗混叠的新的EMD被提出，即EEMD[4].EEMD 将信号分解为若干分量，需要寻求与故障相关的振动分量，采用相关分析来选择最佳振动分量。
综上所述，本文提出一种基于EEMD （ensemble empirical model decomposition）的高速列齿轮箱故障诊断的新方法，该方法的核心是对采集的振动信号进行EEMD分解获取信号的若干振动模式，即振动信号的IMF（intrinsic model function）分量，采用信号与IMF自相关函数的最大相关系数来选择最佳IMF分量，对最佳IMF分量进行Hilbert变换提取其故障包络，利用包络信号的傅里叶谱来检测高速列车的齿轮箱的故障。应用故障实测数据对该方法进行了验证。
1 EEMD 的故障检测模型
1.1 EMD和EEMD的基本原理
EMD是一自适应信号分解方法，十分适合分解机械故障这类非线性非平稳。尽管EMD得到了广泛的应用，但是它依然存在模态混叠的根本的缺陷，所谓模态混叠就是一个IMF中依然包含多尺度信号。为了克服模态混叠问题，一种新的噪声辅助信号分析方法EEMD被提出，其核心思想是IMF为多次试验分析的平均。EEMD分解的主要步骤为：
第一步：添加白噪声序列到分解信号；
第二步：应用EMD分解加噪声的信号；
第三步：重复第一步到第二步，完成添加不同噪声幅值的信号分解；
第四步：获得多次分解下的平均IMF，即：
（1）
式中，为原始分析信号，为人工所加白噪声，是EEMD分解中IMF的分解的个数，是第 IMF分量，是信号分解残差。
另外，添加白噪声的幅值和组装次数对EEMD分解的性能有很大的影响，本文参照文献[4][10]，添加白噪声的方差为原始信号方法的0.2倍，组装试验次数为100。
1.2 IMF的选择方法
齿轮箱故障会引起周期性冲击信号，首先利用自相关函数凸现原始信号和IMF各自信号中含有的周期性成分，若IMF含有周期性冲击，则对应IMF与信号的相关性会增强，如IMF没有周期性冲击，其相关性会减弱。然后再分别计算原始信号与IMF的系数，最大系数对应的IMF被选为最优的故障检测模式。原始分析信号、IMF的自相关函数计算如下：
（2）
式中，为分析信号的自相关函数，表示共轭运算。
（3）
式中，表示EEMD分解第个IMF分量的自相关函数。
计算信号相关函数与IMF分量相关函数的相关系数，具体为
选择最大相关系数的对应的来检测齿轮箱的故障，基于前面的讨论，下面归纳其故障检测模型。
1.3 检测模型
高速列车的齿轮箱故障检测模型如***1所示。该检测模型主要包括如下关键环节：
1）对检测的振动信号进行EEMD分解得到若干振动模态函数IMF；
2）分解计算原始信号的自相关，其中***1的ACA（autocorrelation analysis）表示自相关分析；
3）0计算原始信号自相关函数与IMF分量的相关系数；
4）找到最到相关系数；
5）确定最优分解分量IMF，并计算其包络谱。应用包络谱来检测其故障。
2 试验验证
对线路实测一组齿轮箱的故障试验数据如***2所示，该信号的采集频率为10kHz。应用本文提出的方法对该数据进行分析，并对该方法进行验证。
应用EEMD对***2所示的振动加速度信号进行分解得到的7个IMF分量，其分解结果如***3所示。计算每个IMF分量与信号的自相关函数具体如***，并计算其相关系数，相关系数如***4所示。从***中可见，IMF的分量的相关系数最大，选择分量IMF1为故障检测的最优分量，对其进行Hilbert变换，并计算傅里叶谱，最后的傅里叶谱如***5所示。
***5中，出现了驱动齿轮轴的转频的基频及其各次谐波，据此可以判定齿轮箱发生了故障。对齿轮箱进行解体，其齿面故障如***6所示。***6和***5所揭示的故障内涵一致、特征一致。因此，说明本文提出方法是能够有效捕捉故障引起的振动模式，是一种有效的高速列车齿轮箱故障检测方法。
3 结论
本文将最新的自适应非线性非平稳信号处理方法EEMD应用到高速列车齿轮箱的故障检测。具有以下
特点：
1）EEMD能够有效提取齿轮箱故障引起的非线性非平稳振动信号并揭示其内在故障振动规律。
2）最大自相关函数的相关系数可以作为衡量标准来选择反映故障信息的IMF分量。
3）该方法较为清晰的提取了以转频为基本、及其转频的多次谐波成分，揭示了齿轮故障的典型征兆，是一种有效的故障检测方法。
参考文献
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变速箱故障篇10
关键词：抽油机 漏油 分析 减速箱
油田抽油机用减速箱的应用较为普遍，而漏油也是采油单位的一个老大难的问题，特别是在冬季，虽然可以通过各种措施，如更换机油、加添加剂；在输出轴上增设迷宫、涡旋，乃至磁悬浮体密封得到一定程度的改善，但最终不能解决实际问题。我们发现，输出轴严重泄漏的设备大部分是油道堵塞（油泥和胶脂体）还有部分回油孔被轴承外环掩盖和没有回油孔等原因造成的。解决漏油故障的根本措施，应立足于解堵而非封堵，“封堵”不仅堵不住，还掩盖了机械事故的隐患。
一、减速箱漏油的现象及危害
油田在用的抽油机减速箱漏油问题长期存在，一直困扰着设备管理给维护人员。为了避免因漏油故障造成抽油机停车的发生，特别是避免在冬季故障高发时期的设备故障，必须要下功夫解决这个老大难的问题。我们经过三年多时间的调研探索分析，以及实践探索，终于发现，造成漏油和停车故障根本原因是油道被油中杂质梗塞及抽油机动平衡失衡所致。只要将油道疏通调准设备的静动平衡漏油故障自然清除。我们在近几年时间里，对采油厂用这种技术检修的抽油机，经近一年以上时间的运行，再未发生过漏油和停车故障，充分证明了排除油泄漏故障应立足于解堵而非封堵，“封堵”不仅不能堵住漏点，还会掩盖了机械事故的隐患现象，造成不必要的损失。
二、故障的主要原因分析和采取措施
从整个流程上，我们不难看出该系统属于非强制型循环，因为仅靠1 公分（油道高度）液位差进行流动，液体流动的压力不足以推动油的及时通畅地流动。根据对设备油循环流程的分析，我们对油的流动和过程有了进一步的了解，首先，设在机壳的刮油片从旋转的齿轮上收取油流经进油道) ，进入轴承室使轴承得到和冷却，热油经回油道返回油池进行降温。现在普遍使用的是粘稠度较高的齿轮油，到冬季时粘度更高，流动性能下降更为明显，加上常年使用，油中所产生的杂质（油、泥、水）淤积使油道逐渐变窄导致梗塞断流，当进油道被堵时，轴承得不到和散热，磨损逐渐升级至烧毁导致抱轴仃车故障。当进油道发生冰堵时除使油道断流外，机盖与机箱结合面发生变形导致油泄漏。当输入轴进油道发生梗塞或冰冻时，因为轴的转速较快，造成的停车故障率就会较高。
当回油道梗塞时，轴承室油液位升至轴水平下边缘位置，在近4.5~11公分液位差作用下油顺轴表面通过迷宫密封和防尘密封压板（胶圈）一滴一滴的排除箱外，这是产生漏油的根本原因。
由于减速箱漏油的原因，是油道堵塞。经过对减速箱漏油的各现场进行分析，可以排查出造成油道堵塞的根本原因是：l 、油久未更换，产生杂质（有机、无机）过量；2 、油内含水过多，箱盖密封不严，呼吸孔开度过大，冬季油道结冰凌；3 、油质太差，冬季出现类似沥清体状况；4 、设备除在大修时清理油道而外，于工作现场重未清理过油道。
其于以上的述情况，解决油泄漏重要是“通”而非“堵”（封），只要油道畅通，泄漏问题自然得到解决。
在大修厂掀开大盖，疏通和重建油道较为容易，而在现场施工在不掀开大盖的前提下，必须采用特殊工艺。起初采用液压注射（用齿轮油作介质）法。此法行之有效但危险，稍有不慎易伤人和污染环境；负压吸吮和软管置入法较为安全可靠但旅较慢。
三、减速箱维修和维护的要点
1.要注意安全，停抽位置置于上上点，即配零块处于最高点与地面垂直，勒紧手刹车，防止游车。
2.是要停车后立即拉开电闸刀。
3.停抽时间不能超过120 分钟，防止卡井、翻车。
四、其它原因引发的故障分析
实践中发现：抽油机静、动水平失衡时；运动部位包括游梁、齿轮、轴承和井口、抽油杆等全面磨损，最突出的征象减速箱输出轴一端一股一股的向外穿油。另一端油供应不足轴承不良（与油道无关）。主要原因抽油机不平衡，首先用水平仪调整抽油机静水平度并以井口定中。通常静水平调好后动平衡自然好转，一旦动平衡仍然失衡，可确定是地基础不牢固未按设计标准建筑，这种情况应由矿建地面设施维修部门进行场地整改。
五、抽油机减速机维修和维护
在安装过程中，往减速机箱内的油池中的两个螺栓孔注剂。剂型号150#是用于夏季的极压齿轮油，120#是用于冬季的极压齿轮油。万一极压油紧缺，引挚油50#（用于夏季的）和40#（用于冬季的）可以作为代替。
1.新使用的减速机，操作24小时后系紧固定物，7天操作后再系紧，30天后再系紧。
2.正常操作下，检查减速机，轴承盖上轴和密封面，减速箱接触表面，油放出口的堵塞是否有油溢出，并检查系紧部件有无松开。
3.新操作6个月后，清理减速机内部，替换油。
4.正常操作下维护减速机。根据实际工作情况，在6-12个月后，使用者需全盘维护一次。包括：打开检查孔盖，检查每个齿轮组的磨损情况，观察分析油。如果剂变质，需全部放掉，用轻质油完全清理，注入新油。如果减速机没有立即运作，抽油机在至少10分钟内运作，以确保护油膜在齿轮表面及轴承上形成了。