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          泰兴减速机

          泰兴减速机:提升机减速箱行星齿轮的传动分析及状态监测

          发布时间:2019-09-22 19:30:00 点击:

            泰兴减速机专业生产厂家泰强减速机2019年9月22日讯 干熄焦提升机是干熄焦装焦系统的独有的、关键的工艺设备。它负裁大,起?;捣?,工况不平稳。泰兴减速机齿轮箱的减速比较大,结构复杂,内有一副行星齿轮系,给监测与诊断工作带来极大的困难。本文详述了行星齿轮系的传动原理,计算出了齿轮箱的各轴转频及齿轮的啮合频率,并提出了适用于提升机减速箱状态监测的方法。


            关键词:提升机 行星齿轮系 状态监测


            1、概述


            干熄焦提升机是把需要于熄的红焦运送到干洗槽的专用设备。它的主要用途是将运送至提升井架下装满红焦的焦罐提升到塔顶,并沿设置在干焦槽上方的轨道上行走,将红焦罐运到设定的干洗槽装入料斗上方,再将红焦罐缓慢卷下座在该料斗上。焦罐底部闸门自动打开,将红焦装入干洗槽内;装焦完成后,再将红焦罐卷起,走行到提升机卷塔将空焦罐卷下送回到运载车上,送去接焦。


            提升机是干熄焦装焦系统的关键工艺设备。其功能是按程序将赤热红焦投入熄焦炉。工作条件是:每天运行时间t>21h/d。运行负载100%、75%,各占运行时间之半,只有这两种,没有??粘怠?。按现行《标准》划分,应在特重级(M8)范畴。粗略划分,提升机是桥式起重机这一大类。但是,它是由微机控制、无人驾驶又要严格按程序运行、精确定位、自动抓取(提起)、放下(松钩、脱钩)的一种特殊结构、特定功能的全自动室外钳取式桥式吊车,是干熄焦独有、专用的关键设备。


            提升机的的工作特点是起?;捣?、工况不稳定、负载大,减速机齿轮需要承受较大的负荷。减速机齿轮一旦出现故障,致使炼焦系统瘫痪。造成非计划?;?,给企业产生很大的经济损失。


            2、提升机减速机的结构及工作原理


            提升机由四台功率相同的电动机驱动,电动机是西门子公司的鼠笼式三相交流感应电动机。额定功率:335 x4kW;额定转速:743r/rain。此电动机可以实现正反转控制和变速功能。电动机和泰兴减速机参数见表1。


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            减速机是中国太原重工生产。型号:A5918810100;输入转速:743rpm;功率:315×4;传动比:63.37/31.685。此减速箱为六级减速,可以实现较高的传动比和承受较大的转矩。1、2电动机带动第一级齿轮,经过一次减速之后,与3、4电动机带动的太阳轮形成差动行星齿轮传动轮系。行星轮公转转速为第三级输出转速。然后再经过三次减速,输出转轴驱动卷扬滚筒。第三级的行星轮系.不但具有行星轮系的优点,还可实现变传动比功能,可以实现63.37/31.685两档不同传动比的切换。实现方式是,当四台电动机都在运转时,此时的行星轮系为差动行星轮,减速机的传动比为31.685。当1、2电动机和3、4电动机其中任何一组停止运转,另外一组运转时,减速机的传动比变为63.37.在I、2电动机或者3、4电动机有一组有故障时。另一组可以继续运转,完成提升和下降功能。减速机结构简图照片如图1所示。


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            3、行星轮系传动原理


            行星轮传动有体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大、传动效率高、传动比较大、运行平稳、抗冲击和振动的能力较强等优点,因此行星齿轮现已广泛应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重机械、轻工机械、机床、机器人等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率,而且在低速大转矩的传动装置上也已获得了应用。

            当齿轮系运转时.如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定,而绕着其他齿轮的几何轴线旋转.即在该齿轮系中。至少具有一个做行星运动的齿轮,此轮系称为行星轮系。


            行星轮系传动按其自由度的数目可以分为两种:①简单行星轮传动,具有一个自由度(w=I)的行星齿轮传动。如图2所示。对于简单行星齿轮传动,只需要知道其中一个构件的运动后,其余各构件的运动便可以确定。②差动行星齿轮传动.具有两个自由度(w=2)的行星齿轮传动,即它是具有三个可动外接构件的行星轮系,如图3所示。对于差动行星齿轮传动。必须给定两个运动的构件后。其余构件的运动才能确定。



            差动行星轮系传动比的计算方法不同于定轴轮系,但它们之间又具有内在联系。我们对图4所示的行星轮系加上一个大小为nw。而方向与n”相反的公共转速时,齿轮l和3的转速分别变成n.一n。和n,一n。,而行星架的转速变为0,即行星架H变为固定不变了。这样便把行星轮系转化为定轴轮系.于是可以将求定轴轮系传动比的方法应用于转化机构。根据齿轮传动的线速度相等,可有


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            4、减速机齿轮特征频率的计算


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            5、行星轮系的状态监测


            5.1减速机的振动测试面临的困难


            泰兴减速机的1一12测点分布如图1所示。测点选择在各轴的两端轴承座上。每个测点要测试垂直、水平、轴向三个方向上的振动值,测试参数选择位移、速度、加速度值。测试传感器是加速度传感器.磁座连接。测试仪器为荣知公司的便携式双通道测振仪,最低可分辨频率为2Hz。


            对提升机减速机的监测工作面临以下困难:

            ①提升机的工作特点是起停车频繁、变转速、变载荷。一个工作周期要经历低速负载提升,高速负载提升,机架平移,低速负载下降,低速空载提升,高速窄载下降六种工况。提升机在高速提升状况时,齿轮传动所承受的力矩最大,振动也是最大,故障信号表现最明显,所以选择提升机在高速负载提升状况时测试数据。为了保证数据的可比性。每一个测点数据都要在此工况下采集。


            ②测点多,减速机为六级减速。共12个测点,每个测点要测三个方向。如果每个测点都要在相同工况下采集数据,需要花费很长的时间来完成数据采样工作。


            ③减速机传动比较大,输入转速为743r/rain,末尾轴的轴转频为0.4I-Iz,要采集低频信号,提高采样信号的分辨率,对测试仪器的软硬件有较高的要求。


            ④在采样过程中,由于受到的外界的干扰比较多,信号中噪声较多,有用的信号往往会淹没其中,给后面的信号特征提取工作带来很大的困难。

            综上所述,在对提升机减速机进行监测时,如何节约时间,提高监测效率、提高采集信号的信噪比等方面,都面临着较大的困难。


            5.2状态监测的解决方案


            为了解决上面所提到的各种困难,充分发挥双通数采仪的作用,放弃了常规的采样方法,采用总值趋势和长时域波形这两种方法监测泰兴减速机。


            (1)总值趋势通过总值趋势的变化图可以观察设备振动的瞬态变化过程,便于现场分析设备振动的变化过程。采样间隔设置成4s,即每隔四秒钟采一个数据,然后将采集到的数据全部显示出来,通过总值的变化情况,来判断设备的运行状况。


            图5为五测点垂直方向的宗旨趋势图。从图中可以看出设备运行一个工作周期的振动情况。在图中靠后端,振动值普遍较大,这时的工况为提升机快速提升阶段。最大值为2.56mm/s,说明设备运转正常。图中其他偶尔出现的较大振动值,是由于提升机在起停瞬间产生较大的振动。


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            (2)长时域波形长时域波形方法适用于设备的瞬态过程的数据采集。它具有很强的时域信号的采集能力,具有较高的分辨率。长时域波形功能可以把泰兴减速机一个工作周期的数据采集下来,然后再上传到上位机软件中,进行详细的回放分析。


            监测行星轮系的振动情况时,选择速度和加速度两种参数。图5是五测点轴向负载提升工况下的采集的长时域波形。通过波形,可以明显地识别出减速机的工况。长时域波形记录的数据,上传到上位机软件中,进行时域波形分析、频谱分析、包络分析,进行精密诊断,判断减速机行星轮系的运行状况.进行故障诊断。


            图6为五测点轴向长时域波形记录的提升机在不同工况下的振动情况,在波形中明显地可以看出提升机在快速提升阶段的振动值较大,图6中两个竖线之间的数据长度为8K的数据.所以选择快速提升阶段的某段数据进行精密分析.然后再进行时域波形、频谱、包络解调等精密分析。图7所示的是截取8K数据时的时域波形,图8所示的是8K数据的频谱。


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            6、结束语


            干熄焦提升机减速机行星轮系由于工况的特殊性,对其进行状态监测及故障诊断存在很多的困难,本文试着从采集总值趋势和长时域波形的监测方法人手,通过总值趋势中的最大振动值判断设备是否正常;通过长时域波形完整记录减泰兴减速机各工况下的数据,然后再通过时域波形、频谱、包络等分析方式进行精密诊断,尽早的发现行星轮系的故障,确保提升机减速机的正常运转.对企业维持正常生产、降低维修成本、提高企业的经济效益具有深远的意义。

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