泰興減速機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家泰強(qiáng)減速機(jī)2019年9月22日訊 干熄焦提升機(jī)是干熄焦裝焦系統(tǒng)的獨(dú)有的、關(guān)鍵的工藝設(shè)備。它負(fù)裁大，起停機(jī)頻繁，工況不平穩(wěn)。泰興減速機(jī)齒輪箱的減速比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)有一副行星齒輪系，給監(jiān)測(cè)與診斷工作帶來極大的困難。本文詳述了行星齒輪系的傳動(dòng)原理，計(jì)算出了齒輪箱的各軸轉(zhuǎn)頻及齒輪的嚙合頻率，并提出了適用于提升機(jī)減速箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法。

關(guān)鍵詞：提升機(jī) 行星齒輪系 狀態(tài)監(jiān)測(cè)

干熄焦提升機(jī)是把需要于熄的紅焦運(yùn)送到干洗槽的專用設(shè)備。它的主要用途是將運(yùn)送至提升井架下裝滿紅焦的焦罐提升到塔頂，并沿設(shè)置在干焦槽上方的軌道上行走，將紅焦罐運(yùn)到設(shè)定的干洗槽裝入料斗上方，再將紅焦罐緩慢卷下座在該料斗上。焦罐底部閘門自動(dòng)打開，將紅焦裝入干洗槽內(nèi)；裝焦完成后，再將紅焦罐卷起，走行到提升機(jī)卷塔將空焦罐卷下送回到運(yùn)載車上，送去接焦。

提升機(jī)是干熄焦裝焦系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝設(shè)備。其功能是按程序?qū)⒊酂峒t焦投入熄焦?fàn)t。工作條件是：每天運(yùn)行時(shí)間t>21h／d。運(yùn)行負(fù)載100％、75％，各占運(yùn)行時(shí)間之半，只有這兩種，沒有?？哲嚒?。按現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》劃分，應(yīng)在特重級(jí)(M8)范疇。粗略劃分，提升機(jī)是橋式起重機(jī)這一大類。但是，它是由微機(jī)控制、無人駕駛又要嚴(yán)格按程序運(yùn)行、精確定位、自動(dòng)抓取(提起)、放下(松鉤、脫鉤)的一種特殊結(jié)構(gòu)、特定功能的全自動(dòng)室外鉗取式橋式吊車，是干熄焦獨(dú)有、專用的關(guān)鍵設(shè)備。

提升機(jī)的的工作特點(diǎn)是起停機(jī)頻繁、工況不穩(wěn)定、負(fù)載大，減速機(jī)齒輪需要承受較大的負(fù)荷。減速機(jī)齒輪一旦出現(xiàn)故障，致使煉焦系統(tǒng)癱瘓。造成非計(jì)劃停機(jī)，給企業(yè)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)損失。

提升機(jī)由四臺(tái)功率相同的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)是西門子公司的鼠籠式三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。額定功率：335 x4kW；額定轉(zhuǎn)速：743r／rain。此電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制和變速功能。電動(dòng)機(jī)和泰興減速機(jī)參數(shù)見表1。

減速機(jī)是中國太原重工生產(chǎn)。型號(hào)：A5918810100；輸入轉(zhuǎn)速：743rpm；功率：315×4；傳動(dòng)比：63．37／31．685。此減速箱為六級(jí)減速，可以實(shí)現(xiàn)較高的傳動(dòng)比和承受較大的轉(zhuǎn)矩。1、2電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)第一級(jí)齒輪，經(jīng)過一次減速之后，與3、4電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的太陽輪形成差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)輪系。行星輪公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為第三級(jí)輸出轉(zhuǎn)速。然后再經(jīng)過三次減速，輸出轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)滾筒。第三級(jí)的行星輪系．不但具有行星輪系的優(yōu)點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比功能，可以實(shí)現(xiàn)63．37／31．685兩檔不同傳動(dòng)比的切換。實(shí)現(xiàn)方式是，當(dāng)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)都在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)的行星輪系為差動(dòng)行星輪，減速機(jī)的傳動(dòng)比為31．685。當(dāng)1、2電動(dòng)機(jī)和3、4電動(dòng)機(jī)其中任何一組停止運(yùn)轉(zhuǎn)，另外一組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減速機(jī)的傳動(dòng)比變?yōu)?3．37．在I、2電動(dòng)機(jī)或者3、4電動(dòng)機(jī)有一組有故障時(shí)。另一組可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成提升和下降功能。減速機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖照片如圖1所示。

行星輪傳動(dòng)有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比較大、運(yùn)行平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此行星齒輪現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重機(jī)械、輕工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。

當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)．如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)．即在該齒輪系中。至少具有一個(gè)做行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，此輪系稱為行星輪系。

行星輪系傳動(dòng)按其自由度的數(shù)目可以分為兩種：①簡單行星輪傳動(dòng)，具有一個(gè)自由度(w=I)的行星齒輪傳動(dòng)。如圖2所示。對(duì)于簡單行星齒輪傳動(dòng)，只需要知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)便可以確定。②差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)．具有兩個(gè)自由度(w=2)的行星齒輪傳動(dòng)，即它是具有三個(gè)可動(dòng)外接構(gòu)件的行星輪系，如圖3所示。對(duì)于差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)。必須給定兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件后。其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)才能確定。

差動(dòng)行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法不同于定軸輪系，但它們之間又具有內(nèi)在聯(lián)系。我們對(duì)圖4所示的行星輪系加上一個(gè)大小為nw。而方向與n”相反的公共轉(zhuǎn)速時(shí)，齒輪l和3的轉(zhuǎn)速分別變成n．一n。和n，一n。，而行星架的轉(zhuǎn)速變?yōu)?，即行星架H變?yōu)楣潭ú蛔兞恕＿@樣便把行星輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系．于是可以將求定軸輪系傳動(dòng)比的方法應(yīng)用于轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。根據(jù)齒輪傳動(dòng)的線速度相等，可有

5.1減速機(jī)的振動(dòng)測(cè)試面臨的困難

泰興減速機(jī)的1一12測(cè)點(diǎn)分布如圖1所示。測(cè)點(diǎn)選擇在各軸的兩端軸承座上。每個(gè)測(cè)點(diǎn)要測(cè)試垂直、水平、軸向三個(gè)方向上的振動(dòng)值，測(cè)試參數(shù)選擇位移、速度、加速度值。測(cè)試傳感器是加速度傳感器．磁座連接。測(cè)試儀器為榮知公司的便攜式雙通道測(cè)振儀，最低可分辨頻率為2Hz。

對(duì)提升機(jī)減速機(jī)的監(jiān)測(cè)工作面臨以下困難：

①提升機(jī)的工作特點(diǎn)是起停車頻繁、變轉(zhuǎn)速、變載荷。一個(gè)工作周期要經(jīng)歷低速負(fù)載提升，高速負(fù)載提升，機(jī)架平移，低速負(fù)載下降，低速空載提升，高速窄載下降六種工況。提升機(jī)在高速提升狀況時(shí)，齒輪傳動(dòng)所承受的力矩最大，振動(dòng)也是最大，故障信號(hào)表現(xiàn)最明顯，所以選擇提升機(jī)在高速負(fù)載提升狀況時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的可比性。每一個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)都要在此工況下采集。

②測(cè)點(diǎn)多，減速機(jī)為六級(jí)減速。共12個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)要測(cè)三個(gè)方向。如果每個(gè)測(cè)點(diǎn)都要在相同工況下采集數(shù)據(jù)，需要花費(fèi)很長的時(shí)間來完成數(shù)據(jù)采樣工作。

③減速機(jī)傳動(dòng)比較大，輸入轉(zhuǎn)速為743r／rain，末尾軸的軸轉(zhuǎn)頻為0．4I-Iz，要采集低頻信號(hào)，提高采樣信號(hào)的分辨率，對(duì)測(cè)試儀器的軟硬件有較高的要求。

④在采樣過程中，由于受到的外界的干擾比較多，信號(hào)中噪聲較多，有用的信號(hào)往往會(huì)淹沒其中，給后面的信號(hào)特征提取工作帶來很大的困難。

綜上所述，在對(duì)提升機(jī)減速機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，如何節(jié)約時(shí)間，提高監(jiān)測(cè)效率、提高采集信號(hào)的信噪比等方面，都面臨著較大的困難。

5.2狀態(tài)監(jiān)測(cè)的解決方案

為了解決上面所提到的各種困難，充分發(fā)揮雙通數(shù)采儀的作用，放棄了常規(guī)的采樣方法，采用總值趨勢(shì)和長時(shí)域波形這兩種方法監(jiān)測(cè)泰興減速機(jī)。

(1)總值趨勢(shì)通過總值趨勢(shì)的變化圖可以觀察設(shè)備振動(dòng)的瞬態(tài)變化過程，便于現(xiàn)場(chǎng)分析設(shè)備振動(dòng)的變化過程。采樣間隔設(shè)置成4s，即每隔四秒鐘采一個(gè)數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)全部顯示出來，通過總值的變化情況，來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。

圖5為五測(cè)點(diǎn)垂直方向的宗旨趨勢(shì)圖。從圖中可以看出設(shè)備運(yùn)行一個(gè)工作周期的振動(dòng)情況。在圖中靠后端，振動(dòng)值普遍較大，這時(shí)的工況為提升機(jī)快速提升階段。最大值為2．56mm／s，說明設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。圖中其他偶爾出現(xiàn)的較大振動(dòng)值，是由于提升機(jī)在起停瞬間產(chǎn)生較大的振動(dòng)。

(2)長時(shí)域波形長時(shí)域波形方法適用于設(shè)備的瞬態(tài)過程的數(shù)據(jù)采集。它具有很強(qiáng)的時(shí)域信號(hào)的采集能力，具有較高的分辨率。長時(shí)域波形功能可以把泰興減速機(jī)一個(gè)工作周期的數(shù)據(jù)采集下來，然后再上傳到上位機(jī)軟件中，進(jìn)行詳細(xì)的回放分析。

監(jiān)測(cè)行星輪系的振動(dòng)情況時(shí)，選擇速度和加速度兩種參數(shù)。圖5是五測(cè)點(diǎn)軸向負(fù)載提升工況下的采集的長時(shí)域波形。通過波形，可以明顯地識(shí)別出減速機(jī)的工況。長時(shí)域波形記錄的數(shù)據(jù)，上傳到上位機(jī)軟件中，進(jìn)行時(shí)域波形分析、頻譜分析、包絡(luò)分析，進(jìn)行精密診斷，判斷減速機(jī)行星輪系的運(yùn)行狀況．進(jìn)行故障診斷。

圖6為五測(cè)點(diǎn)軸向長時(shí)域波形記錄的提升機(jī)在不同工況下的振動(dòng)情況，在波形中明顯地可以看出提升機(jī)在快速提升階段的振動(dòng)值較大，圖6中兩個(gè)豎線之間的數(shù)據(jù)長度為8K的數(shù)據(jù)．所以選擇快速提升階段的某段數(shù)據(jù)進(jìn)行精密分析．然后再進(jìn)行時(shí)域波形、頻譜、包絡(luò)解調(diào)等精密分析。圖7所示的是截取8K數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)域波形，圖8所示的是8K數(shù)據(jù)的頻譜。

干熄焦提升機(jī)減速機(jī)行星輪系由于工況的特殊性，對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷存在很多的困難，本文試著從采集總值趨勢(shì)和長時(shí)域波形的監(jiān)測(cè)方法人手，通過總值趨勢(shì)中的最大振動(dòng)值判斷設(shè)備是否正常；通過長時(shí)域波形完整記錄減泰興減速機(jī)各工況下的數(shù)據(jù)，然后再通過時(shí)域波形、頻譜、包絡(luò)等分析方式進(jìn)行精密診斷，盡早的發(fā)現(xiàn)行星輪系的故障，確保提升機(jī)減速機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)．對(duì)企業(yè)維持正常生產(chǎn)、降低維修成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有深遠(yuǎn)的意義。