一、邊帶能量率作用描述
眾所周知，齒輪箱用于改變速度和傳動方向。所有這些通過各個轉(zhuǎn)子上的齒輪嚙合來完成，每一對旋轉(zhuǎn)嚙合的齒輪在相互作用中將會產(chǎn)生齒輪嚙合頻率GMF及其諧頻2XGMF和3XGMF等。一對齒輪副在嚙合過程中不僅會產(chǎn)生齒輪嚙合頻率及其諧頻，還會有該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)頻，即1X。齒輪嚙合頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻相互調(diào)制，便在齒輪嚙合頻率兩側(cè)產(chǎn)生兩個新頻率的信號，即GMF+1X與GMF-1X,因為新的頻率分別列于中心頻率GMF兩側(cè)，因此稱這兩個新的頻率為邊帶頻率，簡稱邊帶。
邊帶在嚙合狀況良好的齒輪副中通常很小，如果明顯的齒輪故障，如出現(xiàn)磨損、點蝕、斷齒等故障，邊帶的幅值會增長，有時甚至會超過中心頻率，如下圖所示：
邊帶也不止一對，當故障如磨損逐漸發(fā)展時，邊帶數(shù)量也會增多，形成邊帶束，見下圖所示：
邊帶能量率正式基于多個邊帶能量與中心頻率能量的相互比較來判斷齒輪是否存在嚙合故障，SER指數(shù)越高，說明齒輪嚙合狀態(tài)越差。
二、案例問題分析
本例中的齒輪箱是風力發(fā)電機組的齒輪箱，該齒輪箱為1級行星+2級平行布置。問題出現(xiàn)在中間級嚙合的齒輪，如黃色框中所示：
當追蹤該位置的振動時，其振動趨勢很平穩(wěn)與其它機組相比，幅值也不高，在1g至1.3g上下，如下圖所示：
第2平行級振動趨勢圖
因為該機組只是從6月份開始進行監(jiān)測，以前的數(shù)據(jù)無從對比。所以最好的方式是進行相同型號機組之間的比較。當檢查其各個參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)其2XGMF(藍色曲線)與3XGMF(棕色曲線)兩側(cè)的邊帶能量率比其它機組更大，參考下面的圖形:
第2平行級邊帶能量率趨勢圖
SER指數(shù)達到6，而檢查其它機組第2平行級的SER數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)基本在2以下，如下圖所示：
其它機組第2平行級邊帶能量率趨勢圖
再結(jié)合頻譜進行分析，如下面的高分辨率頻譜圖所示，可以發(fā)現(xiàn)在2XGMF兩側(cè)存在大量的邊帶束，而且幅值很高。
第2平行級高分辨率頻譜圖
三、檢查結(jié)果
從6月19日至21日用戶對齒輪箱通過內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)中間軸小齒輪齒斷了，有些齒還有裂紋。如下所示，用戶附上了檢查結(jié)果及齒輪損壞照片。
四、處理驗證
用戶在2017年7月24日至8月1日對中間軸小齒輪進行更換處理，隨后開機運行，檢查第2平行級SER指數(shù)，此時指數(shù)明顯低于齒輪更換前，見下圖紅色框中趨勢值。
第2平行級邊帶能量率維修前后趨勢圖
綜述，當齒輪箱中齒輪出現(xiàn)故障時，有時振動通頻值并沒有明顯的變化，但此時不意味著設(shè)備沒有問題，需要仔細觀察SER指數(shù)的大小變化，該指數(shù)對反映齒輪嚙合問題很靈敏，通常能夠及時指出齒輪嚙合存在的問題。
（轉(zhuǎn)載）
