行業(yè)新聞|2025-06-30| 深圳維動自動化
行星減速機(jī)產(chǎn)生高頻振動的原因較為復(fù)雜,可能涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)、安裝調(diào)試、運(yùn)行工況等多個維度。以下從不同角度詳細(xì)分析高頻振動的常見誘因及作用機(jī)理:
一、機(jī)械部件異常引發(fā)的高頻振動
1. 齒輪嚙合問題
齒輪加工精度不足:齒輪齒形誤差(如齒廓偏差、螺旋線偏差)或齒距誤差會導(dǎo)致嚙合時產(chǎn)生周期性沖擊,當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時,沖擊頻率與齒輪嚙合頻率(f = n × z / 60),n為轉(zhuǎn)速,z為齒數(shù)疊加,形成高頻振動。
齒輪磨損或損傷:齒面磨損、點(diǎn)蝕、裂紋會破壞嚙合精度,導(dǎo)致嚙合剛度周期性變化,引發(fā)高頻振動(典型頻率為齒輪嚙合頻率及其倍頻)。
齒輪間隙(背隙)不當(dāng):間隙過小會導(dǎo)致嚙合摩擦加劇,間隙過大則在換向或負(fù)載突變時產(chǎn)生沖擊,兩種情況均可能激發(fā)高頻振動。
2. 軸承故障
軸承磨損或損壞:滾動體、滾道或保持架的磨損、剝落會產(chǎn)生高頻沖擊振動(如深溝球軸承故障頻率通常在數(shù)千赫茲),尤其是高速運(yùn)轉(zhuǎn)時更為明顯。
軸承安裝不當(dāng):過緊或過松的安裝會導(dǎo)致軸承變形或游隙變化,破壞滾動體的均勻滾動,產(chǎn)生高頻振動。
3. 轉(zhuǎn)子不平衡
減速機(jī)輸入軸或齒輪軸的動平衡不良(如制造誤差、裝配時零件偏重、長期運(yùn)行后積垢),旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力周期性變化,引發(fā)與轉(zhuǎn)速相關(guān)的高頻振動(頻率為轉(zhuǎn)速的1倍頻、2倍頻等)。
二、安裝與裝配誤差導(dǎo)致的振動
1. 同軸度偏差
電機(jī)與減速機(jī)、減速機(jī)與負(fù)載之間的聯(lián)軸器同軸度超過允許范圍(通?!?.05mm),會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生附加彎矩,引發(fā)高頻振動(典型頻率為轉(zhuǎn)速的2倍頻)。
2. 基礎(chǔ)或固定松動
減速機(jī)安裝底座剛性不足或固定螺栓松動,運(yùn)行時產(chǎn)生共振,將機(jī)械振動放大,尤其是高頻成分更容易被激發(fā)。
3. 聯(lián)軸器故障
彈性聯(lián)軸器老化、破損或剛性聯(lián)軸器對中不良,會在傳動過程中產(chǎn)生沖擊和高頻振動,尤其在高速工況下更為顯著。
三、電氣與驅(qū)動系統(tǒng)影響
1. 電機(jī)電磁振動
三相電機(jī)電流不平衡、定子繞組故障或電磁設(shè)計(jì)缺陷,會導(dǎo)致電磁力不均勻,產(chǎn)生與電源頻率相關(guān)的高頻振動(如50Hz電網(wǎng)下的100Hz、150Hz等倍頻)。
2. 變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)
變頻器載波頻率過高(如超過10kHz)可能引發(fā)電機(jī)高頻諧波振動;速度環(huán)或電流環(huán)參數(shù)調(diào)試不合理,會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)滯后或振蕩,產(chǎn)生高頻振動。
3. 負(fù)載突變或波動
負(fù)載突然變化(如間歇性沖擊負(fù)載)或傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量不匹配,會導(dǎo)致減速機(jī)扭矩波動,激發(fā)齒輪嚙合高頻振動。
四、潤滑與散熱問題
1. 潤滑不良
潤滑油不足、型號錯誤或污染會導(dǎo)致齒輪或軸承摩擦加劇,產(chǎn)生高頻摩擦振動(如軸承缺油時的“嘶嘶”聲伴隨高頻振動)。
2. 散熱不足
長時間高負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致油溫過高,潤滑油黏度下降,潤滑效果惡化,部件熱變形加劇,進(jìn)而引發(fā)高頻振動。
五、設(shè)計(jì)與工況匹配問題
1. 固有頻率共振
減速機(jī)某部件(如齒輪箱殼體、軸系)的固有頻率與運(yùn)行時的激勵頻率(如齒輪嚙合頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率)接近,引發(fā)共振,表現(xiàn)為高頻振動幅值顯著增大。
2. 選型不當(dāng)
減速機(jī)額定扭矩、轉(zhuǎn)速與實(shí)際負(fù)載不匹配(如過載或超速運(yùn)行),導(dǎo)致部件承受超出設(shè)計(jì)范圍的應(yīng)力,產(chǎn)生高頻振動。
3. 環(huán)境振動傳導(dǎo)
周邊設(shè)備(如大型電機(jī)、壓縮機(jī))的高頻振動通過基礎(chǔ)傳導(dǎo)至減速機(jī),加劇其振動水平。
總結(jié)與排查方向
高頻振動的排查需結(jié)合振動頻譜分析(如通過頻譜儀檢測峰值頻率),優(yōu)先檢查機(jī)械部件精度(齒輪、軸承)、安裝同軸度、潤滑狀態(tài)及驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)。對于復(fù)雜工況,可通過模態(tài)分析確定系統(tǒng)固有頻率,避免與激勵頻率耦合。若發(fā)現(xiàn)振動異常,建議及時停機(jī)檢修,避免部件進(jìn)一步損壞。
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