船用齿轮箱离合器摩擦片烧损变形故障诊断
船用齿轮箱按传递速度比不同分为减速和增速齿轮箱,减速齿轮箱广泛用于近 / 远海船舶、工程船、客货船、渔业船以及警用艇、军用舰船等,而增速齿轮箱多见于具有对外消防功能的多用途工作船、救助船、拖轮等,都是船舶工业的重要关键设备。
齿轮箱离合器失效故障主要发生在船舶动力顺车及倒车合排过程中,常见故障现象主要分为摩擦片打滑、摩擦片烧坏、离合器不动作等。
船用齿轮箱概况综述
该增速齿轮箱结构上主要包括前端1根输入轴通过高弹与主机自由端连接,后端1根输出驱动轴连接消防泵。
运行时,齿轮箱机带油泵通过溢流阀向支撑轴承和齿轮啮合处提供润滑和冷却用油,系统油经过壳管式油冷却器被海水循环冷却;
合排时,系统油经过调压阀阀组向离合器提供工作压力油使摩擦片啮合从而驱动消防泵。
内置的离合器采用液压湿式多片式,离合器盘由钢铁和烧结青铜制成,其冷却油量通过离合器冷却油流量计中的针型阀来调整。
离合器压盘则采用代用钢和高耐磨烧结金属做成,离合器能够根据离合器压盘的磨损限度进行自我调节。
离合器的合 / 脱排操作由电磁控制阀组控制,而系统的工作油压则由溢流阀和压力控制阀调整和设定。
船用齿轮箱故障诊断现状
船用齿轮箱作为船舶传递动力的关键设备,确保其工况长期稳定正常运转是船舶航行安全和有效发挥设备功能性的重要保障。
一般来讲,船用齿轮箱离合器故障诊断主要从机理成因、信号处理、诊断方法 3 个方面进行研究。
任何故障诊断都需要进行机理成因分析,该分析方法能将故障在装置设计阶段初期就消除。
从设计制造角度对装置故障现象及成因进行分析可知,导致齿轮箱离合器故障的主要因素有制造误差、配合不当、过载运行等。
根据相关数据可知,我国船用齿轮箱中齿轮、轴承及离合器的失效占比分别为60%、19%、10%,由此可知,齿轮、轴承及离合器故障是导致船用齿轮箱失效故障的主要原因。
随着各类信号处理技术的发展,船用设备振动信号的分析与处理技术水平也在逐年提高。
随着FFT分析方法的出现,船用设备运行参数等信号分析手段得到进一步发展。
船用设备检维修技术人员开始采用分辨率较高的现代谱分析法代替传统分析法,小波分析法是目前船舶设备检维修技术人员分析船用设备故障时较为常用的一种新型分析方法,该方法的优点在于能对船用设备运行中某一特殊频段信号进行去噪,消除干扰然后对该信号做出精准分析。
船用齿轮箱离合器的工作状态是影响齿轮箱运行工况的主要因素,在故障分析时需要对齿轮箱运行工况进行识别,按其规律对齿轮箱结构部件进行分类,也就是在分类过程中对齿轮箱运行工况进行识别。
常见的诊断方法主要有贝叶斯分类法、模型分析法、信息距离判别法等,上述方法均是从检测齿轮箱运行工况为切入点,采用齿轮箱某一正常工况的特征矢量为标准,再将分类结果与之对比,即可完成对船用齿轮箱离合器的故障诊断。
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