壓力機飛輪振動故障分析方法

侯志棟，李 統

（長城汽車股份有限公司 生產技術開發中心，河北 保定 071000）

本文以公司應用的某壓力機飛輪振動問題解決過程為案例，結合測試分析過程，提出飛輪振動問題分析解決方法。

1 故障概述

壓力機為J39C-500D落料壓力機，在生產運行過程中發現壓力機橫梁晃動問題，經現場人員測量，水平方向振幅約10mm。進一步檢查發現壓力機在離合器主動盤與從動盤脫開狀態下，飛輪空運轉時壓力機橫梁無明顯晃動；而在離合器主動盤與從動盤結合狀態下，即帶滑塊運行時，飛輪出現軸向竄動現象，同時壓力機橫梁晃動明顯。因此，分析飛輪竄動為壓力機橫梁晃動的主因，特對飛輪振動問題展開分析處理。

2 故障分析

針對飛輪振動問題組織技術人員進行研究，進行了以下方面的檢測。

2.1 飛輪的圓跳動測試

在離合器主動盤與從動盤脫開狀態下，通過人工轉動飛輪，測試結果如表1所示，結果顯示在低速狀態下檢驗合格。

表1 飛輪人工轉動測試結果

2.2 飛輪動態平衡測試

在離合器主動盤與從動盤脫開狀態下，通過振動測試儀對J39C-500D型號落料壓力機的飛輪進行動平衡測試，結果如表2所示。結果顯示在高速狀態下檢驗合格，壓力機橫梁無明顯晃動。

表2 飛輪動平衡測試結果

以上測試結果與前期觀察結果相吻合，表明壓力機在離合器主動盤與從動盤松開狀態下運行與壓力機橫梁晃動關系不大，需要對離合器主動盤與從動盤結合狀態下的壓力機運行情況進行測試。

2.3 小皮帶輪支承座振動測試

測試方法：采用振動加速度傳感器，測量小皮帶輪支撐座靠近主電機出軸一側的豎直、水平、軸向的振動加速度，小帶輪支承座測點位置如圖1所示。

測試工況：壓力機工作過程，壓力機開連續45spm。

圖1 小帶輪支承座測點布置位置示意圖

2.3.1 小帶輪支承座三向振動加速度分析

2.3.1.1 振動烈度（表3）

測試結果顯示：結構的振動烈度不大。

2.3.1.2 回轉基頻與其諧波

在壓力機開連續45spm的工作過程，根據壓力機的齒輪傳動比i2=145/26，可以求得飛輪/高速軸的實際轉速n：

飛輪/高速軸回轉頻率：fr≈4.18Hz

（1）各測點均存在顯著的飛輪/高速軸回轉基頻成分，特別是有顯著的2×/3×及高次諧波頻率成分。①壓力機開約45spm連續，實際工作過程，飛輪回轉頻率約為4.18Hz；由圖2可知，4.18Hz及其倍頻構成速度譜主要的峰值。②側向振動比豎向和軸向大，而且諧波非常多；軸向的諧波比豎向的多。

（2）電機及齒輪頻率。壓力機開約45spm連續工作，根據壓力機的齒輪傳動比i2=145/26以及帶傳動比i1=185/38，求得飛輪電機的實際轉速n：

電機回轉頻率約為：f≈20.4Hz

高速級齒嚙合頻率為fm=N×fr

從速度譜中可以看到有齒輪振動諧波成分，說明飛輪振動對齒輪嚙合有一定影響。

2.4 原因分析

各測點均存在顯著的飛輪/高速軸回轉基頻成分，特別是有顯著的2×/3×及高次諧波頻率成分。根據參考文獻[1]中所列的分析原因，可以得出如下結論：

（1）進一步驗證振動原因與飛輪動平衡問題的關系可能性不大；

（2）軸承游隙、松動的可能性較大；

（3）尚且不能排除軸承問題的可能性；

經最終拆除飛輪測量檢查確認軸承游隙超差。

3 小結

分析解決壓力機飛輪振動問題，本文建議：首先分別測試飛輪靜態平衡及動態平衡，確認是否為飛輪本身質量不平衡引起。如排除此因素則可對小帶輪支承座加速度做基本的時域波形分析和譜分析，分析各振動信號的飛輪回轉頻率成分及其各階諧波，以此判斷是否為飛輪裝配不良問題。

表3 振動烈度測量記錄表

圖2 小皮帶輪支撐座三向速度譜

圖3 小皮帶輪支撐座三向速度譜

參考文獻：

[1] 屈梁生，何正嘉，編著.機械故障診斷學[M].上海：上?？茖W技術出版社，1986.