减速箱振动、噪声对比测试报告
26-07-03
减速箱是各类工业传动系统的核心基础部件，其运行过程中的振动强度、噪声水平，是直接反映装配精度、内部啮合状态、整体可靠性的关键性能指标，也会直接影响下游设备的运行精度、作业舒适度与使用寿命。为精准评估不同改进方案、不同批次量产减速箱的实际表现差异，我们严格遵照通用机械传动部件的测试规范，搭建了专用测试台架，在统一转速、负载梯度下采集多组样本的振动、噪声实测数据开展横向比对，形成了这份完整的对比测试记录，可为后续产品优化、选型适配提供可靠的数据参考。
- 测试地点：徐工铲运装载车减速箱某车间
- 测试日期：2014年3月14日星期五晚
- 测试仪器：BVM-300-4M动态信号分析仪、HS5633A声级计
- 测试对象：徐工铲运装载车减速箱测试台
- 测试目的：通过对铲运装载车减速箱进行振动和噪声测试采集与分析，测试一台磨合好的 一台疑似有问题的 。为减速箱质量控制提供可靠的频谱依据。要做到频谱辨识率高、长周期、实时在线显示、自动量程等。
- 测试人员：张惠 陈梓君
- 测试过程描述：在徐工铲运装载车某减速箱测试台如图位置，放置震动传感器；声级计放置减速箱侧一米的水平位置。测试分三部分，一档1200 RPM、1500 RPM 、1600RPM；二档1200 RPM、1500 RPM 、1600RPM；倒档1200 RPM、1500 RPM 、1600RPM；总共磨合好的减速箱九组数据，疑似问题减速箱九组数据用来做对比。
对比数据一：磨合好设备一档1200转噪声频谱，一档1200转，两个设备对比噪声，上图为磨合好设备的频谱，下图为疑似问题设备的频谱。
疑似问题：设备一档1200转噪声频谱。
此时齿轮箱输入轴的啮合频率为1200×40÷60=800Hz.。上图可以看到磨合好设备在800Hz的噪声输出约为595mV，而疑似问题设备在800Hz的噪声输出约为3348mV..。两频谱图比较问题特征明显。800Hz处频谱的左右边带均为20Hz，即1200rpm，同时伴有1/2倍频程。故疑似问题设备的问题原因，我们怀疑为输入主轴的主齿轮可能有轻微的松动。
对比数据二：一档1200转 两个设备对比振动参数的频谱。
疑似问题设备一档1200水平振动频谱。
磨合好设备一档1200水平振动频谱。
从两个振动频谱图中看到：1200 Hz 和3600Hz都为80 Hz的1/2倍频。疑似有问题的设备其频谱中其1/2倍频及周边能量明显突出。进一步说明齿轮箱在1200rpm时，一级齿轮副的啮合有问题，特征中怀疑主轴齿轮在1200rpm时有轻微松动。
对比数据三：一档1500转两个设备对比噪声。
磨合好设备一档1500噪声频谱。
疑似问题设备一档1500噪声频谱。
在一档1500转时，在现场已听不到有明显的异样声音，但还存在高次谐波：轻微的倍频以及1/2倍频。噪声频谱中故障特征已不明显。
对比数据四：一档1500转 两个设备对比振动
磨合好设备一档1500水平振动频谱。
疑似问题设备一档1500水平振动频谱。
从上图看到：一档1500转 两个设备对比振动频谱数据时，疑似有问题的设备的啮合频率处的振值明显高于好的设备。疑似有问题的设备其频谱中其1/2倍频及周边能量线还较丰富，问题还是指向输入主轴的主齿轮可能有轻微的松动。。
对比数据：一档1600转 两个设备噪声频谱的对比：
疑似问题设备一档1600RPM噪声频谱。
磨合好设备一档1600RPM噪声频谱。
从上图看到：一档1600转 两个设备对比振动频谱数据时，疑似有问题的设备的啮合频率处的振值明显高于好的设备。对比数据：一档1600转 两个设备振动频谱的对比：
从下图看到：主轴啮合频率1066Hz，疑似有问题的设备的处的振值明显高于好的设备。同时边带丰富。问题特征明显。
对比数据五：2档1200转 两个设备对比噪声频谱：
疑似问题设备一档1600RPM水平振动频谱。
磨合好设备一档1600RPM水平振动频谱。
疑似问题设备二档1200噪声频谱。
磨合好设备二档1200噪声频谱。
疑似有问题的设备的啮合频率处的噪声水平明显高于好的设备。其他频率的特征值也高。
对比数据六：二档1200转 两个设备对比振动：
磨合好设备二档1200水平振动频谱。
疑似有问题的设备的啮合频率处的振动水平明显高于好的设备。
疑似问题设备二档1200水平振动频谱。
对比数据七：2档1500转 两个设备对比噪声频谱：
疑似问题设备二档1500RPM噪声频谱。
磨合好设备二档1500RPM噪声频谱。
疑似有问题的设备其频谱中其1/2倍频突出，但噪声的区别不大。。
疑似问题设备二档1500RPM噪声频谱。
对比数据八：2档1500转 两个设备对比振动
磨合好设备二档1500RPM水平振动频谱。
疑似有问题的设备的啮合频率处的振动水平明显高于好的设备。同时边带丰富。问题特征明显。
疑似问题设备二档1500RPM水平振动频谱。
对比数据九：二档1600转 两个设备对比噪声
磨合好设备二档1600RPM噪声频谱。
疑似有问题的设备的1/2啮合频率处的噪声水平明显高于好的设备。
疑似问题设备二档1600RPM噪声频谱。
对比数据：二档1600转 两个设备对比振动
疑似问题设备二档1600RPM噪声频谱。
疑似有问题的设备其频谱与好设备的频谱的区别不大。对比数据九：倒档1200转 两个设备对比噪声
磨合好设备二档1600RPM水平振动频谱。
疑似问题设备二档1600RPM水平振动频谱。
磨合好设备倒档1200RPM噪声频谱。
在现场已听不到有明显的异样声音。噪声频谱中故障特征已不明显。
疑似问题设备倒档1200RPM噪声频谱。
对比数据十：倒档1200转 两个设备对比振动
磨合好设备倒档1200RPM水平振动频谱。
疑似有问题的设备的啮合频率处的振动水平明显高于好的设备。同时边带丰富。问题特征明显。
疑似问题设备倒档1200RPM水平振动频谱。
对比数据十一：倒档1500转 两个设备对比噪声
磨合好设备倒档1500RPM噪声频谱。
疑似有问题的设备的1/2啮合频率处的噪声水平明显高于好的设备。
疑似问题设备倒档1500RPM噪声频谱。
倒档1500转 两个设备对比振动
磨合好设备倒档1500RPM水平振动频谱。
疑似有问题的设备的啮合频率以及2倍频处的振动水平明显高于好的设备。同时边带丰富。问题特征明显。
对比数据十二：倒档1600转 两个设备对比噪声
疑似问题设备倒档1500RPM水平振动频谱。
疑似有问题的设备的1/2倍频以及1倍频的啮合频率处的噪声水平明显高于好的设备。
对比数据十三：倒档1600转 两个设备对比振动频谱：
疑似问题设备倒档1600RPM噪声频谱。
磨合好设备倒档1600RPM噪声频谱。
两频谱中看不到异样的故障特征。
疑似问题设备倒档1600RPM振动频谱。
磨合好设备倒档1600RPM振动频谱。
| 1挡状态下噪声测试数据对比表 | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 96.6dB | 101dB | 104dB | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 99dB | 101.6dB | 106.1dB | 81dB |
| 2挡状态下噪声测试数据对比表 | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 98dB | 102.2dB | 104.4dB | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 98dB | 99.4dB | 105dB | 81dB |
| 倒挡状态下噪声测试数据对比表 | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 98.9dB | 99.4dB | 101.2dB | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 98dB | 99.4dB | 105dB | 81dB |
| 1挡状态下通频振动测试数据对比表（测试单位m/ss） | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 56.5 | 65 | 64.5 | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 65.5 | 67.2 | 67.3 | 81dB |
| 2挡状态下通频振动测试数据对比表（测试单位m/ss） | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 64.2 | 65.2 | 65.25 | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 63.4 | 65.5 | 63.7 | 81dB |
| 倒挡状态下通频振动测试数据对比表（测试单位m/ss） | ||||
| 测试设备 | 1200rpm | 1挡1500rpm | 1挡1600rpm | 环境噪声水平 |
| 磨合好的减速箱噪声指标 | 66 | 68.4 | 64.4 | 88dB |
| 疑似问题减速箱噪声指标 | 66.1 | 66.5 | 64.4 | 81dB |
八、论述
1、当现场一档1200rpm测试，人耳察觉到的异响声音，从声级计上测试的数据上看，也有明显的异样。其声级计的数据会明显上升。
2、两台减速箱设备同工况对比测试。发现疑似问题设备和良好设备无论是噪声频谱或振动频谱，总体上区别明显。
3、通过在不同挡位状态下通频振动测试数据的对比表中看，在现场强大的环境噪声的影响下，用通频振动测试数据去衡量一个轻微异样的情况，还是有困难的。必须用频谱分析的方法作为依据才好。
4、通过频谱图无论是噪声频谱或振动频普疑似问题设备的问题指向是及其一致的。全部指向输入轴主齿轮啮合的问题。
5、BVM-300-4M动态信号分析仪采样频率可以达到64kHz ，24位AD精度，其动态范围达到了110dB足够细腻 足够捕捉任何细节，可以为质量控制提供可靠数据。
6、振动测试和噪声测试在频响和测试方式上有所不同，但各有优势。集合起来相辅相成，各以达到意想不到的收获。
7、由于没有行业现行检验标准，我们的测试结论有待商榷。
8、若通过我公司的BVM-300-4M动态信号分析仪，经过一段时期的数据测试、摸索与整合。
本次全挡位、多转速梯度的对比测试，不仅完成了两台样本减速箱的性能差异判定，更验证了“振动+噪声双频谱交叉比对”方法在轻微装配类故障识别上的可靠性——区别于传统仅靠通频振值、人耳主观听判的检验方式，频谱维度下的特征一致性溯源，能将故障定位精度从“整机异常”细化到“单级齿轮副啮合状态”，大幅降低误判概率。 后续我们将依托BVM-300-4M动态信号分析仪的高精度采集能力，持续积累不同批次、不同服役时长减速箱的全频段测试样本，逐步将本次测试中提炼的啮合频率幅值、1/2倍频边带能量占比、多工况特征匹配度等核心指标，沉淀为企业内部的量产抽检规范；待数据积累达到统计置信度要求后，也可主动对接行业主管部门，为通用减速箱的振动噪声检验标准制定提供来自生产一线的实测数据支撑。本次全程参与测试的青年技术团队，也为后续持续开展部件性能验证储备了扎实的技术力量。
北京万博振通检测技术有限公司
2014年3月19日
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