齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(dià ↔n)行(xíng)業(yè)中使用(yòγ↓ng)極廣泛的(de)零部件(jiàn)，由于長(cháng)↔↑↔時(shí)間(jiān)連續高(gāo)速轉動也(₽σπ≥yě)是(shì)最易發生(shēng)故障的(↔>∞de)元件(jiàn)。據統計(jì)，在使用(yòng)¥→'齒輪和(hé)滾動軸承的(de)旋轉機(jī)械設備♠↔中，約有(yǒu) 30%的(de)機(jī)械故障£>β✔是(shì)與齒輪和(hé)軸承損傷有(yǒu)關。齒輪和(hé)₩↑×滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報(bào)對(d≥ε©•uì)于整個(gè)機(jī)械設備正常運行(xíng)至關重要¶✔ ↓(yào)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度引起的(de)故障振®∏ •動信号遠(yuǎn)小(xiǎo)于傳遞扭矩的(de)高(gāo)頻₩♣&>(pín)齧合振動，由于結構的(de)原因滾動軸承內(nèi)外(wà↔∞i)圈滾道(dào)缺陷的(de)較低(dī)頻(pín)振動信号往往遠δ☆(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承複雜₽©(zá)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，€用(yòng)通(tōng)常的(de) FFT譜分(fēn)析難以診÷∏斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de)故障。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動波形會(huì)顯現(xiàn)•∞出調制(zhì)波的(de)特點。通(tōn®★g)過對(duì)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(d♥≤β$e)包絡分(fēn)析進行(xíng)解調處¥£←÷理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅和(hé)載波信≠息，并根據頻(pín)譜中是(shì)否♦✘存在齒輪和(hé)軸承故障特征頻(pín)率作(zuò$≠)為(wèi)判據來(lái)診斷齒輪和(hé)軸承是(☆♣≠shì)否發生(shēng)故障和(hé®↓<)故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hi∑∑♠lbert 解調技(jì)術(shù)，可(k₩γ✔ě)以從(cóng)複雜(zá)的(de)寬↔↑★≤帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(dī)頻(pín)的(de) ≈故障特征信号。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包絡譜分(fēn₹₹)析程序 可(kě)同時(shí)對(duì)¥α≠不(bù)同部位或不(bù)同方向共1、2或4個(gè)加速度計(jì)←φ÷測量的(de)齒輪箱、滾動軸承振動信号采集、波形顯示、FFT 頻(pβ♦ín)譜顯示、Hilbert 變化(huà)包絡波顯示以及包絡譜分(fē←$¥n)析。根據需要(yào)對(duì)實測的(de∏≈)加速度信号進行(xíng)數(shù)字低(dī)通(tōng)或帶通±≥$→(tōng)濾波。在獲得(de)包絡波形和(hé)包絡譜同時(shí)可(k ∞&ě)得(de)到(dào)加速度信号的(de)峰值、峭度以及表征故障信号調制(<₩zhì)深度的(de)包絡譜值。
以下(xià)一(yī)組圖形為(£"wèi)某外(wài)圈故障軸承在900轉™≠下(xià)測量的(de)軸承座垂直和(hé)水(shuǐ)<✘λ平兩個(gè)方向加速度信号、FFT 頻φΩ(pín)譜、包絡波形及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm≥₹¶，內(nèi)徑15mm，鋼球13個(gè)。實測包絡譜基頻(p♦≥≈αín)為(wèi) 81.25 Hz。
軸承外(wài)圈故障頻(pín)率為(wèi)：
，簡化(huà)計(jì)算(suàn)公式：
式中n為(wèi)轉速，z為(wèi)鋼•♠球個(gè)數(shù)。根據N205軸承外(wài)圈故障↕σ♠頻(pín)率簡化(huà)計(jì)算←>↕§(suàn)應等于900/60×13×0.4=78Hz。®
