齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(α∑jī)電(diàn)行(xíng)業(yπ'≥è)中使用(yòng)極廣泛的(de)零部件(jiàn)，由于長(cháng<<φδ)時(shí)間(jiān)連續高(gāo)速轉動也(yě)是(sh₩≠ì)最易發生(shēng)故障的(de)元件(jiàn)。據統計(jì)，在使φ≥♣用(yòng)齒輪和(hé)滾動軸承的(de)&♣↔旋轉機(jī)械設備中，約有(yǒu) 3☆× ∞0%的(de)機(jī)械故障是(shì)與齒輪和≈ σ(hé)軸承損傷有(yǒu)關。齒輪和(hé)滾動軸 σβ↔承的(de)振動故障診斷與預報(bào)對(duì)于整個&✔"φ(gè)機(jī)械設備正常運行(xíng)至關重要♣€↕δ(yào)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度引起的(deφ₽≠)故障振動信号遠(yuǎn)小(xiǎo)于傳遞扭矩的(de)高(gāo)頻∏π≠(pín)齧合振動，由于結構的(de)原因滾動軸承§↓↔內(nèi)外(wài)圈滾道(dào)缺陷的(de)較低(α ≈dī)頻(pín)振動信号往往遠(yuǎn)♠π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←α分(fēn)析難以診斷齒輪傳動和(hé)滾≠≠≥δ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(tōng)過對(duì÷α↓)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(de)包絡γ♥≤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(shìσ")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σ₽₽₽的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hilber≤₽t 解調技(jì)術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜(zá)的(deφ≈)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)不(bù)同∞↓部位或不(bù)同方向共1、2或4個(gè₩≠"₽)加速度計(jì)測量的(de)齒輪箱、滾動軸承振動信号采集、波形顯示、F©≠FT 頻(pín)譜顯示、Hilbert 變化(huà)包絡波顯示以及包絡÷₽♥譜分(fēn)析。根據需要(yào)對(duì)實測的(παde)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←©∏ε譜同時(shí)可(kě)得(de)到(dào)加速度信号的(de)峰值&ε、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(©α↓wài)圈故障軸承在900轉下(xià)測量的(de)軸承座垂直≈和(hé)水(shuǐ)平兩個(gè)方向加速度信号、FFT 頻 ×(pín)譜、包絡波形及包絡譜，該軸承型β↑→号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑15mm，鋼球€₩13個(gè)。實測包絡譜基頻(pín)為(wèi←↑) 81.25 Hz。
軸承外(wài)圈故障頻(pín)率為(wèi)：₹σ→
，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N←®205軸承外(wài)圈故障頻(pín)率簡化(∏®huà)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×0.σ&4=78Hz。
