齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(di✔↓≤☆àn)行(xíng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(δ✘de)零部件(jiàn)，由于長(cháng)時(shí)間(∑≠jiān)連續高(gāo)速轉動也(yě)是(shì±)最易發生(shēng)故障的(de)元件(jiànδ"π≤)。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)♥✔械故障是(shì)與齒輪和(hé)軸承損傷有(yǒu)關。齒φ£€ 輪和(hé)滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報(bào)對(duì)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εΩ'™矩的(de)高(gāo)頻(pín)齧合振動，由于結構的(de)原因<↔Ω滾動軸承內(nèi)外(wài)圈滾道(d←•ào)缺陷的(de)較低(dī)頻(pín)振動信∞$'♠号往往遠(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承Ω☆複雜(zá)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，用(y£≥♦òng)通(tōng)常的(de) FFT譜分(fē ↓δ n)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(xiβ↓φ•àn)出調制(zhì)波的(de)特點。通(t"&ōng)過對(duì)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(→≥de)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(←φ♥λlái)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) Hilbert 解調技(jì≤σ©☆)術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜(zá)的(↓πde)寬帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(dī)頻(p↓∏γín)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§σ' (fēn)析程序 可(kě)同時(shí)對(duì)不σ•(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、FFT 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↑§ π)實測的(de)加速度信号進行(xíng)數(↔™™πshù)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(≤™≠kě)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γ™₩≤(wài)圈故障軸承在900轉下(xià)測量的(de)軸承座垂直和(hé)水λ±♦(shuǐ)平兩個(gè)方向加速度信号、FFT 頻(pín)譜、包絡波€££₩形及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑15≠♠₩♣mm，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)：
，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)圈故障頻(pín)率簡化(∞β←φhuà)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×↔&<0.4=78Hz。
