齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(xí©∑ng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(de)零部件(jià✘∏ n)，由于長(cháng)時(shí)間(jiān)連續高(gε±☆āo)速轉動也(yě)是(shì)最易發✘φ生(shēng)故障的(de)元件(jiàn)。據統計(jì)，在使₽λ用(yòng)齒輪和(hé)滾動軸承的(de)旋轉機α₹ λ(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。齒輪"₹¶≈和(hé)滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報(bà♥★←∞o)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&δ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(w ài)圈滾道(dào)缺陷的(de)較低(dī)÷φ×∑頻(pín)振動信号往往遠(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承複雜(zá)的©$(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，用(yòng)通§♥(tōng)常的(de) FFT譜分(fēn)析難≠β'以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de)故→ ♠障。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動波形會(huì)顯π≥現(xiàn)出調制(zhì)波的(de)特點。通(tōα$ng)過對(duì)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)©α波的(de)包絡分(fēn)析進行(xíng)解調處理(lǐ)β₽≈♥，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅和(hé)載波信息，并根←λ據頻(pín)譜中是(shì)否存在齒輪和(hé)軸承故障特征頻(pín)率作 π♦(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) Hilbert >βΩσ解調技(jì)術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜(zá)的(d★✘e)寬帶總振動信号中分(fēn)離(líγ¶↓)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¶ε∞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γ♣•波顯示以及包絡譜分(fēn)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(h€§γ é)包絡譜同時(shí)可(kě)得(de™α" )到(dào)加速度信号的(de)峰值、峭度以及表征故障信号調制(zΩ¥♦×hì)深度的(de)包絡譜值。
以下(xià)一(yī)組圖形為(w<♠α>èi)某外(wài)圈故障軸承在900轉下(x↕ià)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 ∞γ及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25÷>★☆mm，內(nèi)徑15mm，鋼球13個(gè)。實測包絡"↑δ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)₩±α率簡化(huà)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×0.4=78✘÷™♦Hz。
