齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(♣®xíng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(de)零部∑αλ件(jiàn)，由于長(cháng)時(shí)間(jiā×"✘n)連續高(gāo)速轉動也(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©β§∏)旋轉機(jī)械設備中，約有(yǒu) 30%的(de)機σ↓δ∏(jī)械故障是(shì)與齒輪和(hé)軸承≠φβ®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(duì)于整個(gè)機(jī)械設備正常運行(xíng₹$Ω)至關重要(yào)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度引起的(de)故障振動信号遠(φ$yuǎn)小(xiǎo)于傳遞扭矩的(de)高(gāo)頻(p퀣↕n)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(dī)頻(pín)振動信$♦≤号往往遠(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承複雜(zá)☆ 的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，用(•☆&yòng)通(tōng)常的(de) FFT譜分(fēn)析難φγ♠以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de)故障。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動波形會(h×≥ uì)顯現(xiàn)出調制(zhì)波的(>↕↔de)特點。通(tōng)過對(duì)齒輪和(hé)軸承調制(zhìα♥ ')波的(de)包絡分(fēn)析進行(xíng)解調•σ→處理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅和(hé)φ÷載波信息，并根據頻(pín)譜中是(shì)否存在齒輪和(hé)ε¥∏軸承故障特征頻(pín)率作(zuò)為(wèi)判據δ≥來(lái)診斷齒輪和(hé)軸承是(shì)否發生(shēng)故障和(hé<÷$)故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hilbert 解調技(jì)≤↕≠術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜(z₹á)的(de)寬帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(ε©↓dī)頻(pín)的(de)故障特征信号。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。'∏π
Env_Spt 包絡譜分(fēn)析程序 ®÷♠可(kě)同時(shí)對(duì)不(bù)£"Ω<同部位或不(bù)同方向共1、2或4個(gè)加速度計(jì)測量的(deγ")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)實測的(✘ε≤∏de)加速度信号進行(xíng)數(shù)字低(dī≠φ ±)通(tōng)或帶通(tōng)濾波。在獲得(∞'de)包絡波形和(hé)包絡譜同時(sh ↔í)可(kě)得(de)到(dào)加速度信号的(deσ★§γ)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( Ωde)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¥☆±型号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑₹✘15mm，鋼球13個(gè)。實測包絡譜基頻(pín)↑Ω♦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(sh≈→ù)。根據N205軸承外(wài)圈故障頻(pín)率πλ簡化(huà)計(jì)算(suàn)應等于 "≈₹900/60×13×0.4=78Hz。
