齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(x®íng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(d ₹¥©e)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(jiàn)。據統計¥♣₩ (jì)，在使用(yòng)齒輪和(hé)滾動☆λ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(y>€ ǒu)關。齒輪和(hé)滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報(α•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)于傳遞扭矩的(de)高(gāo)頻(píα<φn)齧合振動，由于結構的(de)原因滾動軸承內(nèi)外(wài)圈滾道(d∞λ↓ào)缺陷的(de)較低(dī)頻(pín)振動信号往往遠(yuǎn)小(xiε€ǎo)于滾動軸承複雜(zá)的(de)寬帶的(• $de)總振動信号。因此，用(yòng)通(tōng)常的(de) FFT↓λ≥譜分(fēn)析難以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de) ♠¥故障。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動α>¶¥波形會(huì)顯現(xiàn)出調制(zhì)波的≠ (de)特點。通(tōng)過對(duì)★≥✘≤齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(de)包絡分(fēn)析進行(xσ☆≈ íng)解調處理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(← ∞lí)出調幅和(hé)載波信息，并根據頻(pí β≤n)譜中是(shì)否存在齒輪和(hé)軸承故障← 特征頻(pín)率作(zuò)為(wèi)判據來(lái¶σ•☆)診斷齒輪和(hé)軸承是(shì)否發生(shēng)故障和(hé)βγ故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hil<π∞bert 解調技(jì)術(shù)，可(k™σ£ě)以從(cóng)複雜(zá)的(de)寬帶♥λ•總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(dī)頻(pín)的(de)≤∏故障特征信号。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包絡譜分(fēn)析程序 可(kě'"≥)同時(shí)對(duì)不(bù)同∑÷$σ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₽π)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(de)加速度信号進行(xí &ng)數(shù)字低(dī)通(tōng)或帶通(♠γ&®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(wβ↕èi)某外(wài)圈故障軸承在900轉下(σδ¥♥xià)測量的(de)軸承座垂直和(hé)水(shuǐ)平兩個(gè♣ε↔)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1™3個(gè)。實測包絡譜基頻(pín)為(wèi) 81.φ★β25 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( ™huà)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×0.4=78Hz。
