齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(σΩγ xíng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(πΩ>¶de)零部件(jiàn)，由于長(chán®∏∞g)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(jià♥↓n)。據統計(jì)，在使用(yòng)齒輪和(hé)滾動軸承的(de)旋轉機♥γ∏≤(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($βyǒu)關。齒輪和(hé)滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報♠≥Ω(bào)對(duì)于整個(gè)機(jī)械設備正常運行(∞±xíng)至關重要(yào)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度引起的(d€δ≤e)故障振動信号遠(yuǎn)小(xiǎo)于傳遞扭矩的(de)高(gāo )頻(pín)齧合振動，由于結構的(de)原因滾動軸承內(nèi)外(≥wài)圈滾道(dào)缺陷的(de)較低(dī)頻(pín)振動信号往往遠✘δ>(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承複雜( →★εzá)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此™©→γ，用(yòng)通(tōng)常的(de) FFT譜分(↑¶fēn)析難以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de)故障•←。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動波形會(huì)顯現(>≈xiàn)出調制(zhì)波的(de)特點。通(tōng)過對(duì↔&☆)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(≈≤¥de)包絡分(fēn)析進行(xíng)解§£調處理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅和(hδγ♦é)載波信息，并根據頻(pín)譜中是(shì)否存在齒輪和(h£ε→é)軸承故障特征頻(pín)率作(zuò)為(wèi)α§判據來(lái)診斷齒輪和(hé)軸承是✘¶®(shì)否發生(shēng)故障和(hé)≠δ故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de ✘) Hilbert 解調技(jì)術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜&$✘(zá)的(de)寬帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(Ωdī)頻(pín)的(de)故障特征信号&₩σ。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包絡譜分(fēnλ£≈✔)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、FFT 頻(pδ↑ín)譜顯示、Hilbert 變化(huà)包絡波顯示以及包絡譜分(fēn®β₹±)析。根據需要(yào)對(duì)實測的(£Ω₹de)加速度信号進行(xíng)數(shù&↓)字低(dī)通(tōng)或帶通(tōng)濾波$'✘。在獲得(de)包絡波形和(hé)包絡譜同時(shí)可(kě)得(&&¥de)到(dào)加速度信号的(de)峰值、峭度以及表 δ 征故障信号調制(zhì)深度的(de)包絡譜值。≤♥↓✘
以下(xià)一(yī)組圖形為(wèi)某外(wài)§₽©圈故障軸承在900轉下(xià)測量的(de)軸承座垂直和(hé)水£φδ(shuǐ)平兩個(gè)方向加速度信号、FFT 頻(pín)譜、包絡≈$波形及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑₹π₹±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)：
，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(pí₽δ€n)率簡化(huà)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×0₹★.4=78Hz。
