齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(β∑™xíng)業(yè)中使用(yòng)極廣泛≈π的(de)零部件(jiàn)，由于長(cháng)Ω&時(shí)間(jiān)連續高(gāo)'>ε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)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。齒輪和(hé)₹α÷Ω滾動軸承的(de)振動故障診斷與預報(bào)對(φ★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(™÷πde)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(yuǎn)小(xiǎo)于滾動軸承複雜(zᥥ)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，用(yòngσ←)通(tōng)常的(de) FFT譜分(fēnγγλ )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(d€≈e)包絡分(fēn)析進行(xíng)解調處$≥理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調≥♦§幅和(hé)載波信息，并根據頻(pín)譜中是(shì)否存在齒輪和(héδ¶₩)軸承故障特征頻(pín)率作(zuò)為(wèi)判據來(l'★ái)診斷齒輪和(hé)軸承是(shì)否發生(shēng)故障和ק±(hé)故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hilbert 解調技(j•♥↑&ì)術(shù)，可(kě)以從(cóng)複雜(zá)$→β÷的(de)寬帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(dī)頻(p ≈&÷ín)的(de)故障特征信号。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包 ε✔絡譜分(fēn)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₽≈σ¥(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)實測的( εde)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(dà≠₩o)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。©γ
以下(xià)一(yī)組圖形為(wèi)某外(w÷↔ài)圈故障軸承在900轉下(xià)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"₩絡波形及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑15σ≥&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)←λ 率簡化(huà)計(jì)算(suàn)應等于90π★0/60×13×0.4=78Hz。
