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)零部件(jiàn)，由于長(λ Ωcháng)時(shí)間(jiān)連續高(gāo)速轉動也(yě)是($• Ωshì)最易發生(shēng)故障的(de)元件(ji☆←✔àn)。據統計(jì)，在使用(yòng)齒輪和(hé)滾動軸承的(de™✔≤)旋轉機(jī)械設備中，約有(yǒu) 30%的(α•₽γde)機(jī)械故障是(shì)與齒輪和(hé)軸承損¥÷✔傷有(yǒu)關。齒輪和(hé)滾動軸承的( de)振動故障診斷與預報(bào)對(d ₽uì)于整個(gè)機(jī)械設備正常運行(xíngφ₩₹♠)至關重要(yào)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度≠δε引起的(de)故障振動信号遠(yuǎn)小(xiǎo)于傳遞扭¥☆≠矩的(de)高(gāo)頻(pín)齧合振動，由于結構的(de)原<★∞因滾動軸承內(nèi)外(wài)圈滾道(dào)缺陷的(de)較低(dī≥Ωδ)頻(pín)振動信号往往遠(yuǎn)小(xiǎo)₽£于滾動軸承複雜(zá)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因此，用(yòng§≤<)通(tōng)常的(de) FFT譜分(fēn)析≠∞<難以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸承的(de)故障。
故障齒輪和(hé)軸承的(de)振動波形會(huì)顯現(xià∏λn)出調制(zhì)波的(de)特點。通(tōng)過對(duì)齒輪和(∞βhé)軸承調制(zhì)波的(de)包絡分(fēn)析進行(xíng)≈σ解調處理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅和(hé)載波信息✔≥•，并根據頻(pín)譜中是(shì)否存在齒輪和(hé)軸承故障特征頻£'₩(pín)率作(zuò)為(wèi)判據來(lái)診斷齒輪和(hé)軸 φ承是(shì)否發生(shēng)故障和(hé)故障的(de)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) H♣≠→≥ilbert 解調技(jì)術(shù)±♥≥，可(kě)以從(cóng)複雜(zá)的(de)寬α←λ♥帶總振動信号中分(fēn)離(lí)出較低(dī)頻∏×(pín)的(de)故障特征信号。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包絡譜分(fēn)析程序 可(π$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(pín)譜顯示、Hilbert 變化(huà)包絡波顯示以及包絡譜分(fē£π>n)析。根據需要(yào)對(duì)實測的 β↑(de)加速度信号進行(xíng)數(shù)字低(dī)通(tōπ✔ ₹ng)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(w±≤ài)圈故障軸承在900轉下(xià)測量的(d↑λ®e)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α¥，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm，內(nèi)徑γ ≈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λ✔★£(gè)數(shù)。根據N205軸承外(wài)圈故障頻(pín)率π↕↕↑簡化(huà)計(jì)算(suàn)應等于9→♦00/60×13×0.4=78Hz。
