齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機(jī)電(diàn)行(xíng✘∑✔β)業(yè)中使用(yòng)極廣泛的(de)零部件(jiࣩφ★n)，由于長(cháng)時(shí)間(jiānα♣)連續高(gāo)速轉動也(yě)是(shì)最易發生(shēng)故障的(d₹Ωe)元件(jiàn)。據統計(jì)，在使用(yòng★↔<)齒輪和(hé)滾動軸承的(de)旋轉機(j↑ ≥₽ī)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)滾 ≠ε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)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&α♥$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✘αφ↔滾道(dào)缺陷的(de)較低(dī)頻(pín)振動信号往往遠(yuǎ♥'n)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(dδ ₩e) FFT譜分(fēn)析難以診斷齒輪傳動和(hé)滾動軸φ≠≤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(λ₽∏"duì)齒輪和(hé)軸承調制(zhì)波的(de)包絡分(fēn)析進行(x₩₩∞íng)解調處理(lǐ)，可(kě)以分(f£®ēn)離(lí)出調幅和(hé)載波信息，并根據頻(pín)譜中是(sh™→βσì)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)軸承是(s✔±≠∞hì)否發生(shēng)故障和(hé)故障的(deπβλ∑)類型。
采用(yòng)的(de)包絡波的(de) Hil₹γ↕bert 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(dī)頻(pín)的(de)故障特征信号Ω≤φ↔。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt 包絡譜分(f"←♠≠ēn)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φε∑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(fēn)<≤•析。根據需要(yào)對(duì)實測的(de)加速度信号進行(xíng)數♣Ω(shù)字低(dī)通(tōng)或帶通(tōn© ÷✔g)濾波。在獲得(de)包絡波形和(hé)包絡譜同時(s©↕hí)可(kě)得(de)到(dào)加φ®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(wài)↔ε♠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✔φ、包絡波形及包絡譜，該軸承型号N205，外(wài)徑25mm，內(n£★èi)徑15mm，鋼球13個(gè)。實測包絡α譜基頻(pín)為(wèi) 81.25 Hz。
軸承外(wài)圈故障頻(pín)率為(w••₩èi)：
，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N✘∏205軸承外(wài)圈故障頻(pín)率簡化(huà)計(j☆ק↔ì)算(suàn)應等于900/60×13×0.4☆λ₩=78Hz。
