齒輪傳動和(hé)滾動軸承是(shì)機✘✘(jī)電(diàn)行(xíng)業(yè)中使用(yòng ∞γ≥)極廣泛的(de)零部件(jiàn)，由于長(chá↕σ∏±ng)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)滾動軸承★♥σ 的(de)旋轉機(jī)械設備中，約有(yǒu) 30%的(d÷εφe)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(duì)于整個(gè)機(jī)γ↔↑♦械設備正常運行(xíng)至關重要(yào¶β)。
齒輪磨損或斷裂及傳動鏈制(zhì)造精度引起的(de)故障₩↓εα振動信号遠(yuǎn)小(xiǎo)于傳遞¥π扭矩的(de)高(gāo)頻(pín)齧合振動，由于結構的(d♦ e)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'§•(zá)的(de)寬帶的(de)總振動信号。因≠σ此，用(yòng)通(tōng)常的(de) F™÷→FT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)εγ≠解調處理(lǐ)，可(kě)以分(fēn)離(lí)出調幅Ω☆×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) δ&♦率作(zuò)為(wèi)判據來(lái)診斷齒輪和(hé)軸承是✔∑(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) Hil&↑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。
包絡譜分(fēn)析的(de)流程如(rú)圖。
Env_Spt ε♦包絡譜分(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¶&×π)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(f☆≈ēn)析。根據需要(yào)對(duì)實測的(de)加速↑₽$度信号進行(xíng)數(shù)字低( ∞₹dī)通(tōng)或帶通(tōng)濾波。在獲得(de)包絡β波形和(hé)包絡譜同時(shí)可(k↑'π♣ě)得(de)到(dào)加速度信号的(de)峰值、峭↔εβ度以及表征故障信号調制(zhì)深度的(de)包絡譜值。
以下(xià)一(yī)組圖形為(w¶×èi)某外(wài)圈故障軸承在900轉下(x$§✔εià)測量的(de)軸承座垂直和(hé)水(shuǐ)平兩個(gèλ≥♥÷)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2★™®5mm，內(nèi)徑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(pín)率簡化(hu•>à)計(jì)算(suàn)應等于900/60×13×0.4=78Hz。
