机械故障振动诊断153概要.ppt

* 4．4 振动监测技术的应用 齿轮振动调幅现象的时域波形。 4．4 振动监测技术的应用 调幅边频带具有丰富的齿轮状态信息. 边频带往往是等间隔, 一般等于齿轮轴转频! 4．4 振动监测技术的应用 B.齿轮振动的调频现象是由于转速波动或者齿距不均引起的。 式中： ，频率调制函数； 调制频率、调频指数、初相位、调制函数的最高分量。 调频形成的边频带并未使啮合振动信号的能量增加，而是从啮合分量上取出部分能量放在边带上。 齿轮振动调频现象的时域波形-----疏密波 4．4 振动监测技术的应用 调频形成的边频带并未使啮合振动信号的能量增加，而是从啮合分量上取出部分能量放在边带上。 4．4 振动监测技术的应用 C．鬼线：功率谱上的一个频率分量，产生的原因是加工过程给齿轮所带来的周期性误差。鬼线频率与齿轮加工机械的工作频率有关。鬼线分量会随着使用逐渐减小。 例：下面是某二级齿轮减速器的振动谱图。输入轴转速n1=1500r/min，齿数为Z1=23，Z2=52，Z3=31，Z4=86，计算该齿轮减速器的振动特征频率，试判别该谱图上的主要频率分量。 4．4 振动监测技术的应用 4．4 振动监测技术的应用 解：三个轴的转动频率： f1=n1/60=1500/60=25Hz f2=n1/60×Z1/Z2=1500/60×23/52=11Hz f3= f2*Z3/Z4=11×31/86=4Hz 两对齿轮的啮合振动频率 fz1z2=f1*Z1=25*23=575Hz fz3z4=f2*Z3=11×31=341Hz 4．4 振动监测技术的应用 振动谱图上的主要频率分量： 频率分量575Hz为齿轮Z1和齿轮Z2的啮合振动； 频率分量341Hz为齿轮Z3和齿轮Z4的啮合振动； 频率分量50Hz为电磁激励引起的振动。 在575Hz处有11Hz的边带簇，说明齿轮Z2缺陷较大。 （思考题：50Hz的分量可能是什么原因引起的？） 作业一 1. 编制数字信号发生器，输出下叙函数信号的 图形及数据文件。然后再编制一信号处理程序，对信号进行时域统计分析和功率谱分析,用图形输出。时域统计分析包括计算均值、均方根值、概率密度函数。（建议用Matlab编写！） 函数(1) X(t)=10sin(2π×320t) (2) X(t)=50×RND (3) X(t)=10sin(2π×320t) +50×RND 采样点数: 1024 功率谱谱线数: 512条(点) 作业二 齿轮调幅信号参数: 要求:图形显示时域信号和功率谱 N=1024 作业三 齿轮调频信号: 要求:图形显示时域信号和功率谱 N=1024 4．4 振动监测技术的应用 4. 4. 4 轴承的故障诊断 滚动轴承与滑动轴承。 （1）滚动轴承常见的异常现象 滚动轴承会发生磨损、压痕、点蚀、裂纹、表面脱落、破损、胶合、烧损、电蚀、锈蚀、以及变色等多种异常现象 （2）滚动轴承的振动机理及故障特征频率 1）振动机理 振动的内部因素：结构、加工装配误差及故障。 振动的外部因素：转速、负荷。 振动机理图 4．4 振动监测技术的应用 在轴承座上测取的振动信号是各种因素引起的综合振动 轴承本身结构及加工装配误差引起的振动特征：含有较多的频率成分、随机性较强。 轴承故障引起的振动特征： 磨损类故障引起的振动随机性较强、但强度高。可用振动有效值评估。 表面损伤类故障（点蚀、剥落、擦伤、凹坑）产生突变的冲击脉冲力，激发轴承系统的高频固有振动或传感器谐振。 表面损伤类故障（点蚀、剥落、擦伤、凹坑）产生突变的冲击脉冲力，激发轴承系统的高频固有振动或传感器谐振。 4．4 振动监测技术的应用 故障产生的冲击振动从频率上讲可分为两类：低频振动和高频固有振动。 低频振动是由轴承中各元件缺陷反复碰击其他工作表面而产生的，低频振动与轴承转动频率有关，一般有周期性； 高频固有振动是由缺陷冲击激发的轴承元件固有衰减振动，包括轴承内圈、外圈、滚动体、甚至引起传感器的谐振。 滚动轴承振动频谱 (低频区、元件固有振动区、 声发射区) 4．4 振动监测技术的应用 2）故障特征频率 (A) 滚动轴承内圈