故障诊断讲稿第五章.ppt

1＃测点空运转时振动加速度功率谱图 功率谱细化图(200～230Hz) 高速级齿轮啮合频率：221.13Hz 功率谱细化图(0～30Hz) 高速轴转频：7.13Hz；其3倍频：21.39Hz 功率谱细化图(2～3.5Hz)（采用小波分析） 保持架故障特征频率：3.19Hz 1＃测点稳态轧制时振动加速度功率谱图 呈现典型的非线性特征： 高速级齿轮啮合频率的超谐波和次谐波 功率谱窗口放大图(150～250Hz) 2#测点稳态轧制时振动加速度功率谱图 呈现典型的非线性特征： 高速级齿轮啮合频率的超谐波和次谐波 3#测点稳态轧制时振动加速度功率谱图 呈现典型的非线性特征： 高速级齿轮啮合频率的超谐波和次谐波 功率谱窗口放大图(410～460Hz) 5#测点稳态轧制时振动加速度功率谱图 虽有低速级齿轮啮合频率67.5Hz(67.46Hz)成分出现，但主要频率成分仍是高速级齿轮的啮合频率及其倍频。 反映出高速级齿轮齿面损坏严重。 结论及建议 结论及建议 结论及建议 * 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.2 功率谱分析法 （2）均匀磨损 功率谱类似于正常齿轮，但幅值增大，且高次谐波值增大。随着磨损加剧，还可能产生1/2，1/3，…的分散谐波(非线性振动)。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.2 功率谱分析法 （3）齿轮偏心 齿轮中心与旋转轴中心不重合 啮合频率fZ及其谐波nfZ 受到回转频率fr的调制； 以齿轮的旋转频率为特征的附加脉冲幅值增大 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.2 功率谱分析法 （4）齿轮不同轴 (装配不当造成的齿轮和轴的不同轴) 产生以啮合频率fz为中心的边频带，其回转频率fr在谱上也有明显反映。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.2 功率谱分析法 （5）周节误差 啮合频率fz及其边频带fz+nfr ， 不对称边频带 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.2 功率谱分析法 （6）不平衡（联轴器或齿轮本身） 产生以调幅为主、调频为辅的振动； 啮合频率及其谐波两侧产生mfz±nfr(m,n＝1,2,3,…)的边频。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 （6）不平衡（联轴器或齿轮本身） a 时域信号局部放大图 b 功率谱图 武钢1580热轧厂F6轧机 人字齿轮座振动信号分析 以啮合频率为中心的不对称边频带，边频为齿轮的转频及其谐频。 诊断结论 减速机与人字齿轮座之间的接轴不平衡。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 F1轧机主减速机齿轮振动信号的功率谱图 实例：武钢1580热轧厂F1轧机主减速机振动信号分析 啮合频率（58.97Hz ） 及其谐频 诊断结论 齿侧间隙过大 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.3 倒频谱分析方法 由于调频调幅作用，故障齿轮的功率谱常常出现不对称的边频带。这种不对称的边频带，对于实际信号，有时是难以识别的。 倒频谱分析的优越性： ①受传输途径的影响很小。 ②将原来谱上成族的边频带谱线简化为单根谱线，可以检测出功率谱中难以辨别的周期性。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.3 倒频谱分析方法 图6-21 用倒频谱分析齿轮箱振动信号中的边谱带 1—啮合频率；2、3—高次频率；A1、A2…—周期11.8ms(85Hz)谐波;B1、B2…—周期20ms(50Hz)谐波 a) 频率范围0～20kHz的频谱 b) 频率范围3.5～13.5kHz的频谱 c) 频率范围7.5～9.5kHz的频谱 倒频谱 清晰显示对应于两个齿轮副的旋转频率(85Hz和50Hz)两个倒频分量(A1和B1) 卡车齿轮箱在正常与异常状态下的频谱和倒频谱 输入轴转频为35.6HZ，二档齿轮的回转频率为10.4HZ。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.3 倒频谱分析方法 5.4.4 时域平均法 这种分析方法的关键是测量时要有时标信号，并且经过扩展压缩的运算，把原来的周期转为被检测齿轮转过一整转的周期。然后把加速度信号按此周期截断叠加，然后进行平均（可减小噪声干扰）。基本原理如下图所示。 第五章???齿轮故障的监测与诊断 齿轮在各种状态下的时域平均信号 (a) 正常齿轮 (b) 齿轮安装错位（调制频率为转频及倍频） (c) 齿面严重磨损（有高次谐波） (d) 个别齿出现断裂（有突跳现象） 第五章???齿轮故障的监测与诊断 5.4.4 时域平均法 齿轮在各种状态下的 时域平均信号 5.5 齿轮箱的故障诊断 一、传感器及其安装位置 压电加速度传感器，安装于轴承座上（两个径向，一个轴向）。两个径向指齿轮啮合方向的法向、切向（或水平、铅垂方向） 二、故障特征频率 算出各轴转频，个齿