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Products齒輪箱各類故障振動(dòng)信號(hào)分析方法
更新時(shí)間：2022-08-17 點(diǎn)擊次數(shù)：2118次
齒輪箱的各類故障在時(shí)域波形中都有典型的特點(diǎn)，由時(shí)域波形分析，可以大致得到三方面的故障信息，即時(shí)域函數(shù)的類型(確定性的還是隨機(jī)的)，波形中頻率成分是否復(fù)雜;振動(dòng)幅值是否變化，變化規(guī)律如何;波形中有無明顯的沖擊和調(diào)制成分。而時(shí)域特征值分析則為故障診斷提供了定量參考。所以，借助于時(shí)域分析可對(duì)有進(jìn)行直觀的初步判斷。但要準(zhǔn)確地判斷齒輪箱故障的性質(zhì)、程度、部位和原因，還需借助頻譜分析、解調(diào)分析、細(xì)化譜分析等方法。
頻譜分析將復(fù)雜的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為簡單的單頻率簡諧振動(dòng)頻域信號(hào)的合成。頻譜分析能夠分析信號(hào)能量和頻率的分布，為進(jìn)一步分析和判斷故障提供依據(jù)。
解調(diào)分析能夠獲得故障信號(hào)的調(diào)制頻率成分，求出信號(hào)的包絡(luò)曲線和包絡(luò)譜。觀察解調(diào)譜頻率成分的幅值和分布，對(duì)深入查找齒輪箱故障的性質(zhì)、部位非常有用。
對(duì)于齒輪箱的故障診斷，嚙合頻率是齒輪振動(dòng)中較為突出的成分，它是齒輪齒廓磨損的一個(gè)靈敏指標(biāo)，同時(shí)齒面上產(chǎn)生點(diǎn)蝕、剝落等損傷以及齒輪發(fā)生斷裂、膠合等故障也會(huì)在嚙合頻率及其各次諧波成分上表現(xiàn)出來。齒輪傳動(dòng)中的許多缺陷都是以邊帶形式呈現(xiàn)出來，因此在頻譜圖上對(duì)嚙合頻率成分兩側(cè)的邊頻帶進(jìn)行分析也是一個(gè)重要環(huán)節(jié),這就需要運(yùn)用解調(diào)分析、細(xì)化譜分析。
實(shí)際上，由于故障所產(chǎn)生的振動(dòng)頻率對(duì)嚙合頻率的調(diào)制，所以通過對(duì)邊頻帶的中心頻率，邊頻帶呈現(xiàn)的形式和譜線的間隔的分析，可對(duì)故障的存在及其部位作出判斷。
許多機(jī)械設(shè)備在帶故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，都要伴隨振動(dòng)和沖擊的發(fā)生，反之，振動(dòng)和沖擊的發(fā)生也常常反映了機(jī)械的故障。因此目前的故障診斷方法大都以振動(dòng)理論為基礎(chǔ)。共振解調(diào)技術(shù)即是振動(dòng)分析方法的新發(fā)展。
共振解調(diào)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的對(duì)滾動(dòng)軸承的點(diǎn)蝕、剝落、擦傷和裂紋等所謂元件工作表面損傷類故障行之有效的方法。齒輪的故障與滾動(dòng)軸承的故障很相似，因此從理論上講*可以將共振解調(diào)技術(shù)推廣應(yīng)用到齒輪的故障診斷中。共振解調(diào)模塊對(duì)齒輪箱信號(hào)進(jìn)行共振解調(diào)分析，可彌補(bǔ)齒輪箱同時(shí)存在多個(gè)故障時(shí)其它振動(dòng)分析方法無法有效診斷的不足。
征對(duì)齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)介紹常用的幾種分析方法：頻率細(xì)化分析技術(shù)局部提高頻率分辨率，細(xì)化譜可以清晰的看出邊頻帶的結(jié)構(gòu)。
倒頻譜
對(duì)于多對(duì)齒輪嚙合的齒輪箱，由于邊頻帶的交叉僅進(jìn)行細(xì)化時(shí)看不清。倒頻能較好的檢測出功率譜上的周期成分，將原來譜上成族的邊頻帶譜線簡化為單根譜線。齒輪發(fā)生故障時(shí)振動(dòng)頻譜一般具有等到間隔(故障頻率)的結(jié)構(gòu)，利用倒頻測周期。
瀑布圖分析法
改變輸入軸的轉(zhuǎn)速，得到瀑布圖。做階次分析。有些譜峰的位置轉(zhuǎn)速面偏移有些則不變。由此可以分出強(qiáng)迫振動(dòng)和共振。
時(shí)域同步平均
從振動(dòng)中提出嚙合成分，將它同齒輪的軸的旋轉(zhuǎn)頻率同步相加、平均。對(duì)診斷齒輪的局部異常并確定其位置很有效。推薦秦樹人的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)檢測與診斷技術(shù)
齒輪故障頻譜和波形特征
1) 故障齒輪在嚙合頻率及其諧波頻率上有較大的振動(dòng)分量。
2) 在嚙合頻率及其諧波分量附近調(diào)制作用的邊頻帶。
★ 由邊頻間距代表的調(diào)制頻率可以是
· 各軸轉(zhuǎn)速(輸入軸、輸出軸、中間軸);
·外部轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的波動(dòng)頻率;
·波動(dòng)嚙合頻率。即(嚙合頻率)/(主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速的最小公倍數(shù))
·如果同時(shí)存在兩種以上故障，則故障頻率之和或差也可以成為調(diào)制頻率，稱為中間頻率。
3) 對(duì)于螺線齒輪、斜齒輪和人字齒輪，軸向振動(dòng)大，頻譜特征與徑向振動(dòng)相同。
