齒輪振動判斷
作者：泵 來源：齒輪振動 發(fā)布時(shí)間：2020-12-18
1、傳感器的選擇安裝
為準(zhǔn)確地獲取齒輪的振動信號，如果齒輪的嚙合頻率或自振頻率超過1000Hz，一般應(yīng)采用加速度傳感器。對于直齒圓柱齒輪應(yīng)將傳感器徑向安裝，對于承受軸向載荷的齒輪應(yīng)軸向安裝，測點(diǎn)愈靠近軸承愈好。
2、分析頻率結(jié)構(gòu)判別齒輪狀態(tài)
在現(xiàn)場采用簡易振動診斷判別齒輪狀態(tài)，有效可行的方法就是分析齒輪振動信號的頻率變化，其主要從兩方面分析：
1）從嚙合頻率的變化判別齒輪故障
從齒輪嚙合頻率的變化判別齒輪狀態(tài)主要根據(jù)兩條：一是看嚙合頻率幅值的消長；二要看嚙合頻率諧波的分布。
嚙合頻率的變化，反映了齒輪嚙合載荷的變化而引起的齒形變化。另外，輪齒的均勻磨損造成齒形偏差，也會產(chǎn)生嚙合頻率的諧波信號。
齒形的誤差使得嚙合頻率成分發(fā)生明顯的畸變。這種畸變，特別表現(xiàn)在諧波成分幅值的變化上，其高次諧波的幅值增長大于嚙合頻率幅值的增長。所以，從嚙合頻率識別齒輪狀態(tài)，要特別著眼于諧波的變化，至少要看前3階諧頻（即fm、2fm和3fm）來判斷。
2）分析邊頻帶特征識別齒輪故障
齒輪在嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生調(diào)制作用，因此在齒輪振動信號的頻譜上形成邊頻帶結(jié)構(gòu)。
由于齒輪故障或加工精度的誤差而引起齒輪嚙合頻率受故障頻率調(diào)制，產(chǎn)生無限數(shù)邊帶。此時(shí)，嚙合頻率是載頻，故障齒輪的轉(zhuǎn)頻及其倍頻是調(diào)制頻率，它們在嚙合頻率的兩旁產(chǎn)生邊頻分量。
當(dāng)轉(zhuǎn)速不恒定時(shí)，將產(chǎn)生調(diào)頻所形成的邊頻帶。在調(diào)頻現(xiàn)象不嚴(yán)重時(shí)，僅考慮二三對邊頻帶即可。當(dāng)調(diào)頻和調(diào)幅同時(shí)存在時(shí)，邊頻帶常表現(xiàn)為不對稱形式。
齒輪振動信號所包含的邊頻帶信息，不但隱含著齒輪某種故障的存在，它還有一個(gè)很有價(jià)值的特性，即在多數(shù)情況下可以從邊頻帶兩根譜線之間的間隔找到故障源，判斷故障出現(xiàn)在哪一個(gè)齒輪上。因?yàn)樵谡{(diào)制信號的頻譜中，其譜線是以嚙合頻率fm為中心，以故障齒輪的轉(zhuǎn)頻fz為間距呈對稱分布的，一對邊頻可以表示為fm±fz。如果有若干對邊頻，則可以表示為mfm±nfz（m，n=1，2，3……）。
齒輪故障與邊帶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，齒輪故障會引起振動能量增加，這種情況通常反映在邊頻分量的變化上。因此，邊頻帶的存在和變化是反映齒輪狀態(tài)的很有價(jià)值的信息。邊帶分析與識別，是現(xiàn)場診斷齒輪機(jī)構(gòu)重要而有效的方法。
幅值調(diào)制邊頻帶的形成有兩種情況，一種是反映齒輪的局部缺陷，如齒輪節(jié)線上的點(diǎn)蝕，調(diào)制結(jié)果產(chǎn)生較寬廣的邊頻帶；另一種齒輪缺陷表現(xiàn)為范圍較寬廣的分布性缺陷，如齒輪均勻磨損，其時(shí)邊頻帶顯得陡而窄，這兩種情況下的時(shí)域波形和頻譜。但是，如果兩個(gè)互相嚙合的齒輪它們齒數(shù)相同（此時(shí)，齒輪傳動只改變方向，不改變轉(zhuǎn)速，如羅茨鼓風(fēng)機(jī)使用的傳動齒輪對），這時(shí)兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)頻相同，因而無法根據(jù)fz來識別故障出在哪個(gè)齒輪上了。
