齿轮及齿轮箱诊断200510二

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1、BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1齿轮及齿轮箱诊断齿轮及齿轮箱诊断BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1一、齿轮及齿轮箱的振动信号特点 齿轮箱正常运转时，一般其振动信号是平稳信号，振动信号为各齿轮箱正常运转时，一般其振动信号是平稳信号，振动信号为各轴的转频和啮合频率。当发生故障时，其振动信号频率成份和幅轴的转频和啮合频率。当发生故障时，其振动信号频率成份和幅值将发生变化，一般具有以下特征：值将发生变化，一般具有以下特征： 信

2、号是稳态的信号是稳态的 对应仅仅是幅值的变化，振动能量的变化。主要是针对齿轮均匀对应仅仅是幅值的变化，振动能量的变化。主要是针对齿轮均匀磨损的情况。磨损的情况。 信号是周期平稳信号信号是周期平稳信号 出现有规律的冲击或调制现象。主要是针对齿轮的点蚀、疲劳剥出现有规律的冲击或调制现象。主要是针对齿轮的点蚀、疲劳剥落、齿形误差、安装误差、轴弯曲、不平衡、不对中、滚动轴承落、齿形误差、安装误差、轴弯曲、不平衡、不对中、滚动轴承剥落等。剥落等。 信号是非周期性信号信号是非周期性信号 信号中出现无规律的冲击或调制现象。主要是齿轮或轴承严重故信号中出现无规律的冲击或调制现象。主要是齿轮或轴承严重故障时。障

3、时。BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1二、多种多样的信号处理方法二、多种多样的信号处理方法2.1 时域诊断时域诊断 峰值指标峰值指标 脉冲指标脉冲指标 峭度峭度KURT-3( )vt - v 4 s1nS StCRESTvpeakvRMSvpeakvrBMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-12.2、同周期相加平均 时域信号由于相位不同，不同时刻的信号是不能作平时域信号由于相位不同，不同时刻的信号是不能作平均的。均的。 如果保证

4、起始相位相同，采样频率和采样点数相同，如果保证起始相位相同，采样频率和采样点数相同，转速稳定，是可以作平均的。转速稳定，是可以作平均的。 随着平均次数的增加，所在轴的转频及其倍频，啮合随着平均次数的增加，所在轴的转频及其倍频，啮合频率及其倍频被保留，其它轴的信号和噪声被消除，频率及其倍频被保留，其它轴的信号和噪声被消除，从而获得与被测齿轮有关的信号。从而获得与被测齿轮有关的信号。 如果转速不稳，采用锁相技术进行平均。如果转速不稳，采用锁相技术进行平均。 从时域平均信号中可以辅助判断一些故障（双轴）。从时域平均信号中可以辅助判断一些故障（双轴）。 时域平均信号不能用来诊断滚动轴承的故障。时域平均

5、信号不能用来诊断滚动轴承的故障。BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-12.3、频谱分析 频谱分析是诊断频谱分析是诊断齿轮箱的最常用齿轮箱的最常用的最有效方法。的最有效方法。 推荐采用加汉宁推荐采用加汉宁窗的幅值谱或功窗的幅值谱或功率谱。率谱。 比较和趋势分析比较和趋势分析BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-12.4、倒频谱分析 倒频谱用来诊断调制信号。但同解调分倒频谱用来诊断调制信号。但同解调分析相比，准确性较差。析相比，准确性

6、较差。2.5、细化谱分析 细化谱用来诊断调制信号。但幅值和相细化谱用来诊断调制信号。但幅值和相位信息误差较大。位信息误差较大。BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-12.6、传递函数 传递函数分析的目的是研究系统的固有频率，通过力传递函数分析的目的是研究系统的固有频率，通过力和响应，研究两者随频率变化的比例来估计系统的固和响应，研究两者随频率变化的比例来估计系统的固有频率。有频率。 相干分析适用来检验传递函数测试结果的可靠性。相干分析适用来检验传递函数测试结果的可靠性。相干函数分析相干函数分析100。797.65

7、Hz468.75Hz860.35Hz传递函数分析传递函数分析BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1三、齿轮及齿轮箱的诊断技术3.1、 调制调制 幅值调制幅值调制 频率调制（相位调制）频率调制（相位调制） 调频调幅调频调幅BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1tAtA调调 幅幅调调 频频BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-13.2、减速箱的四种调制

8、现象齿轮啮合频率调制现象齿轮啮合频率调制现象齿轮箱固有频率调制现象齿轮箱固有频率调制现象齿轮固有频率调制现象齿轮固有频率调制现象滚动轴承外环固有频率调制现象滚动轴承外环固有频率调制现象BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-13.3、不同调制现象的分析方法 齿轮啮合频率的调制分析方法齿轮啮合频率的调制分析方法 采用频谱和解调谱相结合的双谱分析法采用频谱和解调谱相结合的双谱分析法 频谱分析：齿轮的啮合频率，确定故障的齿轮幅频谱分析：齿轮的啮合频率，确定故障的齿轮幅 解调谱分析：调制频率，确定故障轴解调谱分析：调制频率

9、，确定故障轴辅助方法：辅助方法：时域波形，啮合频率幅值的趋势分析，提高诊断准确度。时域波形，啮合频率幅值的趋势分析，提高诊断准确度。BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1 齿轮固有频率调制分析方法齿轮固有频率调制分析方法采用解调谱、细化谱、频谱相结合的三谱分析法采用解调谱、细化谱、频谱相结合的三谱分析法 频谱分析：齿轮的啮合频率，确定故障的齿轮幅频谱分析：齿轮的啮合频率，确定故障的齿轮幅 解调谱、细化谱分析：调制频率，确定故障轴解调谱、细化谱分析：调制频率，确定故障轴难点：难点： 齿轮的固有频率不知道（事先可以

10、测出或计算出齿轮齿轮的固有频率不知道（事先可以测出或计算出齿轮 的固有频率）的固有频率）注意：注意：一般固有频率被激起，频率成份少，只有极少的谱峰一般固有频率被激起，频率成份少，只有极少的谱峰BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1 齿轮箱体固有频率调制分析方法齿轮箱体固有频率调制分析方法 采用时域波形分析、频谱分析、解调谱分析、趋势分采用时域波形分析、频谱分析、解调谱分析、趋势分析相结合的时频分析法析相结合的时频分析法时域波形：时域波形：周期性的冲击信号，一个大的冲击信号有多周期性的冲击信号，一个大的冲击信号有

11、多个小的冲击信号构成。个小的冲击信号构成。频域：频域：以箱体、齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，故以箱体、齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，故障齿轮或轴所在轴转频及其倍频为调制频率。障齿轮或轴所在轴转频及其倍频为调制频率。趋势：趋势：振动能量较正常工况下有较大幅度提高。振动能量较正常工况下有较大幅度提高。BMA INSTRUMENT 振动监测技术振动监测技术西马力检测仪器公司西马力检测仪器公司 产品部产品部 2022-6-1 轴承外环固有频率调制分析方法采用频谱、解调谱、细化谱三谱分析法采用频谱、解调谱、细化谱三谱分析法频域：主要依靠轴承外环的固有频率和轴承部件频域：主要依靠轴承外环的固有频率和轴