1、簡易振動診斷及分析技術(shù)杭州愛華儀器有限公司2005 年 4 月 17 日第一章 振動診斷及分析技術(shù)概述設(shè)備診斷技術(shù)，就是在設(shè)備運行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握設(shè) 備運行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預(yù)報未來狀態(tài)的技術(shù)。設(shè)備診斷技 術(shù)的主要工作手段可分為 10 種：振動、溫度、油液、聲學(xué)、強度、壓力、電氣 參數(shù)、表面狀態(tài)、無損檢測、工況指標(biāo)。其中以振動、溫度、油液及聲學(xué)的診斷 方法應(yīng)用最多。振動診斷及分析技術(shù)源起于軍事需要， 逐步開發(fā)了一些檢測方法和監(jiān)測手段， 特別是現(xiàn)代的數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用，使振動診斷及分析技術(shù)更加完善。由傳 感器或人的感官所獲得的信息往往不明顯、不直觀，很難直

2、接進行故障診斷。信 號分析處理可以將獲得的信息通過一定的方法進行變換處理，從不同的角度提取 最直觀、最敏感的特征信息。一般情況下要從多重分析域、多個角度來分析觀察 這些信息。分析處理方法的選擇、處理過程的準(zhǔn)確性以及表達的直觀性都會對診 斷結(jié)果產(chǎn)生較大影響。第二章 振動診斷基本知識振動是物體運動的一種形式， 機械振動是一種十分普通的現(xiàn)象， 凡是運行中的 機械都存在不同程度的振動。 在許多情況下， 振動是反映機器狀態(tài)最敏感的參數(shù)， 當(dāng)機器狀態(tài)發(fā)生微小的變化也往往能從振動的變化中反映出來。振動診斷與其他 設(shè)備診斷方法相比具有很大的優(yōu)越性。目前、振動診斷技術(shù)無論在理論上還是方 法上都比較成熟。振動測量

3、分析都是采用儀器操作完成，簡單方便，容易學(xué)習(xí)掌握。§ 2.1 振動基礎(chǔ)知識§2.1.1 按振動的原因分類自由振動：給系統(tǒng)一定的能量后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動。受迫振動： 元件或系統(tǒng)的振動是由周期變化的外力作用所引起的。 如不平衡， 不對中所引起的振動。自激振動：在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵而引 起的振動。§ 2.1.2 按振動頻率分類低頻振動： f<10中頻振動： 101000高頻振動： f>1000§ 2.1.3 振動三要素振幅d，頻率f和相位©振幅不僅用位移， 還可用速度 V 和加速度 a 表示。將位移一次微分

4、可得到速 度，再進行一次微分可得到加速度。§ 2.2 振動信號處理一臺運轉(zhuǎn)中的機器設(shè)備，從每一個測點上所測得的振動信號都不是單純的， 往往是由多個信號組成的綜合信號。根據(jù)測量結(jié)果，我們很難做出準(zhǔn)確的判斷， 所以必須對振動信號進行適當(dāng)?shù)奶幚?，提取與設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的特征。信號處 理的基本方法有幅域分析、時域分析、頻域分析和相域分析。§ 2.2.1 時間領(lǐng)域內(nèi)的信號處理它是通過觀察振動信號的時間歷程，對其信號的周期性及隨機性給出定性評 價。常用的方法有：波形分析、指標(biāo)因數(shù)、同步平均、軸心軌跡，統(tǒng)計分析方法。§ 2.2.2 頻率領(lǐng)域內(nèi)的信號處理 頻率領(lǐng)域內(nèi)的信號處理技術(shù)

5、主要就是利付氏變換將復(fù)雜的信號分解為簡單信 號的疊加。 一個顯得雜亂無章的時域信號， 一經(jīng)變換到頻域觀察就簡明清晰多了。 機器設(shè)備故障的發(fā)生、發(fā)展一般都會引起振動頻率的變化。一方面是增生新的頻 率成份，一方面是原有頻率成份的幅度增長。第三章 數(shù)字信號處理技術(shù)§ 3.1 數(shù)字信號處理技術(shù)概述振動信號通過振動傳感器變成電信號后，就可以對這個信號進行處理了，早 期的信號處理大多采用模擬設(shè)備完成。近幾十年來，隨著計算機和大規(guī)模集成技 術(shù)的發(fā)展以及快速傅里葉變換的應(yīng)用，為數(shù)字信號處理提供了強有力的手段和方 法，個人計算機的處理速度及功能越來越強，利用廉價的通用計算機配上相應(yīng)的 硬件設(shè)備制成的振

6、動測量及分析儀器越來越多。 如我公司開發(fā)的 6290A ，它采用 相同的硬件， 利用計算機的高速處理數(shù)據(jù)及顯示、存貯能力，可以對噪聲、 振動、 壓力等物理量進行采集、分析。數(shù)字信號處理技術(shù)與模擬技術(shù)相比有以下多種長 處：1 信號處理的動態(tài)范圍寬，信噪比高。傳統(tǒng)用來記錄信號的模擬錄音機的動態(tài)范圍只能達到 60 ，一般一個 16 位組 成的數(shù)字信號處理系統(tǒng)的動態(tài)范圍可達到 96 。由于模擬信號在模擬系統(tǒng)中要經(jīng)過 一系列的元器件，元件的熱噪聲和誤差會逐級累加和放大，使得整個系統(tǒng)的性能 指標(biāo)下降。而數(shù)字系統(tǒng)的誤差僅受模 - 數(shù)傳換的量化誤差及計算時有限字長的影 響，所以可以得到較高的信噪比。例如，傳統(tǒng)

7、的模擬倍頻程濾波器的信噪比僅能 做到 70 ，數(shù)字濾波器可以做到 80 以上。2 抗干擾能力強 數(shù)字處理系統(tǒng)的特性不受外界溫度、濕度的影響，沒有模擬電路的元件老化 問題。3 系統(tǒng)的靈活性對于模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)的配置和增益都很難改變，每當(dāng)系統(tǒng)變動后，也很難重 新加以調(diào)整。而對數(shù)字系統(tǒng)，所有這一切僅僅是改變軟件而已，十分容易實現(xiàn)。 事實上，數(shù)字系統(tǒng)的靈活性還體現(xiàn)在同一個系統(tǒng)可以完成不同的功能，實現(xiàn)不同 的應(yīng)用。4. 可實現(xiàn)體積小、重量輕，可靠性高 檢波、時間計權(quán)、頻率計權(quán)、濾波器等許多需要大量元件構(gòu)成的電子線路均 采用軟件來實現(xiàn)，當(dāng)然所用元件大幅度減少，體積也減小，重量變輕，可靠性提 高。在信號處理領(lǐng)

8、域里，信號被定義為一個隨時間變化的物理量，隨時間連續(xù)變 化的信號稱為連續(xù)信號，只在離散的時間點有確定的值稱為時間離散信號 23 。聲 波和振動信號是連續(xù)信號，由于它們在時間和幅度上都是連續(xù)的，所以也是模擬 信號，經(jīng)過變換后，就變成了時間和幅度上均離散的數(shù)字信號。數(shù)字信號經(jīng)過變 換器經(jīng)低通濾波器可變成模擬信號。由于描述信號的兩個最基本的參數(shù)是頻率和幅度，所以對信號分析也主要是 分析信號的頻率和幅度。當(dāng)以時間為自變量來進行分析時稱為時域處理，也稱為 波形分析；對信號的頻率進行分析時稱為頻域分析，或頻譜分析。信號分為模擬 信號和數(shù)字信號，與之相對應(yīng)的處理有模擬信號處理和數(shù)字信號處理，模擬信號 處理采

9、用有源或無源的元件對連續(xù)的信號進行連續(xù)處理，例如，可以用示波器對 信號進行時域上的分析，可以用濾波器進行頻譜分析。數(shù)字信號處理則將連續(xù)信 號進行抽樣量化后得到數(shù)字信號，再進行各種數(shù)字運算，得到結(jié)果后顯示出來， 或通過轉(zhuǎn)換后輸出。§ 3.2 轉(zhuǎn)換中的問題要進行數(shù)字信號處理，首先要對模擬信號進行轉(zhuǎn)換。輸入的模擬信號經(jīng)過采 樣后，是否會把抽樣點的信息失掉呢？在量化過程中，實際的信號幅值是用它最 接近的標(biāo)準(zhǔn)電平所代替， 這就有可能在幅值上引入誤差。 根據(jù)奈魁斯特抽樣定理， 當(dāng)信號的頻帶是有限的，而抽樣頻率又大于兩倍的最高頻率，則在理論上可以根 據(jù)它的離散抽樣值完全恢復(fù)出原始信號。如果信號不是

10、限制在一定頻帶之內(nèi)或抽 樣頻率太低，這會發(fā)生混疊現(xiàn)象，從而將一個高于采樣頻率一半的頻率鏡象誤認(rèn) 為是一個低于采樣頻率一半的頻率。 因為系統(tǒng)中有噪聲， 被測信號的頻率不限帶， 所以總會存在混疊現(xiàn)象，為了消除或減小混疊現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)換以前必須用一個模擬 的低通濾波器對信號進行限帶， 這個濾波器的截止特性是一個理想的低通濾波器， 這種低通濾波器的極數(shù)要求無窮大，實際上不可能實現(xiàn)的。實際的低通濾波器都 有一個過渡帶， 所以采樣頻率一般比信號的最高頻率要高 34 倍。這樣抗混疊濾 波器的階數(shù)可以比較低，采樣的速度提高也不多。由于轉(zhuǎn)換器的位數(shù)是有限的，它的最小分辨率決定了轉(zhuǎn)換器的量化誤差。由 于信號的精確值是

11、不斷變化的，所以要精確地分析量化誤差是不可能的，但其最 大值不超過量化步長。由于量化誤差的存在，使數(shù)字信號處理系統(tǒng)中出現(xiàn)了量化 噪聲，量化誤差越小，量化噪聲就越小，由于模擬信號本身就有一定的信噪比， 所以沒有必要要求量化噪聲很低，一般高于模擬信號的信噪比或能滿足動態(tài)范圍 的要求就可以了。理想的轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍可用下式表示：6.021.24()其中：b為字長(3-1)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)每增加一位，信噪比可以提高 6。如果要求信噪比大于80 ,則 要求字長b大于等于14位。§ 3.3頻譜分析§ 3.31傅里葉變換我們可以正明，滿足一定條件的周期函數(shù)總可以展成無限個正弦和余弦諧波 分量

12、之和。a0nx(t)(amcosm 沆 bmsinm t)2m32 Iam乍 x(t) cosm tdtT2bm;T x(t)sin m rtdtT T(3-2)(3-3)(3-4)式中:信號的周期，二基波角頻率諧波的次數(shù)。出于計算和表達上的方便，以上的公式常寫成復(fù)指數(shù)形式如下:x(t)八 Cmejm 1tm =0(3-5)1 T5 齊 2rx(t)ejm 1tdt(3-6)從以上公式中可以得出以下結(jié)論：1 時域內(nèi)的周期信號在頻域內(nèi)具有離散的譜線，其所有譜線的頻率都是基頻的整數(shù)倍，基頻等于周期信號周期的倒數(shù)。2 實函數(shù)（工程測量中的信號）采用傅立葉分析出的頻譜是共軛偶頻譜，是雙邊功率譜。3 對

13、于非周期信號，可以認(rèn)為T趨近于這時基頻趨近于0，于是非周期信號的頻譜也是連續(xù)的。§ 離散傅里葉變換（）從公式3-6我們可以看出，時域信號乘以一個旋轉(zhuǎn)因子后再進行積分就可以 得到它的頻譜，在數(shù)學(xué)計算中可以用有限的累加和代替無限連續(xù)積分。于是用轉(zhuǎn) 換器對時域連續(xù)信號進行采樣（離散）后，就可以用傅立葉變換分析它的頻譜了， 這就稱為離散傅立葉變換（）。對時域連續(xù)信號的采樣可以看成是采樣函數(shù)與時域 連續(xù)信號的乘積，采樣函數(shù)的傅立葉變換仍然是一個單位沖激串。時域里的周期 性信號在頻域里表現(xiàn)為離散的值，通常稱為譜線，而時域里的采樣在頻域時表現(xiàn) 為周期性的譜，也就是讓時域信號的頻譜按1（采樣間隔）進

14、行重復(fù)出現(xiàn)，由于時域 和頻域兩邊都是離散的，兩邊都表現(xiàn)出周期性，因此變換只需在一個有限周期里 的采樣作變換就可以了。離散傅立葉變換（）定義為：N -1X（k）八 x（n）ej2 nk/n（0.1，1）（3-7）n=01 N XX（n）= L X（k）ej2nk/n（o.1 ,1）（3-8）N k=0其中，X （K）是離散頻譜的第k個值，X（n）是時域采樣的第n個值。§ 快速傅立葉分析（）從以上的公式可以看出直接進行運算，對N個采樣點要作N2次復(fù)數(shù)乘加運算，速度太慢，所以雖然傅立葉變換已經(jīng)發(fā)明了許多年，但在工程上一直沒有得 到廣泛應(yīng)用，直到1965年和提出了規(guī)范化的快速算法，并定名為快

15、速傅立葉變 換，簡稱。它將計算量減少為（2N次復(fù)數(shù)乘加運算，極大地提高了運算速度， 給數(shù)字信號處理領(lǐng)域帶來了一場革命。是的一種快速算法，它沒有對進行任何近 似，精度沒有任何損失，相反由于計算步驟減少，由于位數(shù)限制所造成的累積誤 差較小。算法主要是考慮了旋轉(zhuǎn)因子的周期性和對稱性，將N點運算分解成若干 小點數(shù)的運算，然后再將小點數(shù)運算結(jié)果經(jīng)過簡單的組合，最終得到 N 點運算結(jié) 果。算法形式有很多種，但基本上分為兩大類，即時間抽取法和頻率抽取法。由 于算法的廣泛應(yīng)用，目前的芯片中專門設(shè)計了進行計算的指令，以提高運算速度 25 。§3.3.4 離散傅里葉變換中的問題 是基于周期性的采樣數(shù)據(jù)而

16、提出的，而事實上，這個周期是由采樣的時間窗所指定的。一但選定了一個，變換所得譜的最小間隔就被確定了，而且對這個譜 再進行反變換所重建的信號將具有以為間隔的周期性。因此，的一項重要工作就 是選取時間窗。由于時間窗的關(guān)系，變換將產(chǎn)生一些副作用，諸如譜泄漏和柵欄 效應(yīng)。當(dāng)采樣的時間窗不等于信號周期的整數(shù)倍，或信號不是周期信號時，信號在 窗的邊緣產(chǎn)生不連續(xù)，變換所得的各個離散頻率值不能落在窗函數(shù)所形成的頻譜 峰上，所以譜的幅度是不確定的，并且還會形成旁瓣，導(dǎo)致頻譜的展擴，它的上 限頻率可能超過折疊頻率，造成混疊。為了消除譜泄漏，最簡單的方法是選擇時 間窗的長度使它剛好等于周期性信號的整數(shù)倍。但這在實際

17、很難做到，實用的辦 法是通過加適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)，讓信號在窗的邊緣平滑過渡來解決。對非周期性的信號，它的頻譜應(yīng)該是連續(xù)的，但由于把信號按周期性處理， 結(jié)果變換出的譜是一些離散的譜線，這樣就產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，有一些頻率分量被 柵欄所遮檔，無法檢測。柵欄效應(yīng)可以通過加長采樣點來改進，也可選擇一個合 適的窗函數(shù)來減小這個誤差。§ 3.4窗函數(shù)及應(yīng)用在分析中為了減小或消除譜泄漏及柵欄效應(yīng)，常采用在時間信號上加一個窗 函數(shù)來解決，由傅里葉變換的性質(zhì)我們知道，時域內(nèi)加窗函數(shù)相當(dāng)于頻域內(nèi)信號 的頻譜和窗函數(shù)的頻譜進行卷積?？梢?，加窗雖減小了譜泄漏，但頻譜分析的結(jié) 果與加的窗函數(shù)有關(guān)，所以應(yīng)對窗函數(shù)的屬性詳

18、細(xì)了解和分析，以確定窗函數(shù)選 擇的依據(jù)。對窗函數(shù)的分析可以按帶通濾波器進行，主要分析等效噪聲帶寬、通 帶波動、3帶寬、選擇性四個指標(biāo)進行分析，其定義如圖 3-1所示。等效噪聲帶寬 指的是白噪聲通過濾波器的能量與通過理想濾波器的能量相 同，則理想濾波器的帶寬叫等效噪聲帶寬。通帶波動指的是在中心頻率兩邊 2范圍內(nèi)的最大波動3帶寬指的是兩個半功率點之間的頻率差值。選擇性常用形狀因素來表示，它用濾波器3帶寬與衰減60帶寬的比值來表 示。帶寬和選擇性可以判定濾波器分辨信號頻率的能力，波動可以判定濾波器在 信號幅度上的精度3-2常用的窗函數(shù)有矩形窗、漢寧窗、凱塞窗、平頂窗，它們的時域圖形如圖所示。:圖3-

19、2常用窗函數(shù)的時域波形矩形窗函數(shù)實際不是真正的加窗，是由于采樣上有限時間長度截取產(chǎn)生的。 例如一個正弦波在時間的截取時，如果不是整周期，在時域的起點和終點就會產(chǎn) 生不連續(xù)，從而導(dǎo)至能量泄漏到正弦波的主頻附近的頻率上。矩形窗經(jīng)傅氏變換 后在頻域上的圖形如圖3-3所示。圖3-3矩形窗頻域波形當(dāng)正弦波的頻率剛好和某譜線重合時，在頻域的采樣剛好采到了主峰的最大值，此時信號的幅度誤差為零，其它采樣落在零點，所以此時誤差最小，頻率分 辨最好。但當(dāng)不是整周期采樣時，由于柵欄效應(yīng)產(chǎn)生的最大誤差可達3.9，并會 產(chǎn)生許多旁瓣，最高的一個旁瓣僅比主瓣低了 13。所以矩形窗不是一個理想的窗,但當(dāng)可以保證周期采樣時卻

20、可以成為一個好的窗函數(shù)，可以用在階次分析中。漢寧窗將時間載取的兩端的信號進行了平滑，所以它減小時域的不連續(xù)，泄漏也相應(yīng)減小。它的主瓣有 4個譜線的寬度，最高的旁瓣比主瓣低了31，旁瓣按每10倍頻程60進行衰減。通帶的波動1.3?？梢?，它與矩形窗相比，泄漏、 波動都減小了，并且選擇性也提高。其頻域圖如圖 3-4所示。圖3-4漢寧窗頻域波形凱塞窗的旁瓣比較低，但等效噪聲帶寬比漢寧窗要大一點，波動卻小一點 因為凱塞窗有更好的選擇性，所以常用來檢測兩個頻率相近幅度不同的信號。圖3-5凱塞窗頻域波形3-6，平頂窗在頻域時的表現(xiàn)就象它的名稱一樣有非常小的通帶波動，見圖由于在幅度上有較小的誤差，所以這個窗可

21、以用在校準(zhǔn)上圖3-6平頂窗頻域波形表3-1 窗函數(shù)性能匯總表窗函數(shù)矩形窗漢寧窗凱塞窗平頂窗等效噪聲帶寬（f）1.01.51.83.8-3帶寬（ f）0.91.41.73.7第一零點處（ f）1.02.03.15.0通帶波動（）3.91.41.00.01取咼旁瓣（）-13-31-68-93旁瓣衰減率（）-6-18-6060帶寬（ f）66513.36.19.1形狀因素7509.23.62.5從以上幾種窗函數(shù)可以看出：每種窗函數(shù)都有各自的優(yōu)缺點。對于隨機信號 當(dāng)要對頻率進行精確分析時可以選用漢寧窗或凱塞窗，當(dāng)要對幅度進行精確分析 時可以選用平頂窗。如果信號是周期信號，并可以整周期采樣時，矩形窗是一

22、個 最好的選擇。第四章 旋轉(zhuǎn)機械振動信號分析§ 4.1 振動信號分析方法旋轉(zhuǎn)機械是指那些主要功能是由旋轉(zhuǎn)運動完成的機械，如電動機、離心式壓 縮機、汽輪發(fā)電機組。旋轉(zhuǎn)機械的振動信號大多是一些周期信號、準(zhǔn)周期信號， 它的特征頻率都與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)，等于轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻或分頻。獲取 旋轉(zhuǎn)機械振動的特征信息有三個方法：1 振動頻率分析常用分析，注意轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍成份。2 分析振幅的方向特征三軸向振動測量，對比三個方向的幅度。3 分析振幅隨轉(zhuǎn)速的變化多個轉(zhuǎn)速情況下測量，對比振幅。§ 4.2 常見幾種故障分析1 轉(zhuǎn)子不平衡時域波形正弦波特征頻率1X常伴頻率較小的高次諧波振動

23、方向徑向振幅隨轉(zhuǎn)速變化明顯振幅隨負(fù)荷變化不明顯轉(zhuǎn)子不對中平行不對中角度不對中綜合不對中時域波形1X 頻與 2X 頻疊加波形1X 頻與 2X 頻疊加波形1X 頻與 2X 頻疊加波形特征頻率2X 頻明顯較高2X 頻明顯較高2X 頻明顯較高常伴頻率1X 頻，高次諧波1X 頻，高次諧波1X 頻，高次諧波振動穩(wěn)定性穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定振動方向徑向為主徑向，軸向均較大徑向、軸向均較大振幅隨轉(zhuǎn)速變化不明顯不明顯振幅隨負(fù)荷變化明顯明顯3 松動由松動引起的振動具有一定的非線性，其振動信號的頻率成份相當(dāng)復(fù)雜。時域波形基頻、分?jǐn)?shù)諧波、高次諧波的疊加波形特征頻率基頻，分?jǐn)?shù)諧波常伴頻率2X ，3X振動穩(wěn)定性不穩(wěn)定振動方向松動方

24、向振幅隨轉(zhuǎn)速變化很明顯振幅隨負(fù)荷變化很明顯4 摩擦在時域波形圖上會發(fā)生單邊波峰“削波”現(xiàn)象。時域波形削波特征頻率1，常伴頻率1X振動穩(wěn)定性不穩(wěn)定振動方向徑向振幅隨轉(zhuǎn)速變化不明顯振幅隨負(fù)荷變化不明顯5 離心式機械液力（或氣力）通過振動的診斷大多數(shù)離心式機械還會出現(xiàn)一個很明顯的葉輪通過頻率及其諧波。此頻率 在數(shù)值上等于機器的轉(zhuǎn)頻乘以葉輪的葉片數(shù)。只要設(shè)備的運行狀態(tài)稍有變 化，其葉輪通過頻率的幅值就會有很大的變化?？赡苁且毫Γ饬Γ┱駝?激起某些零件或管道的共振，或管道設(shè)計不合理。6 共振機器設(shè)備上的每個零部件都有自已的“固有頻率” ，當(dāng)機器的轉(zhuǎn)速等于 固有頻率時， 就發(fā)生共振。 有時故障信號的諧波

25、也是產(chǎn)生共振的一個因 素。第五章 齒輪機構(gòu)的振動分析§5.1 齒輪振動信號分析簡介齒輪是旋轉(zhuǎn)機械上的重要部件，其運行狀態(tài)的好壞直接影響到整個機組的正 常工作。由于制造、安裝、維護和工作環(huán)境等多種因素的影響，齒輪機構(gòu)容易產(chǎn) 生種種缺陷，常見的缺陷有齒形加工誤差、兩齒輪軸不平行、齒輪單端接觸、齒 輪磨損。診斷齒輪故障有多種方法，其中最經(jīng)典的方法是振動頻譜分析。在對齒輪進行振動測量分析時應(yīng)注意下面幾點：1 仔細(xì)選擇測點位置，測點應(yīng)距故障源近一些，避免振動信號在傳輸通路 中的衰減，盡量提高信噪比。2 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪箱，振源多，譜線密集，應(yīng)選分辨率較高的儀器。3 大量監(jiān)測，建立標(biāo)準(zhǔn)譜。

26、7; 5.2 齒輪振動信號的頻率成份齒輪振動信號中包含著多種頻率成份，其中主要的有 3 種：1 齒輪嚙合頻率它是由于齒輪的嚙合運動而產(chǎn)生的，在數(shù)值上等于齒輪齒數(shù)乘以旋轉(zhuǎn)頻 率。*60( 5-1 )式中：齒輪嚙合頻率 ()齒輪旋轉(zhuǎn)頻率 ()齒輪齒數(shù)齒輪轉(zhuǎn)速 ()2 齒輪自振頻率 (也稱固有頻率 )凡是有缺陷的齒輪，通常會激起齒輪的自振。自振頻率的出現(xiàn)是齒輪失效的一個關(guān)鍵性指標(biāo)，齒輪的自振頻率一般由試驗測定，一般為110，這個 高頻振動經(jīng)過曲折的途徑傳到齒輪箱時一般已經(jīng)衰減， 多數(shù)情況不易測到。3 齒輪邊頻帶當(dāng)齒輪存在故障時，由于載荷波動而產(chǎn)生幅度調(diào)制，因轉(zhuǎn)速波動而產(chǎn)生頻 率調(diào)制，由此在嚙合頻率或固有頻率兩旁產(chǎn)生一簇簇邊頻。4 .齒輪的其他頻率成分由于轉(zhuǎn)子不平衡、軸不對中、機械松動等原因，齒輪振動信號中還包含有其他 的頻率成分。§ 5.3齒輪振動信號的頻譜分析技術(shù)齒輪振動信號的拾取采用加速度傳感器，頻譜一般采用功率譜分析，分析頻率的上限在10以內(nèi)。對功率譜圖的分析應(yīng)從兩方面進行。1 從嚙合頻率的變化判別齒輪故障，一是看嚙合頻率幅值的消長；二是看嚙合頻率諧波的分析。齒形的誤差使嚙合頻率成分發(fā)生明顯示的畸變。這種畸變，特別表現(xiàn)在諧波成分幅度的變化上，其高次諧波的幅度增長圖5-1分析邊頻帶特征識別齒輪故障由于齒輪故障或加工精度的