機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解振動基礎(chǔ)知識、振動測試傳感器、記錄及分析儀器2.掌握振動診斷的基礎(chǔ)工作；3．了解信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法;4.掌握時域診斷方法和功率譜診斷方法。5.掌握轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承的故障振動的基本特征和診斷方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）功率譜診斷方法、數(shù)學(xué)變換的工程作用。（2）齒輪、滾動軸承的故障振動特征。機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷1第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解振動基礎(chǔ)知識、振動測試傳感器、記錄及分析儀器2.掌握振動診斷的基礎(chǔ)工作；3．了解信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法;4.掌握時域診斷方法和功率譜診斷方法。5.掌握轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承的故障振動的基本特征和診斷方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）功率譜診斷方法、數(shù)學(xué)變換的工程作用。（2）齒輪、滾動軸承的故障振動特征。第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：2第4章振動監(jiān)測技術(shù)內(nèi)容概述：本章介紹機(jī)械振動基本知識、測試儀器、信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時域診斷方法、功率譜診斷方法、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法。另外著重介紹了轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承等典型機(jī)械零部件故障振動的基本特征和它們的故障診斷方法。第4章振動監(jiān)測技術(shù)內(nèi)容概述：3第4章振動監(jiān)測技術(shù)第4章振動監(jiān)測技術(shù)44．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.1振動的分類及其特點(diǎn)（1）按激振方式分

自由振動:外界有初始激勵,自身彈性力或慣性力的作用,阻尼

受拍振動:

外界施加交變力

自激振動:外界有輸入,自身產(chǎn)生交變力（2）按振動規(guī)律分

確定性振動:

周期(簡諧振動\復(fù)雜周期)、非周期

4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.1振動的分類及其特點(diǎn)54．1機(jī)械振動基礎(chǔ)

隨機(jī)振動:不確定性

平穩(wěn)隨機(jī)振動非平穩(wěn)隨機(jī)振動

許多機(jī)械故障產(chǎn)生的振動具有周期性,但經(jīng)常淹沒在隨機(jī)信號的噪音中!（3）按振動頻率分低頻（小于10Hz）、中頻（1000Hz）、高頻（大于1000Hz）4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)隨機(jī)振動:不確定性64．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.2振動參量（1）振幅:用位移\速度\加速度表示（2）頻率:每秒振動的次數(shù)周期的倒數(shù)角頻率:

（3）相位:4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.2振動參量74．2振動測試系統(tǒng)4.2.1常用的振動傳感器原理（1）壓電加速度傳感器

1）工作原理

發(fā)電原理,機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能!

電荷微弱,需要放大

4．2振動測試系統(tǒng)4.2.1常用的振動傳感器原理8（1）壓電加速度傳感器2）測量電路:電荷放大器和電壓放大器

3）傳感器的結(jié)構(gòu)

4）性能指標(biāo)

5)安裝方法:

盡量保證:

傳感器殼體與被測對象的振動一致性!6）測量誤差來源及使用注意事項（1）壓電加速度傳感器2）測量電路:電荷放大器和電壓9機(jī)械故障振動診斷153課件10（2）磁電式速度傳感器工作原理:線圈運(yùn)動切割磁力線產(chǎn)生感生電流結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)（2）磁電式速度傳感器11（3）電渦流振動位移傳感器工作原理:高頻電流通過線圈-高頻電磁場-金屬板產(chǎn)生電渦流-對抗磁場-線圈阻抗變化等效電路\測量電路\電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)及使用注意事項。（3）電渦流振動位移傳感器12電渦流傳感器電渦流傳感器134.2.1常用的振動傳感器原理（4）振動傳感器的選用原則

主要性能指標(biāo)測量范圍:測量的幅度范圍頻響范圍:測量的頻率范圍靈敏度精度穩(wěn)定性4.2.1常用的振動傳感器原理（4）振動傳感器的選用原144．2振動測試系統(tǒng)4.2.2信號記錄與處理設(shè)備（1）磁帶機(jī)（2）數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集的基本原理：完成一個采樣過程，將數(shù)據(jù)存儲起來。

采樣定理：為防止混疊，采樣頻率必須不小于2倍信號中的最大頻率成分。fs>2fmax。數(shù)據(jù)采集器的主要性能指標(biāo)：數(shù)據(jù)采集器的兩種主要類型：同步采集、巡回采集。（3）信號分析與處理設(shè)備

計算機(jī)、其他信號分析及記錄儀、Hp35624．2振動測試系統(tǒng)4.2.2信號記錄與處理設(shè)備154．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)實(shí)際測量的某機(jī)械設(shè)備振動信號4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)實(shí)際測量的某機(jī)械設(shè)備振動164．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.1信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換（1）付里葉（Fourier）變換付里葉級數(shù)付里葉變換付里葉逆變換離散付里葉變化（DFT）工程計算方法快速付里葉變換（FFT）快速工程計算方法4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.1信號分析與174．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)數(shù)學(xué)原理到工程應(yīng)用：函數(shù)、信號、時間歷程、揭示信號的頻率分布；（2）拉普拉斯（Laplace）變換（3）Z變換：離散系統(tǒng)的拉斯變換（4）西爾伯特（Hilbert）變換：同一域中函數(shù)互相映射；（5）小波變換：尋找突變信號；突變信號信息量大。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)數(shù)學(xué)原理到工程應(yīng)用：184．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.2振動信號的時域分析基于特征參量數(shù)值變化或圖形變化的監(jiān)測診斷原理。（1）統(tǒng)計特征分析

1）均值：靜態(tài)分量。

2）均方值和均方根值：信號的平均能量，是機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的重要指標(biāo)（ISO2372）。

3）方差和均方差（標(biāo)準(zhǔn)差）：相對于均值的波動。方差的變化（變大）可以反映機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.2振動信194．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4）概率密度函數(shù)：概率密度函數(shù)圖形的變化反映機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化。例：相同型號機(jī)器的振動速度的概率密度函數(shù)圖形。圖形較為分散的是狀態(tài)不好的機(jī)器，圖形集中在原點(diǎn)的是狀態(tài)良好的機(jī)器。為什么？

5）幅值參數(shù)：4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4）概率密204．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)有量綱型：

方根幅值平均幅值（均值）均方幅值（均方根值）峰值峭度4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)有量綱型：214．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)無量綱型：波形指標(biāo)K：均方幅值/平均幅值峰值指標(biāo)C：峰值/均方幅值脈沖指標(biāo)I：峰值/平均幅值裕度指標(biāo)L：峰值/方根幅值峭度系數(shù)S：峭度/均方幅值高階數(shù)的參量更能反應(yīng)信號中的沖擊成分。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)無量綱型：224．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：汽車后橋齒輪在不同運(yùn)行狀態(tài)下振動加速度信號的無量綱指標(biāo)：脈沖指標(biāo)I、峰值指標(biāo)C、波形指標(biāo)K。從圖形上看，脈沖指標(biāo)I、峰值指標(biāo)C變化明顯，可以作為齒輪狀態(tài)的診斷指標(biāo)，I比C變化幅度更大。而波形指標(biāo)K的變化很小。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：汽車后橋齒輪在不同234．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）相關(guān)分析1）自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)的一個重要性質(zhì)：周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號，但不具有原信號的相位信息。不衰減的自相關(guān)函數(shù)與衰減的自相關(guān)函數(shù)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）相關(guān)分析244．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：相同齒輪箱的兩種自相關(guān)函數(shù)圖形。自相關(guān)函數(shù)快速衰減的齒輪箱狀態(tài)比不衰減的或衰減緩慢的要好。為什么？很多故障的振動有周期性。2）互相關(guān)函數(shù)分析信號傳遞途徑，尋找信號源。比如：振動源或噪音源。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：相同齒輪箱的兩種自25作業(yè)

1.

編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的圖形及數(shù)據(jù)文件。然后再編制一信號處理程序，對信號進(jìn)行時域統(tǒng)計分析和功率譜分析,用圖形輸出。時域統(tǒng)計分析包括計算均值、均方根值、概率密度函數(shù)。（建議用Matlab編寫！）函數(shù)(1)X(t)=10sin(2π×320t)

(2)X(t)=50×RND

(3)X(t)=10sin(2π×320t)+50×RND

采樣點(diǎn)數(shù):1024功率譜譜線數(shù):512條(點(diǎn))作業(yè)1.編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的26作業(yè)N:1024;Fs=1000,(>2*320)dt=0:N-1X=10*sin(2*pi*320*dt/fs)S(f)=Pxx=sqrt(abs(fft(X,N).^2)/N);fori=1:512;Pxx1(i)=Pxx(i);endplot(N,X)xlabel('Time(s)');ylabel('Signal(X(t))');title('TimeSeriesN=1024');

作業(yè)N:1024;Fs=1000,(>2*274．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.3功率譜診斷自功率譜是自相關(guān)函數(shù)的付里葉變換，是振動信號頻域分析的主要方法，反映信號的能量隨頻率的分布。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.3功率譜284．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)利用自功率譜診斷機(jī)械故障的主要依據(jù)是：

a）有關(guān)特征頻率的識別；b）功率譜圖的變化。

（1）有關(guān)特征頻率的識別診斷機(jī)械故障的部位在很大程度上依賴于各類缺陷的激振頻率識別。識別?哪個零件或部件是激振源?4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)利用自功率譜診斷機(jī)械故294．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)識別?激振頻率主要有兩類：1）缺陷引起的:2）結(jié)構(gòu)引起的:

在很多情況下，這兩類的激振頻率是一樣的。例如：齒輪正常振動和齒面磨損激發(fā)的振動頻率都是齒輪嚙合頻率。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)識別?304．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)如何識別：

(a)計算相關(guān)的振動頻率，如軸的轉(zhuǎn)動頻率(n/60)、滾動軸承的通過頻率、齒輪的嚙合頻率、結(jié)構(gòu)固有頻率等。

(b)分析對象的振動機(jī)理。比如：有無調(diào)制（調(diào)頻與調(diào)幅）現(xiàn)象出現(xiàn)。

(c)實(shí)驗測量；

(d）比較測試得到的譜圖。分析推理!

4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)如何識別：31

32機(jī)械故障振動診斷153課件334．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)

（2）功率譜圖的變化監(jiān)測當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時，其振動信號的功率譜的形狀或譜值會發(fā)生變化。

局部變化：某一特征頻率或頻帶下的譜能量增加。

整體變化：整個譜圖的變化。機(jī)械設(shè)備狀態(tài)等級的劃分：A級、B級、C級、D級等。描述功率譜變化有一些定量指標(biāo)，當(dāng)這些指標(biāo)達(dá)到某級別的門限值時，相應(yīng)把機(jī)器歸到某一狀態(tài)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）功率344．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)1）標(biāo)準(zhǔn)譜所謂標(biāo)準(zhǔn)譜可以理解為機(jī)器某種狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)功率譜。正常狀態(tài)下得到的標(biāo)準(zhǔn)譜可作為正常標(biāo)準(zhǔn)譜，異常狀態(tài)得到的標(biāo)準(zhǔn)譜作為異常標(biāo)準(zhǔn)譜。建立標(biāo)準(zhǔn)譜需要大量的數(shù)據(jù)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)1）標(biāo)準(zhǔn)譜354．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)2）描述功率譜特征的幾個指標(biāo)頻率重心

均方頻率

頻域方差4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)2）描述功率譜特征的幾364．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)萊斯頻率諧波指標(biāo)

——積分過程的萊斯頻率，

頻率重心、均方頻率、萊斯頻率都是描述功率譜主頻帶位置變化的指標(biāo)；頻域方差、諧波指標(biāo)描述功率譜的分布狀態(tài)和譜寬。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)萊斯頻率374．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：某臺電動機(jī)進(jìn)行2000小時疲勞實(shí)驗。得到電動機(jī)軸承蓋振動速度的萊斯頻率和諧波指標(biāo)，該兩個指標(biāo)在1000小時處開始緩慢增加，1500小時后加速增長。后期的增長，反映了滾動軸承的疲勞損傷。（沖擊振動增強(qiáng)）（圖）作業(yè)：如何利用振動信號的功率譜診斷皮帶運(yùn)輸機(jī)械動力傳遞系統(tǒng)的機(jī)械故障？（電機(jī)至驅(qū)動滾筒）4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：某臺電動機(jī)進(jìn)行20384．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.4時間序列分析（1）時間序列與時間序列分析

時間序列：是指按時間先后順序排列的一組數(shù)據(jù)。時間序列分析：依據(jù)時間序列，建立數(shù)學(xué)模型，揭示產(chǎn)生時間序列的系統(tǒng)特性。（2）時間序列分析的數(shù)學(xué)模型

ARMA模型、AR模型。應(yīng)用：氣象、經(jīng)濟(jì)、股票市場。分析未來趨勢。預(yù)測分析的重要性和難度。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.4時間序394．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.5信號處理的一些特殊方法（1）時域平均法從混有噪聲干擾的信號中提取周期性信號的過程。以一定的時間間隔去截取所測得的信號，然后將所截取的信號段疊加再平均，這樣可消除信號中的非周期分量和隨機(jī)干擾，保留預(yù)定的周期成分。

時間間隔為要提取的信號周期。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.5信號處404．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）倒頻譜分析方法倒頻譜，就是對功率譜的對數(shù)值進(jìn)行付里葉逆變換的結(jié)果。

——倒頻率，時間量綱。作用：（1）識別復(fù)雜功率譜圖上的周期結(jié)構(gòu)；（2）解卷積。能將信號中的輸入信號和傳遞途徑的效應(yīng)分離開來，使分析結(jié)果受傳遞途徑的影響較小，去回聲。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）倒頻譜分析方法414．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)一滾動軸承上得到的功率譜圖太復(fù)雜，難以識別特征譜線，故經(jīng)過倒頻譜處理，倒頻譜圖上有兩個明顯的譜線，即

τ1=9.47ms，τ2=37.90ms，它們對應(yīng)功率譜圖上的周期間隔為：△f1=1/τ1=1000/9.47=105.60Hz△f2=1/τ2=1000/37.90=26.38Hz

4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)一滾動軸承上得到的功率42

而此滾動軸承的內(nèi)圈故障特征頻率（通過頻率）為26.35Hz，鋼球故障特征頻率為106.35。這說明倒頻譜譜線反映了軸承內(nèi)圈和鋼球的故障。而此滾動軸承的內(nèi)圈故障特征頻率（通過頻率434．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（3）自適應(yīng)除噪技術(shù)(ANC)（4）共振解調(diào)技術(shù)(IFD)

滾動軸承診斷4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（3）自適應(yīng)除噪技術(shù)(444．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

4.4.1振動診斷的基礎(chǔ)工作（1）確定診斷對象重要的設(shè)備、關(guān)鍵的設(shè)備、大型設(shè)備（2）選定測量參數(shù)低頻測位移（0-100Hz）、中頻測速度（10-1000Hz）、高頻測加速度（1000Hz）位移：速度：加速度：

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.1振動診斷的基礎(chǔ)工作454．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）選擇監(jiān)測點(diǎn)測量點(diǎn)數(shù)量及方向的確定應(yīng)考慮的總原則是：能對設(shè)備振動狀態(tài)作出全面的描述；應(yīng)是離機(jī)械設(shè)備核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)；應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)。在測軸承的振動時，測量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)；與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動部件最好只有一個界面，盡可能避免多層相隔。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）選擇監(jiān)測點(diǎn)464．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用對于低頻振動，應(yīng)該在水平和垂直兩個方向同時進(jìn)行測量，必要時，還應(yīng)在軸向進(jìn)行測量；而對于高頻振動，則一般只需在一個方向進(jìn)行測量。這是因為低頻信號的方向性較強(qiáng)，而高頻信號對方向則不敏感的緣故。港口機(jī)械常見的部件：電機(jī)、減速器、卷筒、聯(lián)軸節(jié),測點(diǎn)一般在軸承座上，多半取徑向；測點(diǎn)一經(jīng)確定，不要輕易改變。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用對于低頻振動，應(yīng)該在水平和垂直兩個474．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）確定測量周期定期檢測：確定一個檢測周期。隨機(jī)點(diǎn)檢：不定期。長期在線監(jiān)測；實(shí)時、在線。（5）確定判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)：將被測量值與事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)檻值”相比較，以判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一類標(biāo)準(zhǔn)。ISO2372、ISO3495等。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）確定測量周期48機(jī)械故障振動診斷153課件494．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：相對判斷標(biāo)準(zhǔn)又稱縱向比較標(biāo)準(zhǔn)，它連續(xù)地監(jiān)測某臺機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，取得其完整的運(yùn)行歷程記錄，并將設(shè)備初始投入運(yùn)行或維修后經(jīng)過適度的磨合而進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)時的被測量值作為原始基值，根據(jù)被測參量依運(yùn)行時間的相對變化規(guī)律，對該臺機(jī)械設(shè)備所處工況狀態(tài)進(jìn)行判斷。實(shí)測值/原始值4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：504．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：類比判斷標(biāo)準(zhǔn)是把數(shù)臺型號相同的整臺機(jī)械設(shè)備或零部件在外載荷、轉(zhuǎn)速以及環(huán)境因素等都相同的條件下的被測量值進(jìn)行比較，依此區(qū)分這些同類設(shè)備或零件所處的工況狀態(tài)。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：類比判斷514．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.2

轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷

轉(zhuǎn)軸組件是機(jī)械系統(tǒng)中最常用的一類基礎(chǔ)件。（元件、構(gòu)件、組件）（1）不平衡就是由于旋轉(zhuǎn)體軸心周圍的質(zhì)量分布不均、使軸在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力而引起振動的現(xiàn)象。激振頻率為轉(zhuǎn)頻n/60。靜不平衡、動不平衡、軸彎曲。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.2轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷524．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

特征：徑向振動為主；頻率為轉(zhuǎn)頻；振動幅值隨轉(zhuǎn)速而變；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用特征：徑向振動為534．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）不同軸（不對中）是指用聯(lián)軸節(jié)連接起來的兩根軸的中心線不重合的現(xiàn)象，又稱不對中。不同軸不嚴(yán)重時，其頻率成分為旋轉(zhuǎn)基頻；不同軸嚴(yán)重時，則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)基頻的高次諧波成分。對于不平衡故障，振幅隨轉(zhuǎn)速的升高增大得很快；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）不同軸（不對中）544．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

特征：徑向振動與軸向振動共存；頻率為轉(zhuǎn)頻，不同軸嚴(yán)重時，則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)基頻的高次諧波，其轉(zhuǎn)頻的2階倍頻幅值相對較大。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用特征：徑向振動與554．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）機(jī)械松動機(jī)械松動現(xiàn)象是因緊固不牢引發(fā)的。其通常的特征是在旋轉(zhuǎn)頻率的一系列諧頻上出現(xiàn)較大的振幅。特征：無特別方向；頻率為轉(zhuǎn)頻，且有高次諧波，有時有分?jǐn)?shù)諧波；振動幅值隨轉(zhuǎn)速變化；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）機(jī)械松動564．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械松動特征：無特別方向；頻率為轉(zhuǎn)頻，且有高次諧波，有時有分?jǐn)?shù)諧波；振動幅值隨轉(zhuǎn)速變化；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械松動特征：無特574．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）自激振動工程中的自激振動一般是由于系統(tǒng)內(nèi)部自然形成的“內(nèi)在反饋”所引起的，又稱“顫振”。機(jī)理復(fù)雜。一旦激發(fā)，振幅會越來越大，為害大。特征：無特別方向；頻率為固有頻率；有臨界轉(zhuǎn)速；較高轉(zhuǎn)速的滑動軸承（5）電磁力引起的振動電磁激勵，50Hz4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）自激振動584．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.3齒輪的故障診斷（1）齒輪的振動機(jī)理

1）齒輪的嚙合振動嚙合沖擊：單齒嚙合與雙齒嚙合交替進(jìn)行，嚙合剛度交替變化。產(chǎn)生嚙入沖擊和嚙出沖擊。節(jié)線沖擊：嚙合接觸點(diǎn)的摩擦力在節(jié)點(diǎn)處變方向。嚙合頻率：

式中：主、從動齒輪的齒數(shù)；主、從動齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.3齒輪的故障診斷594．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

齒輪嚙合振動是一個周期振動。振幅、初相位、嚙合振動最高分量。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪嚙合振動是一個周期振動。604．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）齒輪的制造和裝配誤差引起振動齒距累積誤差、齒形誤差、基節(jié)偏差、3）齒輪在使用過程中出現(xiàn)損傷引起振動磨損、表面疲勞、塑性變形、齒牙斷裂、氣蝕、電蝕4）沖擊載荷引起的自由衰減振動4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）齒輪的制造和裝配誤差引起振動614．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）齒輪故障振動診斷方法

1）時域特征齒面損傷、齒輪偏心、齒輪回轉(zhuǎn)質(zhì)量不平衡、齒輪局部性缺陷、齒距誤差、高速旋轉(zhuǎn)齒輪的振動

2）頻域特征調(diào)制現(xiàn)象：調(diào)幅與調(diào)頻4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）齒輪故障振動診斷方法624．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用A.齒輪振動的調(diào)幅現(xiàn)象是由于齒面載荷波動對振動幅值的影響所造成的。

式中：，幅值調(diào)制函數(shù)；調(diào)制頻率、調(diào)幅指數(shù)、初相位、調(diào)制函數(shù)的最高分量。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用A.齒輪振動的調(diào)幅現(xiàn)象是由于齒面載634．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪振動調(diào)幅現(xiàn)象的時域波形。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪振動調(diào)幅現(xiàn)象的時域波形。644．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

調(diào)幅邊頻帶具有豐富的齒輪狀態(tài)信息.邊頻帶往往是等間隔,一般等于齒輪軸轉(zhuǎn)頻!4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用調(diào)幅邊頻帶具有豐富的齒654．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用B.齒輪振動的調(diào)頻現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)速波動或者齒距不均引起的。式中：，頻率調(diào)制函數(shù)；調(diào)制頻率、調(diào)頻指數(shù)、初相位、調(diào)制函數(shù)的最高分量。調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動信號的能量增加，而是從嚙合分量上取出部分能量放在邊帶上。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用B.齒輪振動的調(diào)頻現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)速波66齒輪振動調(diào)頻現(xiàn)象的時域波形-----疏密波齒輪振動調(diào)頻現(xiàn)象的時域波形-----疏密波674．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動信號的能量增加，而是從嚙合分量上取出部分能量放在邊帶上。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動684．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用C．鬼線：功率譜上的一個頻率分量，產(chǎn)生的原因是加工過程給齒輪所帶來的周期性誤差。鬼線頻率與齒輪加工機(jī)械的工作頻率有關(guān)。鬼線分量會隨著使用逐漸減小。例：下面是某二級齒輪減速器的振動譜圖。輸入軸轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，齒數(shù)為Z1=23，Z2=52，Z3=31，Z4=86，計算該齒輪減速器的振動特征頻率，試判別該譜圖上的主要頻率分量。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用C．鬼線：功率譜上的一個頻率分量，694．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用704．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解：三個軸的轉(zhuǎn)動頻率：

f1=n1/60=1500/60=25Hzf2=n1/60×Z1/Z2=1500/60×23/52=11Hzf3=f2*Z3/Z4=11×31/86=4Hz

兩對齒輪的嚙合振動頻率

fz1z2=f1*Z1=25*23=575Hzfz3z4=f2*Z3=11×31=341Hz4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解：三個軸的轉(zhuǎn)動頻率：714．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用振動譜圖上的主要頻率分量：頻率分量575Hz為齒輪Z1和齒輪Z2的嚙合振動；頻率分量341Hz為齒輪Z3和齒輪Z4的嚙合振動；頻率分量50Hz為電磁激勵引起的振動。在575Hz處有11Hz的邊帶簇，說明齒輪Z2缺陷較大。（思考題：50Hz的分量可能是什么原因引起的？）4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用振動譜圖上的主要頻率分量：72作業(yè)一

1.

編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的圖形及數(shù)據(jù)文件。然后再編制一信號處理程序，對信號進(jìn)行時域統(tǒng)計分析和功率譜分析,用圖形輸出。時域統(tǒng)計分析包括計算均值、均方根值、概率密度函數(shù)。（建議用Matlab編寫?。┖瘮?shù)(1)X(t)=10sin(2π×320t)

(2)X(t)=50×RND

(3)X(t)=10sin(2π×320t)+50×RND

采樣點(diǎn)數(shù):1024功率譜譜線數(shù):512條(點(diǎn))作業(yè)一1.編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的73作業(yè)二

齒輪調(diào)幅信號參數(shù):

要求:圖形顯示時域信號和功率譜N=1024作業(yè)二74作業(yè)三

齒輪調(diào)頻信號:

要求:圖形顯示時域信號和功率譜N=1024作業(yè)三754．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.4軸承的故障診斷滾動軸承與滑動軸承。（1）滾動軸承常見的異常現(xiàn)象滾動軸承會發(fā)生磨損、壓痕、點(diǎn)蝕、裂紋、表面脫落、破損、膠合、燒損、電蝕、銹蝕、以及變色等多種異?，F(xiàn)象（2）滾動軸承的振動機(jī)理及故障特征頻率

1）振動機(jī)理振動的內(nèi)部因素：結(jié)構(gòu)、加工裝配誤差及故障。振動的外部因素：轉(zhuǎn)速、負(fù)荷。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.4軸承的故障診斷76振動機(jī)理圖振動機(jī)理圖774．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用在軸承座上測取的振動信號是各種因素引起的綜合振動軸承本身結(jié)構(gòu)及加工裝配誤差引起的振動特征：含有較多的頻率成分、隨機(jī)性較強(qiáng)。軸承故障引起的振動特征：磨損類故障引起的振動隨機(jī)性較強(qiáng)、但強(qiáng)度高?？捎谜駝佑行е翟u估。表面損傷類故障（點(diǎn)蝕、剝落、擦傷、凹坑）產(chǎn)生突變的沖擊脈沖力，激發(fā)軸承系統(tǒng)的高頻固有振動或傳感器諧振。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用在軸承座上測取的振動信號是各種因素78表面損傷類故障（點(diǎn)蝕、剝落、擦傷、凹坑）產(chǎn)生突變的沖擊脈沖力，激發(fā)軸承系統(tǒng)的高頻固有振動或傳感器諧振。表面損傷類故障（點(diǎn)蝕、剝落、擦傷、凹坑）產(chǎn)生突變的沖擊脈沖力794．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用故障產(chǎn)生的沖擊振動從頻率上講可分為兩類：低頻振動和高頻固有振動。低頻振動是由軸承中各元件缺陷反復(fù)碰擊其他工作表面而產(chǎn)生的，低頻振動與軸承轉(zhuǎn)動頻率有關(guān)，一般有周期性；高頻固有振動是由缺陷沖擊激發(fā)的軸承元件固有衰減振動，包括軸承內(nèi)圈、外圈、滾動體、甚至引起傳感器的諧振。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用故障產(chǎn)生的沖擊振動從頻率上講可分為80滾動軸承振動頻譜(低頻區(qū)、元件固有振動區(qū)、聲發(fā)射區(qū))滾動軸承振動頻譜(低頻區(qū)、元件固有振動區(qū)、聲發(fā)射區(qū))814．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）故障特征頻率

(A)滾動軸承內(nèi)圈、外圈、滾動體內(nèi)圈

外圈

滾動體：

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）故障特征頻率824．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

式中:-----滾動體直徑;-----軸承節(jié)圓直徑;-----軸承外圈轉(zhuǎn)頻;-----軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)頻;------滾動體個數(shù);-----接觸角;

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用式中:83

如下圖為一向心球軸承，已知滾珠直徑為d，節(jié)圓直徑為D，外環(huán)固定不動，內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速為每分鐘n轉(zhuǎn)，滾珠個數(shù)為z，滾珠與滾道之間為純滾動。試推導(dǎo)滾動軸承元件外滾道上某一點(diǎn)A的接觸頻率計算公式。為什么這個頻率又稱滾動軸承外環(huán)的故障頻率？

如下圖為一向心球軸承，已知滾珠直徑為d，節(jié)圓84

85問題求解:

確定內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)頻、內(nèi)環(huán)角速度確定單個滾動體與內(nèi)環(huán)接觸點(diǎn)B的速度確定滾動體中心C的速度確定滾動體中心C轉(zhuǎn)頻依據(jù)外環(huán)固定再確定單個滾動體與點(diǎn)A的接觸頻率根據(jù)滾動體個數(shù)z，確定所有滾動體與外環(huán)點(diǎn)A的接觸頻率作業(yè):推導(dǎo)滾動軸承外環(huán)某點(diǎn)接觸頻率.問題求解:864．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（B）滾動軸承元件的固有頻率滾動軸承中的各元件因受到?jīng)_擊而作自由振動時是以各自的固有振動頻率進(jìn)行的。內(nèi)外環(huán)的固有振動頻率軸承套圈徑向彎曲振動的固有頻率鋼球的固有振動頻率4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（B）滾動軸承元件的固有頻率87機(jī)械故障振動診斷153課件88機(jī)械故障振動診斷153課件894．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用(3)滾動軸承的振動診斷方法

1）低頻振動信號接收法直接測量和分析低頻振動信號。測試系統(tǒng)簡單、便宜。

2）沖擊脈沖法(SPM)(ShockPulseMethod)使用高頻響應(yīng)傳感器測量軸承的缺陷沖擊壓縮波的最大幅值。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用(3)滾動軸承的振動診斷方法904．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用3）共振解調(diào)法缺陷的脈沖力激起系統(tǒng)（傳感器）的固有頻率作衰減振動。元件損傷——沖擊力——元件高頻固有振動——傳感器測取振動信號——帶通濾波——某一高頻固有振動——包絡(luò)檢波——包絡(luò)信號——頻譜分析——故障診斷。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用3）共振解調(diào)法914．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用滾動軸承故障振動診斷儀4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用滾動軸承故障振動診斷儀924．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用作業(yè)：

（1）簡述共振解調(diào)法診斷滾動軸承故障的基本原理。（2）分析典型機(jī)械零部件（軸、齒輪、軸承）故障的頻譜特征及原因。（3）以向心球軸承為對象，推導(dǎo)該類型軸承內(nèi)圈、外圈、滾動體表面缺陷產(chǎn)生的故障特征頻率。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用作業(yè)：93思考題

（1）簡述港口機(jī)械常見的故障診斷難題。說明產(chǎn)生的根源。（2）簡述機(jī)械振動與機(jī)械故障的關(guān)系。

（3）以門座起重機(jī)為對象，建立其機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。（如何建？內(nèi)容？方法？步驟？）（4）如何利用振動信號的功率譜診斷皮帶運(yùn)輸機(jī)械動力傳遞系統(tǒng)的機(jī)械故障？（電機(jī)至驅(qū)動滾筒）

（5）簡述共振解調(diào)法診斷滾動軸承故障的基本原理。思考題（1）簡述港口機(jī)械常見的故障診斷難題。94制動器實(shí)驗臺振動測試問題1、從頻域譜圖上看，有沒有機(jī)械松動的現(xiàn)象？為什么？時間曲線能否反映這種現(xiàn)象？2、本實(shí)驗臺的機(jī)械振動，有沒有電磁激勵引起的頻率成分？為什么？3、從敲擊實(shí)驗的現(xiàn)象、過程與結(jié)果，談?wù)勀銓C(jī)械沖擊的認(rèn)識？起重機(jī)哪些工作機(jī)構(gòu)容易誘發(fā)沖擊振動？4、你能分辨出有關(guān)的滾動軸承通過振動頻率成分嗎？為什么？5、畫出振動測試系統(tǒng)的組成框圖。制動器實(shí)驗臺振動測試問題1、從頻域譜圖上看，有沒有機(jī)械松動的95

96機(jī)械故障振動診斷153課件97機(jī)械故障振動診斷153課件98機(jī)械故障振動診斷153課件99機(jī)械故障振動診斷153課件100謝謝觀賞謝謝觀賞101機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解振動基礎(chǔ)知識、振動測試傳感器、記錄及分析儀器2.掌握振動診斷的基礎(chǔ)工作；3．了解信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法;4.掌握時域診斷方法和功率譜診斷方法。5.掌握轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承的故障振動的基本特征和診斷方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）功率譜診斷方法、數(shù)學(xué)變換的工程作用。（2）齒輪、滾動軸承的故障振動特征。機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷153機(jī)械故障振動診斷102第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解振動基礎(chǔ)知識、振動測試傳感器、記錄及分析儀器2.掌握振動診斷的基礎(chǔ)工作；3．了解信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法;4.掌握時域診斷方法和功率譜診斷方法。5.掌握轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承的故障振動的基本特征和診斷方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：（1）功率譜診斷方法、數(shù)學(xué)變換的工程作用。（2）齒輪、滾動軸承的故障振動特征。第4章振動監(jiān)測技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：103第4章振動監(jiān)測技術(shù)內(nèi)容概述：本章介紹機(jī)械振動基本知識、測試儀器、信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換、時域診斷方法、功率譜診斷方法、時間序列分析及信號處理的一些特殊方法。另外著重介紹了轉(zhuǎn)軸組件、齒輪、滾動軸承等典型機(jī)械零部件故障振動的基本特征和它們的故障診斷方法。第4章振動監(jiān)測技術(shù)內(nèi)容概述：104第4章振動監(jiān)測技術(shù)第4章振動監(jiān)測技術(shù)1054．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.1振動的分類及其特點(diǎn)（1）按激振方式分

自由振動:外界有初始激勵,自身彈性力或慣性力的作用,阻尼

受拍振動:

外界施加交變力

自激振動:外界有輸入,自身產(chǎn)生交變力（2）按振動規(guī)律分

確定性振動:

周期(簡諧振動\復(fù)雜周期)、非周期

4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.1振動的分類及其特點(diǎn)1064．1機(jī)械振動基礎(chǔ)

隨機(jī)振動:不確定性

平穩(wěn)隨機(jī)振動非平穩(wěn)隨機(jī)振動

許多機(jī)械故障產(chǎn)生的振動具有周期性,但經(jīng)常淹沒在隨機(jī)信號的噪音中!（3）按振動頻率分低頻（小于10Hz）、中頻（1000Hz）、高頻（大于1000Hz）4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)隨機(jī)振動:不確定性1074．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.2振動參量（1）振幅:用位移\速度\加速度表示（2）頻率:每秒振動的次數(shù)周期的倒數(shù)角頻率:

（3）相位:4．1機(jī)械振動基礎(chǔ)4.1.2振動參量1084．2振動測試系統(tǒng)4.2.1常用的振動傳感器原理（1）壓電加速度傳感器

1）工作原理

發(fā)電原理,機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能!

電荷微弱,需要放大

4．2振動測試系統(tǒng)4.2.1常用的振動傳感器原理109（1）壓電加速度傳感器2）測量電路:電荷放大器和電壓放大器

3）傳感器的結(jié)構(gòu)

4）性能指標(biāo)

5)安裝方法:

盡量保證:

傳感器殼體與被測對象的振動一致性!6）測量誤差來源及使用注意事項（1）壓電加速度傳感器2）測量電路:電荷放大器和電壓110機(jī)械故障振動診斷153課件111（2）磁電式速度傳感器工作原理:線圈運(yùn)動切割磁力線產(chǎn)生感生電流結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)（2）磁電式速度傳感器112（3）電渦流振動位移傳感器工作原理:高頻電流通過線圈-高頻電磁場-金屬板產(chǎn)生電渦流-對抗磁場-線圈阻抗變化等效電路\測量電路\電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)及使用注意事項。（3）電渦流振動位移傳感器113電渦流傳感器電渦流傳感器1144.2.1常用的振動傳感器原理（4）振動傳感器的選用原則

主要性能指標(biāo)測量范圍:測量的幅度范圍頻響范圍:測量的頻率范圍靈敏度精度穩(wěn)定性4.2.1常用的振動傳感器原理（4）振動傳感器的選用原1154．2振動測試系統(tǒng)4.2.2信號記錄與處理設(shè)備（1）磁帶機(jī)（2）數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集的基本原理：完成一個采樣過程，將數(shù)據(jù)存儲起來。

采樣定理：為防止混疊，采樣頻率必須不小于2倍信號中的最大頻率成分。fs>2fmax。數(shù)據(jù)采集器的主要性能指標(biāo)：數(shù)據(jù)采集器的兩種主要類型：同步采集、巡回采集。（3）信號分析與處理設(shè)備

計算機(jī)、其他信號分析及記錄儀、Hp35624．2振動測試系統(tǒng)4.2.2信號記錄與處理設(shè)備1164．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)實(shí)際測量的某機(jī)械設(shè)備振動信號4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)實(shí)際測量的某機(jī)械設(shè)備振動1174．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.1信號分析與處理中的常用數(shù)學(xué)變換（1）付里葉（Fourier）變換付里葉級數(shù)付里葉變換付里葉逆變換離散付里葉變化（DFT）工程計算方法快速付里葉變換（FFT）快速工程計算方法4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.1信號分析與1184．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)數(shù)學(xué)原理到工程應(yīng)用：函數(shù)、信號、時間歷程、揭示信號的頻率分布；（2）拉普拉斯（Laplace）變換（3）Z變換：離散系統(tǒng)的拉斯變換（4）西爾伯特（Hilbert）變換：同一域中函數(shù)互相映射；（5）小波變換：尋找突變信號；突變信號信息量大。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)數(shù)學(xué)原理到工程應(yīng)用：1194．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.2振動信號的時域分析基于特征參量數(shù)值變化或圖形變化的監(jiān)測診斷原理。（1）統(tǒng)計特征分析

1）均值：靜態(tài)分量。

2）均方值和均方根值：信號的平均能量，是機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的重要指標(biāo)（ISO2372）。

3）方差和均方差（標(biāo)準(zhǔn)差）：相對于均值的波動。方差的變化（變大）可以反映機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.2振動信1204．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4）概率密度函數(shù)：概率密度函數(shù)圖形的變化反映機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化。例：相同型號機(jī)器的振動速度的概率密度函數(shù)圖形。圖形較為分散的是狀態(tài)不好的機(jī)器，圖形集中在原點(diǎn)的是狀態(tài)良好的機(jī)器。為什么？

5）幅值參數(shù)：4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4）概率密1214．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)有量綱型：

方根幅值平均幅值（均值）均方幅值（均方根值）峰值峭度4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)有量綱型：1224．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)無量綱型：波形指標(biāo)K：均方幅值/平均幅值峰值指標(biāo)C：峰值/均方幅值脈沖指標(biāo)I：峰值/平均幅值裕度指標(biāo)L：峰值/方根幅值峭度系數(shù)S：峭度/均方幅值高階數(shù)的參量更能反應(yīng)信號中的沖擊成分。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)無量綱型：1234．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：汽車后橋齒輪在不同運(yùn)行狀態(tài)下振動加速度信號的無量綱指標(biāo)：脈沖指標(biāo)I、峰值指標(biāo)C、波形指標(biāo)K。從圖形上看，脈沖指標(biāo)I、峰值指標(biāo)C變化明顯，可以作為齒輪狀態(tài)的診斷指標(biāo)，I比C變化幅度更大。而波形指標(biāo)K的變化很小。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：汽車后橋齒輪在不同1244．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）相關(guān)分析1）自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)的一個重要性質(zhì)：周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號，但不具有原信號的相位信息。不衰減的自相關(guān)函數(shù)與衰減的自相關(guān)函數(shù)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）相關(guān)分析1254．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：相同齒輪箱的兩種自相關(guān)函數(shù)圖形。自相關(guān)函數(shù)快速衰減的齒輪箱狀態(tài)比不衰減的或衰減緩慢的要好。為什么？很多故障的振動有周期性。2）互相關(guān)函數(shù)分析信號傳遞途徑，尋找信號源。比如：振動源或噪音源。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：相同齒輪箱的兩種自126作業(yè)

1.

編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的圖形及數(shù)據(jù)文件。然后再編制一信號處理程序，對信號進(jìn)行時域統(tǒng)計分析和功率譜分析,用圖形輸出。時域統(tǒng)計分析包括計算均值、均方根值、概率密度函數(shù)。（建議用Matlab編寫?。┖瘮?shù)(1)X(t)=10sin(2π×320t)

(2)X(t)=50×RND

(3)X(t)=10sin(2π×320t)+50×RND

采樣點(diǎn)數(shù):1024功率譜譜線數(shù):512條(點(diǎn))作業(yè)1.編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的127作業(yè)N:1024;Fs=1000,(>2*320)dt=0:N-1X=10*sin(2*pi*320*dt/fs)S(f)=Pxx=sqrt(abs(fft(X,N).^2)/N);fori=1:512;Pxx1(i)=Pxx(i);endplot(N,X)xlabel('Time(s)');ylabel('Signal(X(t))');title('TimeSeriesN=1024');

作業(yè)N:1024;Fs=1000,(>2*1284．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.3功率譜診斷自功率譜是自相關(guān)函數(shù)的付里葉變換，是振動信號頻域分析的主要方法，反映信號的能量隨頻率的分布。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.3功率譜1294．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)利用自功率譜診斷機(jī)械故障的主要依據(jù)是：

a）有關(guān)特征頻率的識別；b）功率譜圖的變化。

（1）有關(guān)特征頻率的識別診斷機(jī)械故障的部位在很大程度上依賴于各類缺陷的激振頻率識別。識別?哪個零件或部件是激振源?4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)利用自功率譜診斷機(jī)械故1304．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)識別?激振頻率主要有兩類：1）缺陷引起的:2）結(jié)構(gòu)引起的:

在很多情況下，這兩類的激振頻率是一樣的。例如：齒輪正常振動和齒面磨損激發(fā)的振動頻率都是齒輪嚙合頻率。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)識別?1314．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)如何識別：

(a)計算相關(guān)的振動頻率，如軸的轉(zhuǎn)動頻率(n/60)、滾動軸承的通過頻率、齒輪的嚙合頻率、結(jié)構(gòu)固有頻率等。

(b)分析對象的振動機(jī)理。比如：有無調(diào)制（調(diào)頻與調(diào)幅）現(xiàn)象出現(xiàn)。

(c)實(shí)驗測量；

(d）比較測試得到的譜圖。分析推理!

4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)如何識別：132

133機(jī)械故障振動診斷153課件1344．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)

（2）功率譜圖的變化監(jiān)測當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時，其振動信號的功率譜的形狀或譜值會發(fā)生變化。

局部變化：某一特征頻率或頻帶下的譜能量增加。

整體變化：整個譜圖的變化。機(jī)械設(shè)備狀態(tài)等級的劃分：A級、B級、C級、D級等。描述功率譜變化有一些定量指標(biāo)，當(dāng)這些指標(biāo)達(dá)到某級別的門限值時，相應(yīng)把機(jī)器歸到某一狀態(tài)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）功率1354．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)1）標(biāo)準(zhǔn)譜所謂標(biāo)準(zhǔn)譜可以理解為機(jī)器某種狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)功率譜。正常狀態(tài)下得到的標(biāo)準(zhǔn)譜可作為正常標(biāo)準(zhǔn)譜，異常狀態(tài)得到的標(biāo)準(zhǔn)譜作為異常標(biāo)準(zhǔn)譜。建立標(biāo)準(zhǔn)譜需要大量的數(shù)據(jù)。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)1）標(biāo)準(zhǔn)譜1364．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)2）描述功率譜特征的幾個指標(biāo)頻率重心

均方頻率

頻域方差4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)2）描述功率譜特征的幾1374．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)萊斯頻率諧波指標(biāo)

——積分過程的萊斯頻率，

頻率重心、均方頻率、萊斯頻率都是描述功率譜主頻帶位置變化的指標(biāo)；頻域方差、諧波指標(biāo)描述功率譜的分布狀態(tài)和譜寬。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)萊斯頻率1384．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：某臺電動機(jī)進(jìn)行2000小時疲勞實(shí)驗。得到電動機(jī)軸承蓋振動速度的萊斯頻率和諧波指標(biāo)，該兩個指標(biāo)在1000小時處開始緩慢增加，1500小時后加速增長。后期的增長，反映了滾動軸承的疲勞損傷。（沖擊振動增強(qiáng)）（圖）作業(yè)：如何利用振動信號的功率譜診斷皮帶運(yùn)輸機(jī)械動力傳遞系統(tǒng)的機(jī)械故障？（電機(jī)至驅(qū)動滾筒）4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)例：某臺電動機(jī)進(jìn)行201394．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.4時間序列分析（1）時間序列與時間序列分析

時間序列：是指按時間先后順序排列的一組數(shù)據(jù)。時間序列分析：依據(jù)時間序列，建立數(shù)學(xué)模型，揭示產(chǎn)生時間序列的系統(tǒng)特性。（2）時間序列分析的數(shù)學(xué)模型

ARMA模型、AR模型。應(yīng)用：氣象、經(jīng)濟(jì)、股票市場。分析未來趨勢。預(yù)測分析的重要性和難度。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.4時間序1404．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.5信號處理的一些特殊方法（1）時域平均法從混有噪聲干擾的信號中提取周期性信號的過程。以一定的時間間隔去截取所測得的信號，然后將所截取的信號段疊加再平均，這樣可消除信號中的非周期分量和隨機(jī)干擾，保留預(yù)定的周期成分。

時間間隔為要提取的信號周期。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)4.3.5信號處1414．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）倒頻譜分析方法倒頻譜，就是對功率譜的對數(shù)值進(jìn)行付里葉逆變換的結(jié)果。

——倒頻率，時間量綱。作用：（1）識別復(fù)雜功率譜圖上的周期結(jié)構(gòu)；（2）解卷積。能將信號中的輸入信號和傳遞途徑的效應(yīng)分離開來，使分析結(jié)果受傳遞途徑的影響較小，去回聲。4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（2）倒頻譜分析方法1424．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)一滾動軸承上得到的功率譜圖太復(fù)雜，難以識別特征譜線，故經(jīng)過倒頻譜處理，倒頻譜圖上有兩個明顯的譜線，即

τ1=9.47ms，τ2=37.90ms，它們對應(yīng)功率譜圖上的周期間隔為：△f1=1/τ1=1000/9.47=105.60Hz△f2=1/τ2=1000/37.90=26.38Hz

4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)一滾動軸承上得到的功率143

而此滾動軸承的內(nèi)圈故障特征頻率（通過頻率）為26.35Hz，鋼球故障特征頻率為106.35。這說明倒頻譜譜線反映了軸承內(nèi)圈和鋼球的故障。而此滾動軸承的內(nèi)圈故障特征頻率（通過頻率1444．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（3）自適應(yīng)除噪技術(shù)(ANC)（4）共振解調(diào)技術(shù)(IFD)

滾動軸承診斷4．3機(jī)械振動信號的分析與處理基礎(chǔ)（3）自適應(yīng)除噪技術(shù)(1454．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

4.4.1振動診斷的基礎(chǔ)工作（1）確定診斷對象重要的設(shè)備、關(guān)鍵的設(shè)備、大型設(shè)備（2）選定測量參數(shù)低頻測位移（0-100Hz）、中頻測速度（10-1000Hz）、高頻測加速度（1000Hz）位移：速度：加速度：

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.1振動診斷的基礎(chǔ)工作1464．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）選擇監(jiān)測點(diǎn)測量點(diǎn)數(shù)量及方向的確定應(yīng)考慮的總原則是：能對設(shè)備振動狀態(tài)作出全面的描述；應(yīng)是離機(jī)械設(shè)備核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)；應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)。在測軸承的振動時，測量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)；與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動部件最好只有一個界面，盡可能避免多層相隔。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）選擇監(jiān)測點(diǎn)1474．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用對于低頻振動，應(yīng)該在水平和垂直兩個方向同時進(jìn)行測量，必要時，還應(yīng)在軸向進(jìn)行測量；而對于高頻振動，則一般只需在一個方向進(jìn)行測量。這是因為低頻信號的方向性較強(qiáng)，而高頻信號對方向則不敏感的緣故。港口機(jī)械常見的部件：電機(jī)、減速器、卷筒、聯(lián)軸節(jié),測點(diǎn)一般在軸承座上，多半取徑向；測點(diǎn)一經(jīng)確定，不要輕易改變。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用對于低頻振動，應(yīng)該在水平和垂直兩個1484．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）確定測量周期定期檢測：確定一個檢測周期。隨機(jī)點(diǎn)檢：不定期。長期在線監(jiān)測；實(shí)時、在線。（5）確定判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)：將被測量值與事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)檻值”相比較，以判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一類標(biāo)準(zhǔn)。ISO2372、ISO3495等。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）確定測量周期149機(jī)械故障振動診斷153課件1504．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：相對判斷標(biāo)準(zhǔn)又稱縱向比較標(biāo)準(zhǔn)，它連續(xù)地監(jiān)測某臺機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，取得其完整的運(yùn)行歷程記錄，并將設(shè)備初始投入運(yùn)行或維修后經(jīng)過適度的磨合而進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)時的被測量值作為原始基值，根據(jù)被測參量依運(yùn)行時間的相對變化規(guī)律，對該臺機(jī)械設(shè)備所處工況狀態(tài)進(jìn)行判斷。實(shí)測值/原始值4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：1514．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：類比判斷標(biāo)準(zhǔn)是把數(shù)臺型號相同的整臺機(jī)械設(shè)備或零部件在外載荷、轉(zhuǎn)速以及環(huán)境因素等都相同的條件下的被測量值進(jìn)行比較，依此區(qū)分這些同類設(shè)備或零件所處的工況狀態(tài)。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：類比判斷1524．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.2

轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷

轉(zhuǎn)軸組件是機(jī)械系統(tǒng)中最常用的一類基礎(chǔ)件。（元件、構(gòu)件、組件）（1）不平衡就是由于旋轉(zhuǎn)體軸心周圍的質(zhì)量分布不均、使軸在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力而引起振動的現(xiàn)象。激振頻率為轉(zhuǎn)頻n/60。靜不平衡、動不平衡、軸彎曲。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.2轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷1534．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

特征：徑向振動為主；頻率為轉(zhuǎn)頻；振動幅值隨轉(zhuǎn)速而變；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用特征：徑向振動為1544．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）不同軸（不對中）是指用聯(lián)軸節(jié)連接起來的兩根軸的中心線不重合的現(xiàn)象，又稱不對中。不同軸不嚴(yán)重時，其頻率成分為旋轉(zhuǎn)基頻；不同軸嚴(yán)重時，則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)基頻的高次諧波成分。對于不平衡故障，振幅隨轉(zhuǎn)速的升高增大得很快；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）不同軸（不對中）1554．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

特征：徑向振動與軸向振動共存；頻率為轉(zhuǎn)頻，不同軸嚴(yán)重時，則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)基頻的高次諧波，其轉(zhuǎn)頻的2階倍頻幅值相對較大。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用特征：徑向振動與1564．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）機(jī)械松動機(jī)械松動現(xiàn)象是因緊固不牢引發(fā)的。其通常的特征是在旋轉(zhuǎn)頻率的一系列諧頻上出現(xiàn)較大的振幅。特征：無特別方向；頻率為轉(zhuǎn)頻，且有高次諧波，有時有分?jǐn)?shù)諧波；振動幅值隨轉(zhuǎn)速變化；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（3）機(jī)械松動1574．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械松動特征：無特別方向；頻率為轉(zhuǎn)頻，且有高次諧波，有時有分?jǐn)?shù)諧波；振動幅值隨轉(zhuǎn)速變化；4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械松動特征：無特1584．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）自激振動工程中的自激振動一般是由于系統(tǒng)內(nèi)部自然形成的“內(nèi)在反饋”所引起的，又稱“顫振”。機(jī)理復(fù)雜。一旦激發(fā)，振幅會越來越大，為害大。特征：無特別方向；頻率為固有頻率；有臨界轉(zhuǎn)速；較高轉(zhuǎn)速的滑動軸承（5）電磁力引起的振動電磁激勵，50Hz4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（4）自激振動1594．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.3齒輪的故障診斷（1）齒輪的振動機(jī)理

1）齒輪的嚙合振動嚙合沖擊：單齒嚙合與雙齒嚙合交替進(jìn)行，嚙合剛度交替變化。產(chǎn)生嚙入沖擊和嚙出沖擊。節(jié)線沖擊：嚙合接觸點(diǎn)的摩擦力在節(jié)點(diǎn)處變方向。嚙合頻率：

式中：主、從動齒輪的齒數(shù)；主、從動齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4.4.3齒輪的故障診斷1604．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

齒輪嚙合振動是一個周期振動。振幅、初相位、嚙合振動最高分量。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪嚙合振動是一個周期振動。1614．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）齒輪的制造和裝配誤差引起振動齒距累積誤差、齒形誤差、基節(jié)偏差、3）齒輪在使用過程中出現(xiàn)損傷引起振動磨損、表面疲勞、塑性變形、齒牙斷裂、氣蝕、電蝕4）沖擊載荷引起的自由衰減振動4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用2）齒輪的制造和裝配誤差引起振動1624．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）齒輪故障振動診斷方法

1）時域特征齒面損傷、齒輪偏心、齒輪回轉(zhuǎn)質(zhì)量不平衡、齒輪局部性缺陷、齒距誤差、高速旋轉(zhuǎn)齒輪的振動

2）頻域特征調(diào)制現(xiàn)象：調(diào)幅與調(diào)頻4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用（2）齒輪故障振動診斷方法1634．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用A.齒輪振動的調(diào)幅現(xiàn)象是由于齒面載荷波動對振動幅值的影響所造成的。

式中：，幅值調(diào)制函數(shù)；調(diào)制頻率、調(diào)幅指數(shù)、初相位、調(diào)制函數(shù)的最高分量。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用A.齒輪振動的調(diào)幅現(xiàn)象是由于齒面載1644．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪振動調(diào)幅現(xiàn)象的時域波形。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用齒輪振動調(diào)幅現(xiàn)象的時域波形。1654．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

調(diào)幅邊頻帶具有豐富的齒輪狀態(tài)信息.邊頻帶往往是等間隔,一般等于齒輪軸轉(zhuǎn)頻!4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用調(diào)幅邊頻帶具有豐富的齒1664．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用B.齒輪振動的調(diào)頻現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)速波動或者齒距不均引起的。式中：，頻率調(diào)制函數(shù)；調(diào)制頻率、調(diào)頻指數(shù)、初相位、調(diào)制函數(shù)的最高分量。調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動信號的能量增加，而是從嚙合分量上取出部分能量放在邊帶上。

4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用B.齒輪振動的調(diào)頻現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)速波167齒輪振動調(diào)頻現(xiàn)象的時域波形-----疏密波齒輪振動調(diào)頻現(xiàn)象的時域波形-----疏密波1684．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動信號的能量增加，而是從嚙合分量上取出部分能量放在邊帶上。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用調(diào)頻形成的邊頻帶并未使嚙合振動1694．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用C．鬼線：功率譜上的一個頻率分量，產(chǎn)生的原因是加工過程給齒輪所帶來的周期性誤差。鬼線頻率與齒輪加工機(jī)械的工作頻率有關(guān)。鬼線分量會隨著使用逐漸減小。例：下面是某二級齒輪減速器的振動譜圖。輸入軸轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，齒數(shù)為Z1=23，Z2=52，Z3=31，Z4=86，計算該齒輪減速器的振動特征頻率，試判別該譜圖上的主要頻率分量。4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用C．鬼線：功率譜上的一個頻率分量，1704．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用1714．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解：三個軸的轉(zhuǎn)動頻率：

f1=n1/60=1500/60=25Hzf2=n1/60×Z1/Z2=1500/60×23/52=11Hzf3=f2*Z3/Z4=11×31/86=4Hz

兩對齒輪的嚙合振動頻率

fz1z2=f1*Z1=25*23=575Hzfz3z4=f2*Z3=11×31=341Hz4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用解：三個軸的轉(zhuǎn)動頻率：1724．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用振動譜圖上的主要頻率分量：頻率分量575Hz為齒輪Z1和齒輪Z2的嚙合振動；頻率分量341Hz為齒輪Z3和齒輪Z4的嚙合振動；頻率分量50Hz為電磁激勵引起的振動。在575Hz處有11Hz的邊帶簇，說明齒輪Z2缺陷較大。（思考題：50Hz的分量可能是什么原因引起的？）4．4振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用振動譜圖上的主要頻率分量：173作業(yè)一

1.

編制數(shù)字信號發(fā)生器，輸出下敘函數(shù)信號的圖形及數(shù)據(jù)文件。然后再編制一信號處理程序，對信號進(jìn)行時域統(tǒng)計分析和功率譜分析,用圖形輸出。時域統(tǒng)計分析包括計算均值、均方根值、概率密度函數(shù)。（建議用Matlab編寫?。┖瘮?shù)(1)X(t)=10sin(2π×320t)