齒輪振動判斷

作者：泵來源：齒輪振動發布時間：2020-12-18

1、傳感器的選擇安裝
為準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，一般應采用加速度傳感器。對于直齒圓柱齒輪應將傳感器徑向安裝，對于承受軸向載荷的齒輪應軸向安裝，測點愈靠近軸承愈好。
2、分析頻率結構判別齒輪狀態
在現場采用簡易振動診斷判別齒輪狀態，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主要根據兩條：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，也會產生嚙合頻率的諧波信號。
齒形的誤差使得嚙合頻率成分發生明顯的畸變。這種畸變，特別表現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，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
齒輪在嚙合運轉時產生調制作用，因此在齒輪振動信號的頻譜上形成邊頻帶結構。
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制，產生無限數邊帶。此時，嚙合頻率是載頻，故障齒輪的轉頻及其倍頻是調制頻率，它們在嚙合頻率的兩旁產生邊頻分量。
當轉速不恒定時，將產生調頻所形成的邊頻帶。在調頻現象不嚴重時，僅考慮二三對邊頻帶即可。當調頻和調幅同時存在時，邊頻帶常表現為不對稱形式。
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，它還有一個很有價值的特性，即在多數情況下可以從邊頻帶兩根譜線之間的間隔找到故障源，判斷故障出現在哪一個齒輪上。因為在調制信號的頻譜中，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……）。
齒輪故障與邊帶結構密切相關，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的很有價值的信息。邊帶分析與識別，是現場診斷齒輪機構重要而有效的方法。
幅值調制邊頻帶的形成有兩種情況，一種是反映齒輪的局部缺陷，如齒輪節線上的點蝕，調制結果產生較寬廣的邊頻帶；另一種齒輪缺陷表現為范圍較寬廣的分布性缺陷，如齒輪均勻磨損，其時邊頻帶顯得陡而窄，這兩種情況下的時域波形和頻譜。但是，如果兩個互相嚙合的齒輪它們齒數相同（此時，齒輪傳動只改變方向，不改變轉速，如羅茨鼓風機使用的傳動齒輪對），這時兩個齒輪的轉頻相同，因而無法根據fz來識別故障出在哪個齒輪上了。