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齿轮箱的维修机理
在机器运行过程中,由于合理磨损与疲惫、设计不当、缔造装配偏差、维护调养不善以及驾驭误等原因均能导致故障,个中以轴系、齿轮与轴承等较易失效。当齿轮箱产生故障时,传统的办法是对实际测得信号的频谱图进行阐述,根据各故障特征频率答应的振撼幅值来精确判断哪个部件产生障。但是由于引起故障的原因很多,目许多故障的振撼现象不是单一的。在特别情况下,即使齿轮箱产生故障,在频谱图上各故障特征的振撼频率的振幅也没有产生较大的变动。因此,传统的故障诊断办法在对这类问题进行间断时频频不能取得很好成效。一般情况下,当齿轮箱产生故障时,故障的特征频率会多量出现谐波,同时其周边会存在许多边频带。
对于转速低、刚性大的设备,当齿轮箱内的轴承出现磨损时,频频轴承各故障特征频率的振撼幅值并不是很大,但是陪伴着轴承磨损故障的发展,轴承故障特征频率的谐波会多量出现,而且在这些频率四周会出现多量的边频带。这些情况的出现,评释轴承产生了严峻的故障,需要及时更换。
一、齿轮箱振撼频谱的特点
齿轮箱振撼的边频带谱
除了明显的啮合频率的谱线啮合频率的高阶谐频的谱线外,还有许多按肯定纪律散布的小谱线,这就是卤轮箱振撼的边频带谱。其产生是由于几种动载同时作用在元上,彼此叠加产生了调制的结果。通常载频为啮合频率及其高阶谐频或其他高频成分,而轴的转动频率及其高阶谐频则为调
制信号。齿轮箱产生故障时,啮合频率的振撼成分或轴的转动频率及谐频的振撼成分随之产生显著的变动。
振撼信号的调制原理
齿轮箱振撼信号既有幅值调制又有频率调这2种调制在频谱图中均浮现为在啮合频率及其谐频的2侧各有一簇边频带,各边频带的间隔就是调制信号的频率。下面以齿轮振撼信号的幅值调制频率调制为例简述产生边频带的原理。
(1)幅值调制
幅值调制就是载频的时域信号幅值受到调制。若载频是啮合频率f,其时域信号用7(r)表示,调制信号为余弦数cos 或正弦函数sin 。
(2)频率调制
频率调制就是载波信号受到调制信号的调制成变频信号。调制现象是由于齿轮波动对振撼频的熏陶酿成的,所有可以引起转速波动的异常现象均可以诱发调制振撼,如齿轮偏心、旋转不均匀、传递扭矩和齿面载荷波动、某一齿集中性故障等。些现象都会酿成齿轮啮合时一边紧、一边松,使振撼幅值按此纪律周期性地变动,在啮合中产生暂时的“加载”和“卸载”效应,产生频率调制。
齿轮由于齿间距差或载荷产生周期性变动产生振撼时,不但有幅值调
制,同时也有频率调制。频率调制波的频率也是在载频率,谱线的2侧产生等间隔的边频带,边频带的间隔就是调制信号(频频是与齿轮故障有关的信号
)的频率。由于幅值调制与频率调制的边频都相同,所以在频谱图中这2种调制的边频带是重叠的。对于同一频率的边带线,假如2者的相位相同,则它们的幅位相加,2者的相位相反时,则它们的幅值相减。所以载频谱线两侧的边频带的散布一般是不对称、规矩的。
对于轴承来说,当轴承的内环、外环或滚动休出现故障时,就会成为振撼信号的紧要勉励源。如内环某处产生磨损、侵蚀、剥落、划伤等故障时,滚动体就会与内环故障点产生冲击振撼,每次撞击还会激倡议轴承元件的固有的高频自由衰减振撼,周而复始,从而变成了周期性高频冲击衰减振撼(通常为几千赫兹至数千赫兹)。内环斑伤激振频率为zfi。