設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷李成龍

1、 研究生課程考核試卷（適用于課程論文、提交報(bào)告）科 目： 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 教 師： 謝志江 姓 名： 李成龍 學(xué) 號： 20110702096 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 類 別： 學(xué) 術(shù) 上課時(shí)間： 2012 年 3 月至2012 年 6 月 考 生 成 績：卷面成績平時(shí)成績課程綜合成績閱卷評語： 閱卷教師 (簽名) 重慶大學(xué)研究生院制問題1. 論述齒輪嚙合頻率產(chǎn)生機(jī)理及齒輪故障診斷方法一、齒輪嚙合頻率產(chǎn)生機(jī)理如圖1所示為齒輪副的力學(xué)模型，其中齒輪具有一定的質(zhì)量，輪齒可看作是彈簧，所以若以一對齒輪作為研究對象，則該齒輪副可以看作一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，其振動(dòng)方程為mrx+cx+ktx-Et=T2-

2、iT1r2 1其中， x沿作用線上齒輪的相對位移； c齒輪嚙合阻尼； kt齒輪嚙合剛度； T1，T2作用與齒輪上的扭矩； r2齒輪的節(jié)園半徑； i齒輪副的傳動(dòng)比； et由于齒輪變形和誤差及故障而造成的兩個(gè)齒輪在作用線方向上的相對位移。 mr換算質(zhì)量，mr=m1m2m1+m2 2圖1 齒輪副力學(xué)模型若忽略齒面摩擦力的影響，則T2-iT1r2=0，將et分解為兩部分：et=e1+e2t 3e1為齒輪受載后的平均靜彈性變形；e2t為由于齒輪誤差和故障造成的兩個(gè)齒輪間的相對位移，故也可稱為故障函數(shù)。這樣式1可簡化為mrx+cx+ktx=kte1+kte2t 4由式4可知，齒輪的振動(dòng)為自激振動(dòng)。該公式的

3、左側(cè)代表齒輪副本身的振動(dòng)特征，右側(cè)為激振函數(shù)。由激振函數(shù)可以看出，齒輪的振動(dòng)來源于兩部分：一部分為kte1，它與齒輪的誤差和故障無關(guān)，所以稱為常規(guī)振動(dòng)；另一部分為te2t，它取決于齒輪的綜合剛度和故障函數(shù)，這一部分可以較好地解釋齒輪信號中邊頻的存在以及與故障的關(guān)系。式4中的齒輪嚙合剛度kt為周期性的變量，由此可見齒輪的振動(dòng)主要是由kt的這種周期變化引起的。kt的變化可用兩點(diǎn)來說明：一是隨著嚙合點(diǎn)位置的變化，參加嚙合的單一輪齒的剛度發(fā)生了變化，二是參加嚙合的齒數(shù)在變化。例如對于重合系數(shù)在12之間的漸開線直齒輪，在節(jié)點(diǎn)附近是單齒嚙合，在節(jié)線兩側(cè)某部位開始至齒頂、齒根區(qū)段為雙齒嚙合（圖2）。顯然，在

4、雙齒嚙合時(shí)，整個(gè)齒輪的載荷由兩個(gè)齒分擔(dān)，故此時(shí)齒輪的嚙合剛度就較大；同理，單齒嚙合時(shí)嚙合剛度較小。 圖2 齒面受載變化 圖3 齒輪剛度變化曲線從一個(gè)輪齒開始進(jìn)入嚙合到下一個(gè)輪齒進(jìn)入嚙合，齒輪的嚙合剛度就變化一次。由此可計(jì)算出齒輪的嚙合周期和嚙合頻率?？偟膩碚f，齒輪的嚙合剛度變化規(guī)律取決于齒輪的重合系數(shù)和齒輪的類型。直齒輪的剛度變化較為陡峭，而斜齒輪或人字齒輪剛度變化較為平緩，較接近正弦波（圖3)。若齒輪副主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1、齒數(shù)為z1；從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n2、齒數(shù)為z2，則齒輪嚙合剛度的變化頻率（即嚙合頻率）為fc=f1z1=f2z2=n160z1=n260z2 5無論齒輪處于正常或異常狀態(tài)下，這一振

5、動(dòng)成分總是存在的。但兩種狀態(tài)下振動(dòng)水平是有差異的。因此，根據(jù)齒輪振動(dòng)信號嚙合頻率分量進(jìn)行故障診斷是可行的。但由于齒輪信號比較復(fù)雜，故障對振動(dòng)信號的影響也是多方面的，特別是由于幅值調(diào)制和頻率調(diào)制的作用，齒輪振動(dòng)頻譜上通?？偸谴嬖诒姸嗟倪咁l帶結(jié)構(gòu)，給利用振動(dòng)信號進(jìn)行故障診斷帶來一定的困難。二、齒輪故障診斷方法振動(dòng)和噪聲信號是齒輪故障特征信息的載體，目前能夠通過各種信號傳感器、放大器及其他測量儀器，很方便地測量出齒輪箱的振動(dòng)和噪聲信號，通過各種分析和處理，提取其故障特征信息，從而診斷出齒輪的故障。以振動(dòng)與噪聲為故障信息載體來進(jìn)行齒輪的精密診斷，目前常用的信號分析處理方法有以下幾種：（1）時(shí)域分析方法

6、，包括時(shí)域波形、調(diào)幅解調(diào)、相位解調(diào)等；（2）頻域分析，包括功率譜、細(xì)化譜；（3）倒頻譜分析；（4）時(shí)頻域分析方法，包括短時(shí)FFT，維格納分布，小波分析等；（5）瞬態(tài)信號分析方法，包括瀑布圖等。上述各種信號分述處理方法前面均已介紹，在此僅針對齒輪振動(dòng)的特點(diǎn)介紹其中最常用的幾種分析方法。1. 頻率細(xì)化分析技術(shù)由于齒輪的振動(dòng)頻譜圖包含著豐富的信息，不同的齒輪故障具有不同的振動(dòng)特征，其相應(yīng)的譜線會(huì)發(fā)生特定的變化。由于齒輪故障在頻譜圖上反映出的邊頻帶比較多，因此進(jìn)行頻譜分析時(shí)必須有足夠的頻率分辨率。當(dāng)邊頻帶的間隔（故障頻率）小于分辨率時(shí)，就分析不出齒輪的故障，此時(shí)可采用頻率細(xì)化分析技術(shù)提高分辨率。以某齒

7、輪變速箱的頻譜圖見圖4（a）為例，從圖中可幾以看出，在所分析的02kHz頻率范圍內(nèi)，有14階的嚙合頻率的譜線，還可較清晰地看出有間隔為25Hz的邊頻帶，而在兩邊頻帶間似乎還有其他的譜線，但限于頻率分辨率已不能清晰分辨。利用頻譜細(xì)化分析技術(shù)，對其中9001100Hz的頻段進(jìn)行細(xì)化分析，其細(xì)化頻譜如圖4（b）所示。由細(xì)化譜中可清晰地看出邊頻帶的真實(shí)結(jié)構(gòu)，兩邊頻帶的間隔為8.3Hz，它是由于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為8.3Hz的小齒輪軸不平衡引起的振動(dòng)分量對嚙合頻率調(diào)制的結(jié)果。本例表明，用振動(dòng)頻譜的邊頻帶進(jìn)行齒輪不平衡一類的故障診斷時(shí)，必須要有足夠的頻率分辨率，否則會(huì)造成誤診或漏診，影響診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖4 齒輪

8、振動(dòng)信號的頻譜分析2. 倒頻譜分析對于同時(shí)有多對齒輪嚙合的齒輪箱振動(dòng)頻譜圖，由于每對齒輪嚙合都將產(chǎn)生邊頻帶，幾個(gè)邊頻帶交叉分布在一起，僅進(jìn)行頻率細(xì)化分析有時(shí)還無法看清頻譜結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)一步做倒頻譜分析。倒頻譜能較好地檢測出功率譜上的周期成分，通常在功率譜上無法對邊頻的總體水平作出定量估計(jì)，而倒頻譜對邊頻成分具有“概括”能力，能較明顯地顯示出功率譜上的周期成分，將原來譜上成族的邊頻帶譜線簡化為單根譜線，便于觀察，而齒輪發(fā)生故障時(shí)的振動(dòng)頻譜具有的邊頻帶一般都具有等間隔（故障頻率）的結(jié)構(gòu)，利用倒頻譜這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以檢測出功率譜中難以辨識的周期性信號。圖5 (a)是某齒輪箱振動(dòng)信號的頻譜，頻率為020k

9、Hz ,譜線數(shù)400其中包含嚙合頻率 （4.3kHz）及其三階諧頻成分。由于頻率分辨率太低（50Hz），頻譜上沒有分解出邊頻帶，圖（b）是對圖（a）中的3.513.5kHz z頻段內(nèi)細(xì)化至2000譜線的頻譜。譜中包含前三階嚙合頻率的諧頻，但不包含齒輪旋轉(zhuǎn)頻率的低階譜波。由于分辨率較高（5Hz），可以看到很多邊頻成分，但仍很難分辨出它們的周期。將圖（b）中7.59.5kHz頻率展開作橫向放大，得到圖（c），可以看到以旋轉(zhuǎn)頻率為間隔的邊頻帶。圖（d）是由圖（b）而得到倒頻譜。倒頻譜上清楚地表明了對應(yīng)于兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)頻率（85Hz和50Hz）的兩個(gè)倒頻分量A1（118ms）和B1（20. 0ms），而

10、在功率譜上卻難以分辨出來。圖5 用倒頻譜分析齒輪箱振動(dòng)信號中的邊頻帶1嚙合頻率；2,3高次諧波；A1A5一周期為118ms諧波；B1B3-周期為20ms諧波倒頻譜的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是受信號傳遞路徑影響較小，這一優(yōu)點(diǎn)對于故障識別極為有用。圖6是兩個(gè)傳感器在齒輪箱上不同測點(diǎn)的分析結(jié)果?？梢钥吹剑捎趥鬟f路徑不同，二者的功率譜也不相同。但在倒頻譜上，由于信號源的振動(dòng)效應(yīng)和傳遞途徑的效應(yīng)分離開來，代表齒輪振動(dòng)特征的倒頻率分量幾乎完全相同，只是低倒頻率段存在由于傳遞函數(shù)差異而產(chǎn)生的影響。由此可見，在進(jìn)行倒頻譜分析時(shí)，可以不必考慮信號測取時(shí)的衰減和標(biāo)定系數(shù)所帶來的影響。圖6 故障信息在功率譜和倒頻譜中明顯性

11、比較如前所述，在齒輪箱的振動(dòng)中，調(diào)頻和調(diào)幅的同時(shí)存在及兩種調(diào)制在相位上的變化使邊頻具有不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定性給在功率譜上識別邊頻造成不利影響。而在倒頻譜上，代表齒輪調(diào)制程度的幅值不受相位變化的影響，這也是倒頻譜分析的優(yōu)點(diǎn)之一。3. 瀑布圖分析法除了倒頻譜分析方法外，前述瀑布圖分析方法也可以在齒輪箱故障診斷中應(yīng)用。改變齒輪箱輸人軸的轉(zhuǎn)速并作出相應(yīng)的振動(dòng)功率譜，就可以得到瀑布圖。在瀑布圖上，可以清楚地觀察到，有些譜峰的位置隨輸人軸轉(zhuǎn)速的變化而偏移，它們一般屬于齒輪強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率；而有些譜峰的位置始終不變，不隨輸入軸轉(zhuǎn)速的變化而改變，這種譜峰就屬于由共振所引起的，這種共振可能是齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)共振，也可

12、能是箱體共振，繪制瀑布圖一般需要有20以上的轉(zhuǎn)速變化。4. 時(shí)域同步平均法從齒輪振動(dòng)中取出嚙合頻率成分，將它同齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率同步相加、平均，這種方法叫時(shí)域同步平均法。這種方法對診斷齒輪局部異常并確定其位置非常有效。因?yàn)楫惓Ш蠒r(shí)，沖擊振動(dòng)的振幅要比其他齒的大，所以曲線上幅值最大的峰值位置即是異常齒的位置。其分析原理如圖7所示。圖7 同期時(shí)域平均法同期時(shí)域平均需要保證按特定整周期截取信號。對齒輪信號的特定周期，總是取齒輪的旋轉(zhuǎn)周期。通常的做法是，在測取齒輪箱振動(dòng)加速度的同時(shí)，記錄一個(gè)轉(zhuǎn)速同步脈沖信號。在作信號的時(shí)域平均時(shí)，以此脈沖信號來觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換器，從而保證按齒輪軸的旋轉(zhuǎn)周期截取信號，且每

13、段樣本的起點(diǎn)對應(yīng)于轉(zhuǎn)軸的某一特定轉(zhuǎn)角。隨著平均次數(shù)的增加，齒輪旋轉(zhuǎn)頻率及其各階倍頻成分保留，而其他噪聲部分相互抵消趨于消失，由此可以得到僅與被檢齒輪振動(dòng)有關(guān)的信號。經(jīng)過時(shí)域平均后，比較明顯的故障可以從時(shí)域波形上反映出來，如圖8（a）所示。圖（a）是正常齒輪的時(shí)域平均信號，信號由均勻的嚙合頻率分量組成，沒有明顯的高次諧波；圖8（b）是齒輪安裝對中不良的情形，信號的嚙合頻率分量受到幅值調(diào)制，但調(diào)制頻率較低，只包含轉(zhuǎn)頻及其低階諧頻；圖8（c）是齒輪的齒面嚴(yán)重磨損的情況，嚙合頻率分量嚴(yán)重偏離正弦信號的形狀，故其頻譜上必然出現(xiàn)較大的高次諧波分量，由于是均勻磨損，振動(dòng)的幅值在一轉(zhuǎn)內(nèi)沒有大的起伏；圖8（d）

14、為齒輪有局部剝落或斷齒時(shí)的典型信號，振動(dòng)的幅值在某一位置有突跳現(xiàn)象。一般來講，觀察時(shí)域平均后的齒輪振動(dòng)波形對于識別故障類型是很有幫助，即使一時(shí)難以得出明確的結(jié)論，對后續(xù)分析和判斷也可以提供極具參考價(jià)值的信息。圖8 齒輪在各種狀態(tài)下的時(shí)域平均信號問題2. 滾動(dòng)軸承故障的征特頻率推導(dǎo)計(jì)算滾動(dòng)軸承的振動(dòng)可由外部振源引起，也可由軸承本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及缺陷引起。此外，潤滑劑在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的流體動(dòng)力也可以是振動(dòng)（噪聲）源。上述振源施加于軸承零件及附近的結(jié)構(gòu)件上時(shí)都會(huì)激勵(lì)起振動(dòng)。1. 滾動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)如圖9所示，它由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。圖9 滾動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)圖示滾動(dòng)軸

15、承的幾何參數(shù)主要有：軸承節(jié)徑D：軸承滾動(dòng)體中心所在的圓的直徑；滾動(dòng)體直徑d：滾動(dòng)體的平均直徑；內(nèi)圈滾道半徑r1：內(nèi)圈滾道的平均半徑；外圈滾道半徑r2：外圈滾道的平均半徑；接觸角：滾動(dòng)體受力方向與內(nèi)外滾道垂直線的夾角；滾動(dòng)體個(gè)數(shù)Z：滾珠或滾珠的數(shù)目。2滾動(dòng)軸承的特征頻率為分析軸承各部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，先做如下假設(shè)：（1）滾道與滾動(dòng)體之間無相對滑動(dòng)；（2）承受徑向、軸向載荷時(shí)各部分無變形；（3）內(nèi)圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為fi；（4）外圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為fo；（5）保持架回轉(zhuǎn)頻率（即滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率為fc）。參見圖9，則滾動(dòng)軸承工作時(shí)各點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度如下：內(nèi)滑道上一點(diǎn)的速度為：Vi=2r1fi=fiD-dcos (1)外

16、滑道上一點(diǎn)的速度為：V0=2r2f0=fiD+dcos (2)保持架上一點(diǎn)的速度為：Vc=12Vi+V0=fcD (3)由此可得保持架的旋轉(zhuǎn)頻率（即滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)頻率）為：fc=Vi+V02D=121-dDcosfi+1+dDcosf0 (4)單個(gè)滾動(dòng)體在外滾道上的通過頻率，即保持架相對外圈的回轉(zhuǎn)頻率為：foc=fo-fi=12fo-fi1+dDcos (5)單個(gè)滾動(dòng)體在內(nèi)滾道上的通過頻率，即保持架相對內(nèi)圈的回轉(zhuǎn)頻率為：fic=fi-fo=12fi-fo1+dDcos (6)從固定在保持架上的動(dòng)坐標(biāo)系來看，滾動(dòng)體與內(nèi)圈作無滑動(dòng)滾動(dòng)，它的回轉(zhuǎn)頻率之比與d2r1成反比。由此可得滾動(dòng)體相對于保持架的回

17、轉(zhuǎn)頻率（即滾動(dòng)體的自轉(zhuǎn)頻率，滾動(dòng)體通過內(nèi)滾道或外滾道的頻率）fbc：fbcfic=2r1d=D-dcosd=Dd1-dDcos (7)fbc=12×Ddfi-fo1-dD2cos2 (8)根據(jù)滾動(dòng)軸承的實(shí)際工作情況，定義滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈的相對轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為fr=fi-fo。一般情況下，滾動(dòng)軸承外圈固定，內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，即：fo=0fr=fi-fo=fi同時(shí)考慮到滾動(dòng)軸承有Z個(gè)滾動(dòng)體，則滾動(dòng)軸承的特征頻率如下：滾動(dòng)體在外圈滾道上的通過頻率Zfoc為：Zfoc=12Z1-dDcosfr (9)滾動(dòng)體在內(nèi)圈滾道上的通過頻率Zfic為：Zfic=12Z1+dDcosfr (10)滾動(dòng)體在保持架上的通過

18、頻率（即滾動(dòng)體自轉(zhuǎn)頻率fbc）為：fbc=D2d1-dD2cos2fr (11)問題3. 針對某個(gè)機(jī)組對象簡歷其狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)，描述測點(diǎn)布置、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)組成（框圖）及各個(gè)部分功能風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)監(jiān)測故障診斷實(shí)例應(yīng)用本文通過使用SKF便攜式離線振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備對某風(fēng)電場G58 Gamesa/850kW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱運(yùn)行時(shí)軸向存在的異常振動(dòng)進(jìn)行測試與分析，以期找到該風(fēng)電機(jī)組齒輪箱振動(dòng)及異常故障的原因。此次測試發(fā)現(xiàn)該齒輪箱行星架前、后軸承嚴(yán)重?fù)p壞，診斷結(jié)論與現(xiàn)場齒輪箱解體實(shí)際結(jié)果吻合。1. 基礎(chǔ)分析方法包括頻譜分析在內(nèi)的傳統(tǒng)振動(dòng)分析方法是基于02kHz較低頻率范圍，這類分析方法通常用來監(jiān)測如

19、下的機(jī)械問題：不平衡、不對中、共振問題等，軸承嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)它也能監(jiān)測到。SKF加速度包絡(luò)技術(shù)加強(qiáng)了高頻段瞬態(tài)畸變小信號的能量，將SKF加速度包絡(luò)檢測技術(shù)與傳統(tǒng)的頻譜分析技術(shù)組相結(jié)合，能在軸承、齒輪嚴(yán)重?fù)p壞之前就及時(shí)監(jiān)測到其存在的早期缺陷及潤滑問題。盡管振動(dòng)頻譜分析是狀態(tài)監(jiān)測的有力工具，然而在機(jī)器的關(guān)鍵信息（如軸承型號和生產(chǎn)廠家、聯(lián)軸器類型、齒輪齒數(shù)等）和轉(zhuǎn)速未知的情況下，會(huì)大大消弱頻譜分析的能力。這些相關(guān)信息也是建立測試數(shù)據(jù)庫所必須的基礎(chǔ)信息。2. 數(shù)據(jù)采集間隔通常按固定的時(shí)間間隔對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，部分原因是對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)趨勢分析的需要，但更主要的原因是為了避免設(shè)備的意外停機(jī)。而時(shí)間間隔的長短

20、要根據(jù)設(shè)備的具體情況來設(shè)定。3. 測試儀器及軟件數(shù)據(jù)采集器：SKF數(shù)據(jù)采集分析儀Microlog CMXA 70；振動(dòng)傳感器：SKF標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)CMSS2200，低頻傳感器CMSS797L；分析軟件：Machine Analyst 3.1.2。4. 振動(dòng)數(shù)據(jù)采集測點(diǎn)布置G58 Gamesa/850kW風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)如圖10所示，主要由葉輪、輪轂、主軸（承）、1級行星齒輪傳動(dòng)、2級平行齒輪傳動(dòng)箱、聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)等組成。圖10 G58 Gamesa/850kW風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)測點(diǎn)布置圖本次在如圖10所示的11個(gè)測點(diǎn)（本報(bào)告中只針對齒輪箱上存在異常振動(dòng)的測點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)闡述）部位進(jìn)行了振動(dòng)測試。3#測點(diǎn)的放置盡

21、可能接近行星架前軸承的部位（實(shí)際放置的位置是脹緊套部位），其他軸承由于位于軸承箱內(nèi)部，無法接近，沒有采集數(shù)據(jù)。各采集點(diǎn)位于軸承座上，如現(xiàn)場條件許可，采集方向盡可能為軸承座的6點(diǎn)鐘方向。本次采集并分析的振動(dòng)參數(shù)為以下兩種：速度頻譜：檢測由于如松動(dòng)、不平衡和不對中等造成的低頻振動(dòng)故障；監(jiān)測和確認(rèn)軸承、齒輪缺陷晚期階段。加速度包絡(luò)線譜：齒輪嚙合、軸承早期缺陷，潤滑不良，重復(fù)性沖擊等問題。5. 振動(dòng)數(shù)據(jù)分析（1）特種頻率信息由獲取的齒輪箱內(nèi)部參數(shù)信息，可計(jì)算得知齒輪箱的各級傳動(dòng)軸故障特征頻率如表1（只列出振動(dòng)超標(biāo)的測點(diǎn)）：表1 異常測點(diǎn)各級傳動(dòng)軸故障特征頻率頻率名稱HzRpm主軸頻率（行星架轉(zhuǎn)頻）0.

22、2616外環(huán)齒圈故障頻率0.79行星輪轉(zhuǎn)頻0.4225行星輪故障頻率0.84太陽輪轉(zhuǎn)頻（低速軸轉(zhuǎn)頻）1.5191太陽輪故障頻率3.74嚙合頻率25低速軸與中間軸齒輪嚙合頻率243.08中間軸轉(zhuǎn)頻5.32319中間軸與高速軸齒輪嚙合頻率409.97高速軸轉(zhuǎn)頻（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)頻）16.4984（2）頻譜分析圖1114分別為該風(fēng)力機(jī)中間軸前軸承軸向方向速度譜圖，振動(dòng)總值達(dá)到12.81mm/s；圖15為機(jī)艙軸方向速度譜圖，振動(dòng)總值達(dá)到29.11mm/s，從圖11和圖12中可以看到5.5Hz處存在0.75Hz的邊頻成分，折算成轉(zhuǎn)速的話即為5.5×60=330轉(zhuǎn)/分，0.75×60=45轉(zhuǎn)/

23、分；從圖13和圖14中可以看到15.5Hz出存在0.75Hz的邊頻成分，折算成轉(zhuǎn)速的話即為15.5×60=930轉(zhuǎn)/分，0.75×60=45轉(zhuǎn)/分。從表1中可知5.5Hz（330轉(zhuǎn)/分）為中間軸的轉(zhuǎn)速（319轉(zhuǎn)/分），15.5Hz（930轉(zhuǎn)/分）是高速軸（即發(fā)電機(jī)）的轉(zhuǎn)速（984轉(zhuǎn)/分），由于風(fēng)機(jī)處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)速變化快，兩個(gè)結(jié)果可以認(rèn)為是一致的。圖11 中間軸非驅(qū)動(dòng)端軸向方向速度譜圖圖12 中間軸非驅(qū)動(dòng)端軸向方向速度譜圖圖13 中間軸非驅(qū)動(dòng)端軸向方向速度譜圖圖14 中間軸非驅(qū)動(dòng)端軸向方向速度譜圖圖15 機(jī)艙地基軸向方向速度譜圖 從表1中還可以看出0.75Hz可能是外環(huán)齒圈故障頻率，也可能是行星輪故障頻率，還可能是太陽輪（低速軸）轉(zhuǎn)頻的半倍頻或者行星架轉(zhuǎn)頻（主軸轉(zhuǎn)頻）的3倍頻。如果外環(huán)齒圈有故障或者行星輪有故障的話，在齒輪箱外環(huán)齒圈部位測點(diǎn)譜圖中能夠看到；如果低速軸后軸承有故障，低速軸后軸承部位測點(diǎn)譜圖中能夠看到，但是從齒輪箱外環(huán)齒圈部位和低速軸后軸承部位測點(diǎn)譜圖中未見異常，從而可知0.75Hz可能為太陽輪（低速軸）轉(zhuǎn)頻的半倍頻，