第四章-機(jī)械故障的振動(dòng)診斷技術(shù)(CUMT)

1第四章機(jī)械故障的振動(dòng)診斷技術(shù)2機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)任何機(jī)械設(shè)備在動(dòng)態(tài)下都會(huì)或多或少地產(chǎn)生一定的振動(dòng)，即振動(dòng)存在的廣泛性。

(2)當(dāng)設(shè)備發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)，振動(dòng)將會(huì)發(fā)生變化，一般表現(xiàn)為振幅加大。這一特點(diǎn)使從振動(dòng)信號(hào)中獲取診斷信息變?yōu)榭赡埽虼朔Q為振動(dòng)監(jiān)測(cè)的有效性。

(3)隨著信號(hào)分析技術(shù)的發(fā)展，人們還看到由不同類型、性質(zhì)、原因和部位產(chǎn)生的故障所激發(fā)的振動(dòng)將具有不同的特征。這些持征可表示為頻率成分、幅值大小、相位差別、波形形狀、能量分布狀況等。這一特點(diǎn)使人們從振動(dòng)信號(hào)中識(shí)別故障成為可能。因此稱為振功的可識(shí)別性。

3

（4）進(jìn)一步的研究表明，振動(dòng)信號(hào)性質(zhì)、特征不僅與故障有關(guān)，而且還與系統(tǒng)的固有特性有關(guān)。具體表現(xiàn)為：①同一故障對(duì)不同的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)固有特性不同，其振動(dòng)的幅值和相位可能相差很大。②同一故障發(fā)生在不同部位，其振動(dòng)的特征相同，但因故障激勵(lì)傳遞通道的不同，將會(huì)對(duì)振動(dòng)有較大影響。③同一故障在不同部位布置測(cè)點(diǎn)，由于傳遞通道的不同，其振動(dòng)響應(yīng)亦會(huì)有較大的差別。45678§4.3振動(dòng)診斷的基礎(chǔ)工作振動(dòng)分析方法是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)手段，它涉及的內(nèi)容非常廣泛，包括機(jī)械振動(dòng)、振動(dòng)測(cè)試以及信號(hào)分析與處理等諸多方面，因此要求設(shè)備故障診斷人員有較高的理論水平和較強(qiáng)的實(shí)際操作能力。簡(jiǎn)易診斷，就是利用一些簡(jiǎn)單的測(cè)試儀器對(duì)所選定的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行粗略的診斷，以判斷設(shè)備是否有故障，有時(shí)也能得出關(guān)于設(shè)備故障嚴(yán)重程度的信息。精密診斷則用于進(jìn)一步探明其故障原因9簡(jiǎn)易診斷系統(tǒng)1便攜式振動(dòng)分析儀2聲級(jí)計(jì)3溫度計(jì)10精密診斷系統(tǒng)

以狀態(tài)辨識(shí)為中心的信號(hào)智能處理系統(tǒng)，系統(tǒng)分為三大部分，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)和診斷輸出系統(tǒng)。11一、確定診斷對(duì)象

必須經(jīng)過充分的調(diào)查研究，根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)特點(diǎn)以及各種設(shè)備的組成情況，有重點(diǎn)地選定用作診斷對(duì)象的設(shè)備，優(yōu)先選作診斷對(duì)象的設(shè)備應(yīng)該是：①直接的生產(chǎn)設(shè)備，特別是連續(xù)作業(yè)和流程作業(yè)中的設(shè)備，如露天礦上的挖掘機(jī)和汽車、井下的采煤機(jī)和刮板運(yùn)輸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等；②一旦發(fā)生故障或停機(jī)，會(huì)造成很大損失的設(shè)備；③故障發(fā)生后，會(huì)造成二次公害的設(shè)備；④維修周期長(zhǎng)、維修費(fèi)用高的設(shè)備，如發(fā)動(dòng)機(jī)；12⑤價(jià)格昂貴的大型精密和成套設(shè)備；⑥沒有備用機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備；⑦容易造成人身安全事故的設(shè)備；⑧故障發(fā)生頻率較高的設(shè)備。此外，在確定診斷對(duì)象時(shí)，還應(yīng)注意點(diǎn)面結(jié)合，在盡量多地覆蓋設(shè)備種類的前提下，在每種設(shè)備中選定一至兩個(gè)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)則，以便取得關(guān)于該類設(shè)備的全部運(yùn)行歷程記錄。

131、選定測(cè)量參數(shù)

對(duì)于機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)診斷而言，可測(cè)量的幅值參數(shù)有位移、速度和加速度三種。振動(dòng)測(cè)量參數(shù)的選擇應(yīng)該考慮振動(dòng)信號(hào)的頻率構(gòu)成和所關(guān)心的振動(dòng)后果這兩方面的因素。從信號(hào)頻率角度來看，一般隨著信號(hào)頻率的提高，而依次選用位移、速度和加速度作為測(cè)量參數(shù)。因?yàn)閷?duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)而言，加速度a、速度v和位移s，三者之間存在如下的關(guān)系式二、診斷方案的確定

14

對(duì)振動(dòng)檢測(cè)最重要的要求之一，就是能在足夠?qū)挼念l率范圍內(nèi)測(cè)量所有主要頻率分量的全部信息，包括不平衡、不對(duì)中、滾動(dòng)體損壞、齒輪嚙合、葉片共振、軸承元件徑向共振、油膜渦動(dòng)和油膜振蕩等有關(guān)的頻率成分，其頻率范圍往往遠(yuǎn)超過1kHz。表4-8按頻帶選定測(cè)量參數(shù)的指南測(cè)量參數(shù)位移速度加速度適用頻帶0—100Hz10—1000Hz>1000Hz15

很多典型的測(cè)試結(jié)果表明，在機(jī)器內(nèi)部損壞還沒有影響到機(jī)器的實(shí)際工作能力之前，高頻分量就已包含了缺損的信息。為了預(yù)測(cè)機(jī)器是否損壞，高頻信息是非常重要的。測(cè)量加速度值的變化及其頻率分析常常成為設(shè)備故障診斷的重要手段。16

從振動(dòng)的影響后果來看，應(yīng)該根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合來選擇相應(yīng)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)參數(shù)，如表4-9所示。

表4-9根據(jù)振動(dòng)后果選擇振動(dòng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的指南17

選擇測(cè)量參數(shù)的另一個(gè)含義是振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征量的選用。有效值反映了振動(dòng)能量的大小及振動(dòng)時(shí)間歷程的全過程，峰值只反映瞬時(shí)值的大小，同平均值一樣，不能全面地反映振動(dòng)的真實(shí)特性。因此，在大多數(shù)情況下，評(píng)定機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)量級(jí)和診斷機(jī)械故障，主要采用速度和加速度的有效值，只在測(cè)量變形破壞時(shí)，才采用位移峰值。182、預(yù)估頻率和振幅預(yù)估振動(dòng)頻率和幅值可采用下面幾種方法。①根據(jù)積累的現(xiàn)場(chǎng)診斷經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備常見故障的振動(dòng)特征頻率和振幅作一個(gè)基本估計(jì)。②根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)和工作原理計(jì)算出某些可能發(fā)生的故障特征頻率。③廣泛搜集診斷知識(shí)，掌握一些常用設(shè)備的故障特征頻率和相應(yīng)的幅值大小。④利用便攜式振動(dòng)測(cè)量?jī)x，在正式測(cè)量前對(duì)設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)分塊測(cè)試，找到一些振動(dòng)烈度較大的部位，通過改變測(cè)量頻段和測(cè)量參數(shù)進(jìn)一步測(cè)量，也可以大致確定其敏感頻段和幅值范圍。193、選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)

測(cè)量點(diǎn)選擇的正確與否，關(guān)系到能否對(duì)設(shè)備故障作出正確的診斷。一般情況下，測(cè)量點(diǎn)數(shù)量及方向的確定應(yīng)考慮的總原則是：①能對(duì)設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)作出全面的描述；②應(yīng)是設(shè)備振動(dòng)的敏感點(diǎn)；③應(yīng)是離機(jī)械設(shè)備核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)；④應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)。20對(duì)于一般的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，常見的振動(dòng)測(cè)定方法有測(cè)軸振動(dòng)和測(cè)軸承的振動(dòng)兩種。一般而言，對(duì)于非高速旋轉(zhuǎn)體，以測(cè)定軸承的振動(dòng)為多；而對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)體，則以測(cè)定軸的振動(dòng)位移居多。這是因?yàn)楦咚贂r(shí)軸承振動(dòng)的測(cè)定靈敏度有所下降。軸振動(dòng)和軸承振動(dòng)的特性之簡(jiǎn)單比較如表4-10所示。21比較項(xiàng)目

軸承振動(dòng)

軸振動(dòng)測(cè)量設(shè)備1．傳感器安裝、拆卸較方便；2．容易測(cè)定振動(dòng)1.安裝方法受到限制;2.測(cè)定振動(dòng)時(shí)比軸承困難測(cè)量的特點(diǎn)測(cè)振靈敏度較低1.測(cè)振靈敏度高，2.可直接測(cè)出軸振動(dòng)的位移量測(cè)量點(diǎn)的影響測(cè)振點(diǎn)容易確定，周圍環(huán)境的影響小

測(cè)定場(chǎng)所對(duì)測(cè)定值的影響較大用途可監(jiān)測(cè)機(jī)械的所有各種振動(dòng)

能比軸承較為詳細(xì)地監(jiān)測(cè)振動(dòng)，可用作精度較高的現(xiàn)場(chǎng)平衡22在測(cè)軸承的振動(dòng)時(shí)，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)；與被監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件最好只有一個(gè)界面，盡可能避免多層相隔，以減少振動(dòng)信號(hào)在傳遞過程中因中間環(huán)節(jié)造成的能量衰減；測(cè)量點(diǎn)必須要有足夠的剛度。在測(cè)軸振動(dòng)時(shí)，常見的有測(cè)軸與軸承座的相對(duì)振動(dòng)和測(cè)軸的絕對(duì)振動(dòng)(很少采用)兩種方法。從信號(hào)頻段的角度來考慮，對(duì)于低頻振動(dòng)，應(yīng)該在水平和垂直兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，必要時(shí)，還應(yīng)在軸向進(jìn)行測(cè)量；而對(duì)于高頻振動(dòng)，則一般只需在一個(gè)方向進(jìn)行測(cè)量。這是因?yàn)榈皖l信號(hào)的方向性較強(qiáng)，而高頻信號(hào)對(duì)方向則不敏感的緣故。23

切記：測(cè)量點(diǎn)一經(jīng)選定，就應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記，以保證在同一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。有研究結(jié)果表明，在測(cè)高頻振動(dòng)時(shí)，由于測(cè)量點(diǎn)的微小偏移(幾個(gè)mm)，將會(huì)造成測(cè)量值的成倍離散(高達(dá)6倍)244、選擇診斷儀器除了質(zhì)量和可靠性之外，在選擇測(cè)振儀器時(shí)還要考慮如下兩方面。(1)儀器應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍要求記錄的信號(hào)能覆蓋所有重要的振動(dòng)頻率成分，一般范圍是l0Hz～10kHz。高頻成分是一個(gè)重要信息，機(jī)械早期故障信號(hào)首先在高頻中出現(xiàn)，低頻段信號(hào)反映出異常時(shí)，故障已經(jīng)發(fā)生了。所以，儀器的頻率范圍應(yīng)能覆蓋整個(gè)高低頻段。(2)儀器要有好的動(dòng)態(tài)范圍儀器記錄能夠保證的數(shù)值精度范圍稱為儀表的動(dòng)態(tài)范圍。要求測(cè)量?jī)x器在一定的頻率范圍內(nèi)能保證對(duì)所有可能出現(xiàn)的振動(dòng)數(shù)值有一定的顯示(或記錄)精度。255、傳感器的選擇用于振動(dòng)測(cè)量的位移、速度和加速度傳感器，一般是根據(jù)所測(cè)量的參數(shù)類別來選用的：測(cè)量位移采用渦流式位移傳感器；測(cè)量速度采用磁電式速度傳感器；測(cè)量加速度采用壓電式加速度傳感器。266、確定測(cè)量周期1．定期檢測(cè)即每隔一定的時(shí)間間隔對(duì)設(shè)備檢測(cè)一次。2．隨機(jī)點(diǎn)檢專職設(shè)備檢測(cè)維修人員一般不定期地對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)備操作人員或責(zé)任人則負(fù)責(zé)設(shè)備的日常檢測(cè)工作，并作必要的記錄。3．長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)對(duì)于某些大型關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，一旦測(cè)定值超過設(shè)定的檻值即進(jìn)行報(bào)警，進(jìn)而采取相應(yīng)的保護(hù)措施。277、做好其他相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備應(yīng)認(rèn)真做好正式測(cè)量前的準(zhǔn)備工作。為可靠地進(jìn)行工作，最好在正式測(cè)量前做一次模擬測(cè)試，以檢驗(yàn)儀器的狀態(tài)和準(zhǔn)備工作的充分程度。如檢查儀器的電量是否充足，這是絕不能疏忽的“小事”，否則在現(xiàn)場(chǎng)會(huì)發(fā)生因儀器無電而迫使診斷工作中止的情況。還要準(zhǔn)備好各種記錄表格，做到“萬事俱備”。28三、確定判斷標(biāo)準(zhǔn)常用的判斷標(biāo)準(zhǔn)有絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)、相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)和類比判斷標(biāo)準(zhǔn)三大類。

1．絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)將被測(cè)量值與事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)檻值”相比較以判定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一類標(biāo)準(zhǔn)。

在應(yīng)用絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一定要注意它們的適用條件以及測(cè)定方法。29A表示狀態(tài)良好，B為容許狀態(tài)，C為可容忍狀態(tài)，D為不允許狀態(tài)。3031322．相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)又稱縱向比較標(biāo)準(zhǔn)，它連續(xù)地監(jiān)側(cè)某臺(tái)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)備切始投入運(yùn)行或維修后經(jīng)適度的磨合而進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的被測(cè)量值作為原始基值，根據(jù)被測(cè)參量依運(yùn)行時(shí)間的相對(duì)變化規(guī)律，對(duì)該臺(tái)機(jī)械設(shè)備所處工況狀態(tài)進(jìn)行判斷。因其監(jiān)測(cè)的是該臺(tái)設(shè)備從最初的完好運(yùn)行到最后故障而失效的整個(gè)歷程，因此，稱之為縱向標(biāo)淮。332．相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行工況被注意線和危險(xiǎn)線分為良好運(yùn)行區(qū)、故障運(yùn)行區(qū)和連接兩者的中間過渡區(qū)三個(gè)區(qū)域。其注意線和危險(xiǎn)線的檻值設(shè)定，因機(jī)構(gòu)種類及信號(hào)的頻率范圍而異。343．類比判斷標(biāo)準(zhǔn)類比判斷標(biāo)準(zhǔn)是把數(shù)臺(tái)型號(hào)相同的整臺(tái)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(cè)量值進(jìn)行比較，依此區(qū)分這些同類設(shè)備或零部件所處的工況狀態(tài)。

在以上三種標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)優(yōu)先考慮使用絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)。

35§4-4旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指那些主要功能是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成的機(jī)械設(shè)備，尤指轉(zhuǎn)速相對(duì)較高的機(jī)械。如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等。旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著大型、高速和自動(dòng)化方向發(fā)展。36

轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是一種多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，它具有多個(gè)自振頻率。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到橫向振動(dòng)的一階自振頻率時(shí)，將發(fā)生一階共振。此時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為(一階)臨界轉(zhuǎn)速。37

上世紀(jì)20年代以前，人們普遍認(rèn)為臨界轉(zhuǎn)速是不可逾越的界限。這主要是接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)將發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)現(xiàn)象(共振)。隨著高速機(jī)械的研究和發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)越過臨界轉(zhuǎn)速后，運(yùn)行在兩個(gè)臨界轉(zhuǎn)速之間時(shí)，機(jī)械會(huì)運(yùn)行得更平穩(wěn)些。特別是對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸的轉(zhuǎn)子效果更良好。這個(gè)發(fā)現(xiàn)為近代高速大型旋轉(zhuǎn)式機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了廣闊天地。38

以臨界轉(zhuǎn)速為分界，現(xiàn)代人們把轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分為兩種：

1)剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)——工作轉(zhuǎn)速在(一階)臨界以下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。目前大多數(shù)低速（工作頻率＜100Hz）機(jī)械均屬于剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。

2)柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)——工作轉(zhuǎn)速在(一階)臨界轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。例如，一些大型高速(工作頻率＞100Hz)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如汽輪機(jī)組、壓縮機(jī)組均屬于柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。394.4.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械的常見故障一、轉(zhuǎn)子不平衡二、軸系不對(duì)中三、機(jī)械松動(dòng)四、自激振動(dòng)五、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩六、轉(zhuǎn)子裂紋七、轉(zhuǎn)子碰摩

40一、轉(zhuǎn)子不平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)部分通常稱轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中普遍存在的問題，最常見的故障之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械由于不平衡而失效的約占30％。41421．引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因(1)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而造成的幾何尺寸不同心；(2)制造、安裝誤差；(3)轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻，或受熱不均勻；(4)轉(zhuǎn)子初始彎曲；(5)工作介質(zhì)中的固體雜質(zhì)在轉(zhuǎn)子上不均勻沉積；(6)轉(zhuǎn)子在使用過程中被腐蝕、磨損；(7)轉(zhuǎn)子上零部件松動(dòng)、脫落。432．轉(zhuǎn)子不平衡可能導(dǎo)致的后果

轉(zhuǎn)子不平衡可能會(huì)導(dǎo)致下列不良后果：

(1)造成轉(zhuǎn)子的反復(fù)彎曲和內(nèi)應(yīng)力交變，從而引起轉(zhuǎn)子疲勞，甚至引起轉(zhuǎn)子斷裂；

(2)使機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生過度振動(dòng)和噪聲，從而會(huì)加速軸承等零件的磨損，降低機(jī)器的壽命和效率；

(3)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)會(huì)通過軸承、機(jī)座等傳遞到基礎(chǔ)和建筑物上，從而導(dǎo)致工作環(huán)境惡化。443．不平衡故障的振動(dòng)特性不平衡故障的振動(dòng)特性項(xiàng)目性質(zhì)振動(dòng)方向以徑向?yàn)橹髡駝?dòng)頻率以旋轉(zhuǎn)頻率為主要頻率成分相位與旋轉(zhuǎn)標(biāo)記經(jīng)常保持一定角度（同步）振幅隨著轉(zhuǎn)速的升高，振幅增長(zhǎng)得很快；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，振幅可趨近于零（共振范圍除外）45

具有不平衡質(zhì)量的轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)，其頻譜的典型曲線如圖4.4-3所示，且一般具有如下特征：(1)振動(dòng)信號(hào)的原始時(shí)間波形為正弦波；(2)振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖中，其基頻成分占的比例很大，而其他倍頻成分等所占的比例相對(duì)很小。(3)在升降速的過程中，當(dāng)(即轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時(shí))，振幅隨的增加而上升，兩軸承的受力方向基本相同，而在之后，振幅隨的增大反而會(huì)減小，并逐漸趨于一個(gè)較小的定值。46不平衡轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)頻譜圖

4748二、軸系不對(duì)中1．軸系不對(duì)中的三種形式軸系不對(duì)中包括聯(lián)軸器不對(duì)中和軸承不對(duì)中兩種情況，聯(lián)軸器不對(duì)中通常又具有下列三種形式，(1)位置不對(duì)中，此時(shí)轉(zhuǎn)子軸心線徑向平行位移。(2)角度不對(duì)中，此時(shí)兩轉(zhuǎn)子軸心線相互交叉，或稱偏角位移。(3)位置角度綜合不對(duì)中，此時(shí)兩轉(zhuǎn)子軸心線相互交錯(cuò)位移。49軸系不對(duì)中的三種形式(a)位置不對(duì)中(b)角度不對(duì)中(c)位置角度不對(duì)中502．軸系不對(duì)中的主要特征

軸系不對(duì)中的典型徑向振動(dòng)信號(hào)時(shí)間波形及頻譜示于圖4.4-6。并且主要具有如下特征：(1)振動(dòng)信號(hào)的原始時(shí)間波形為畸變的正弦波。(2)徑向振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖中，以一倍頻和二倍頻分量為主，軸系不對(duì)中越嚴(yán)重，其二倍頻分量所占的比例就越大，多數(shù)情況超過一倍頻分量。(3)軸向振動(dòng)的頻譜成分中，以一倍頻幅值較大。(4)聯(lián)軸器兩側(cè)的軸向振動(dòng)基本上是180°反相的。(5)典型的軸心軌跡為香蕉形，正進(jìn)動(dòng)。(6)振動(dòng)對(duì)負(fù)荷的變化比較敏感，一般振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的增加而升高。51

軸系不對(duì)中的振動(dòng)信號(hào)時(shí)間波形及頻譜圖5253三、機(jī)械松動(dòng)

松動(dòng)現(xiàn)象是由螺栓緊固不牢引起的，或由于基礎(chǔ)松動(dòng)、過大的軸承間隙等引起的。松動(dòng)會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)。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。5455四、自激振動(dòng)

自激振動(dòng)的產(chǎn)生不是由于機(jī)械受到外來周期性持續(xù)激振力，而是由于機(jī)械內(nèi)部運(yùn)動(dòng)本身所產(chǎn)生的交變力。一旦振動(dòng)停止，交變力自然消失；在自激振動(dòng)情況下，振動(dòng)無特殊方向性，振動(dòng)頻率是機(jī)械的固有頻率，與轉(zhuǎn)速或外來激勵(lì)的頻率無關(guān)；相位會(huì)發(fā)生變化，在某一轉(zhuǎn)速下振動(dòng)形態(tài)也會(huì)發(fā)生變化。旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的自激振動(dòng)有渦動(dòng)、振蕩(油漠振蕩、密封振蕩、摩擦振蕩等)、韻振、參數(shù)失穩(wěn)等。5657五、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩油膜軸承按其工作原理可分為靜壓軸承與動(dòng)壓軸承兩類。靜壓軸承是依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作的。動(dòng)壓軸承油膜壓力是靠軸本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，58油膜渦動(dòng)與油膜振蕩是滑動(dòng)軸承中由于油膜動(dòng)力學(xué)特性而引起的一種自激振動(dòng)，它主要發(fā)生在偏心率很小的高速輕載滑動(dòng)軸承中。59根據(jù)上面分析可知，所謂渦動(dòng)是指轉(zhuǎn)子的軸頸在作自旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還環(huán)繞軸頸某一平衡軸心作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通常，如果主要是由于油膜合力的激勵(lì)作用而引起的渦動(dòng)，則渦動(dòng)方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致，因此有時(shí)也稱為“正進(jìn)動(dòng)”。關(guān)于渦動(dòng)的頻率：油膜渦動(dòng)速度（頻率）等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度（頻率）的一半，故油膜渦動(dòng)往往也稱為“半速渦動(dòng)”。60實(shí)際上，渦動(dòng)頻率一般總是小于旋轉(zhuǎn)頻率之半，根據(jù)有關(guān)資料介紹，油膜渦動(dòng)的實(shí)際頻率與旋轉(zhuǎn)頻率的關(guān)系大約是：油膜渦動(dòng)一經(jīng)產(chǎn)生后就不會(huì)消失，并且隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，其渦動(dòng)頻率也會(huì)不斷增加，頻譜圖中半頻成分的振幅也不斷加大。此時(shí)的軸心軌跡和頻譜圖分別示于圖4.4-10和圖4.4-11。61油膜渦動(dòng)時(shí)的軸心軌跡油膜渦動(dòng)時(shí)的頻譜圖62隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到第一階臨界轉(zhuǎn)速的2倍時(shí)，其渦動(dòng)頻率將與轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速“匯合”而產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅會(huì)突然猛增，出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)；并且，軸心軌跡也會(huì)突然發(fā)生變化，成為擴(kuò)散的雜亂無章的曲線，如圖4.4-12所示。振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖中的半頻成分幅值達(dá)到甚至超過基頻成分的幅值，如圖4.4-13所示。若再進(jìn)一步升高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，渦動(dòng)頻率保持不變，且始終等于轉(zhuǎn)子的固有頻率(即一階臨界轉(zhuǎn)速)。這種現(xiàn)象就稱為油膜振蕩。由于油膜振蕩是油膜渦動(dòng)與轉(zhuǎn)子共振兩者共同作用、相互促進(jìn)的結(jié)果，因而有時(shí)也稱為共振振蕩。63圖4.4-12油膜振蕩時(shí)的軸心軌跡圖4.4-13油膜振蕩時(shí)的頻譜圖64轉(zhuǎn)子發(fā)生油膜振蕩時(shí)一般具有以下特征：(1)時(shí)間波形發(fā)生畸變，表現(xiàn)為不規(guī)則的周期信號(hào)，通常是在工頻的波形上面疊加了比例很大的低頻信號(hào)。(2)頻譜圖中轉(zhuǎn)子固有頻率ω0處的頻率分量的幅值最為突出。(3)油膜振蕩是發(fā)生在工作轉(zhuǎn)速大于二倍一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，之后，即使工作轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，其振蕩頻率基本不變。(4)油膜振蕩的發(fā)生和消失具有突然性，并帶有慣性效應(yīng)，也就是說，升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速高于降速時(shí)振蕩消失的轉(zhuǎn)速。

65(5)油膜振蕩時(shí)，轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，為正進(jìn)動(dòng)。(6)油膜振蕩劇烈時(shí)，隨著油膜的破壞，振蕩停止，油膜恢復(fù)后，振蕩又再次發(fā)生。如此持續(xù)下去，軸頸與軸承會(huì)不斷碰摩，產(chǎn)生撞擊聲，軸瓦內(nèi)油膜壓力有較大波動(dòng)。(7)油膜振蕩時(shí)，其軸心軌跡呈不規(guī)則的發(fā)散曲線，若發(fā)生碰摩，則軸心軌跡呈花瓣形狀。(8)軸承載荷越小或偏心率越小，越容易發(fā)生油膜振蕩。66六、轉(zhuǎn)子裂紋1．轉(zhuǎn)子裂紋三種形態(tài)(1)閉裂紋。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，裂紋始終呈閉合狀態(tài)。(2)開裂紋。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，裂紋始終呈張開狀態(tài)。(3)開閉裂紋。隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，裂紋呈開、閉交替狀態(tài)，并且一般轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，裂紋就會(huì)相應(yīng)張開、閉合各一次。67目前比較有效的方法是測(cè)量分析開停車過程中的振幅變化速度。當(dāng)轉(zhuǎn)子上存在開裂紋時(shí)，轉(zhuǎn)子的剛度會(huì)變得各向不同性。于是，使轉(zhuǎn)子的振動(dòng)具有非線性性質(zhì)，頻譜中除一倍頻分量外，還有二倍、三倍、五倍等高倍頻分量。隨著裂紋的擴(kuò)展，轉(zhuǎn)子的剛度會(huì)進(jìn)一步降低，一倍頻分量以及二倍、三倍、五倍等各階倍頻分量的幅值也會(huì)隨之增大。682．轉(zhuǎn)子裂紋的監(jiān)測(cè)與診斷分為三個(gè)方面

(1)開停車時(shí)振幅隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律(2)裂紋深度對(duì)振幅的影響(3)裂紋的擴(kuò)展速度圖裂紋轉(zhuǎn)子超諧波共振頻譜圖693．轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋后的一般特征(1)各階臨界轉(zhuǎn)速較正常時(shí)要小，尤其是當(dāng)裂紋趨于嚴(yán)重時(shí)。(2)由于裂紋造成的轉(zhuǎn)子剛度變化且不對(duì)稱，使轉(zhuǎn)子形成多個(gè)共振轉(zhuǎn)速。(3)裂紋轉(zhuǎn)子的振動(dòng)響應(yīng)，其一倍頻分量的分散度較無裂紋時(shí)要大。(4)恒定轉(zhuǎn)速下，一倍、二倍、三倍頻等各階分量的幅值及其相位不穩(wěn)定，且尤以二倍頻分量為突出。(5)由于裂紋轉(zhuǎn)子的剛度不對(duì)稱性，使對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡發(fā)生困難。70七、轉(zhuǎn)子碰摩

轉(zhuǎn)速波動(dòng)不穩(wěn)定振動(dòng)、非線形沖擊影響熱變形714.4.2振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試與分析721．振動(dòng)監(jiān)測(cè)的基本參數(shù)(1)動(dòng)態(tài)參數(shù)：①振幅：振幅表示旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障嚴(yán)重程度(烈度)的一個(gè)重要指標(biāo)。通過對(duì)振幅的監(jiān)測(cè)，可以判斷機(jī)器是否平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。振幅一般以峰一峰位移值表示。②頻率：旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)頻率一般用轉(zhuǎn)速的倍(分)數(shù)表示：1倍(1x)轉(zhuǎn)速頻率：振動(dòng)頻率與機(jī)器轉(zhuǎn)速相同。2倍(2x)轉(zhuǎn)速頻率：振動(dòng)頻率為機(jī)器轉(zhuǎn)速的二倍。1/2倍(1/2x)轉(zhuǎn)速頻率：振動(dòng)頻率為機(jī)器轉(zhuǎn)速的1/2。73③相角：相角測(cè)量是描述轉(zhuǎn)子在某一瞬間所在位置的一種方法。精確的相角測(cè)量在轉(zhuǎn)子平衡中及分折機(jī)器故障是非常重要的。④振動(dòng)形式：振動(dòng)形式分時(shí)基形式和軸心軌跡兩種。時(shí)基形式是振動(dòng)信號(hào)經(jīng)變換器輸入到示波器，并以時(shí)基模式顯示在熒光屏上。⑤振型：振型是轉(zhuǎn)軸在一定轉(zhuǎn)速下沿徑向的一種變形。通過振型監(jiān)測(cè)可以估算轉(zhuǎn)子與固定部件之間的內(nèi)部間隙。74（2）靜態(tài)參數(shù)①偏心位置：轉(zhuǎn)軸空載時(shí)，將在設(shè)計(jì)位置浮動(dòng)，當(dāng)加有一定負(fù)荷，就會(huì)出現(xiàn)偏心。偏心位置是軸承磨損、重負(fù)荷狀態(tài)（如不對(duì)中)的一種指示。②軸向位置(軸位移)：軸向位置是止推環(huán)對(duì)止推軸承的相對(duì)位置測(cè)量值。通過軸向位置監(jiān)測(cè)可以避免轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生軸向摩擦。③撓度：是轉(zhuǎn)軸在靜態(tài)時(shí)彎曲的度量。752．振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試在轉(zhuǎn)子監(jiān)測(cè)和診斷工作中，一般要求測(cè)試轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)和軸向振動(dòng)。軸向振動(dòng)根據(jù)實(shí)際需要有時(shí)安裝一個(gè)探頭（電渦流位移傳感器），有時(shí)安裝三個(gè)探頭，以便能得到某一橫截面上振動(dòng)的全部信息。對(duì)于徑向振動(dòng)，為了計(jì)算方便，兩徑向探頭的方向應(yīng)相互垂直。763．振動(dòng)信號(hào)分析振動(dòng)信號(hào)分析是識(shí)別故障性質(zhì)，尋找故障源的關(guān)鍵手段。為了能比較全面地了解轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀態(tài)的變化，一般應(yīng)從以下幾個(gè)方面分析和觀察轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)：77(1)研究和獲得轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)參數(shù)。(2)對(duì)當(dāng)前轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析、相位分析、軸心軌跡和時(shí)域波形的觀察、統(tǒng)計(jì)分析等。(3)對(duì)每個(gè)探頭的振動(dòng)狀況進(jìn)行聯(lián)合分析。(4)進(jìn)行趨勢(shì)分析。(5)對(duì)于一些特殊情況，為了進(jìn)一步說明問題和得到更多的有用信息，還須作進(jìn)一步試驗(yàn)。784.4.3其它故障信息來源除了從振動(dòng)信號(hào)中獲得轉(zhuǎn)子的故障信息外，還可以從噪聲信號(hào)，聲發(fā)射信號(hào)、紅外分析、油液分析等輔助信號(hào)中獲得轉(zhuǎn)子的故障信息；從眾多信號(hào)的綜合分析中，就可以對(duì)轉(zhuǎn)子故障作出準(zhǔn)確判斷。794.4.4振動(dòng)監(jiān)測(cè)中虛假信號(hào)的判別1．轉(zhuǎn)子制造不良可能造成假信號(hào)2．探頭松動(dòng)造成的假信號(hào)

804.4.5旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法幅值譜診斷法幅值譜診斷法就是利用振動(dòng)信號(hào)的幅值與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來對(duì)轉(zhuǎn)子的故障進(jìn)行診斷。得到幅值譜以后，下一步工作就是如何進(jìn)行分析。①首先，我們要大致看一下頻譜中都有哪些頻率分量，每個(gè)分量的大小各是多少。②那些幅值較小，但增長(zhǎng)很快的分量常常預(yù)示著故障的癥兆，應(yīng)引起重視。③特別需要注意的是，哪些在原來譜圖上不存在的或比較微弱的頻率分量的突然出現(xiàn)，可能會(huì)在比較短的時(shí)間內(nèi)破壞機(jī)器的正常工作，更應(yīng)引起我們的重視。81為了發(fā)現(xiàn)和診斷故障，還要對(duì)幅值譜在一段時(shí)間以來的變化情況進(jìn)行分析比較。分析比較可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：(1)某個(gè)譜峰的變化情況是單調(diào)增大、單調(diào)減小，還是波動(dòng)而無固定趨勢(shì)；(2)哪些波峰是同步變化，哪些波峰不發(fā)生變化；(3)譜圖上是否有新的頻率分量出現(xiàn)；(4)轉(zhuǎn)子同一部位各測(cè)點(diǎn)(如軸承座水平、垂直方向)振動(dòng)方向，或相近部位各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)之間幅值譜上的相互關(guān)系及變化快慢。82§4-5齒輪故障診斷4.5.1概述齒輪及其運(yùn)行狀態(tài)的正常與否直接關(guān)系到整臺(tái)機(jī)器甚至整套機(jī)組的工作狀況。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，齒輪故障占旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的10.3％。在機(jī)器運(yùn)行過程中，由于正常磨損與疲勞、設(shè)計(jì)不當(dāng)、制造或裝配精度差、維護(hù)保養(yǎng)不善以及操作失誤等原因，均有可能導(dǎo)致齒輪故障的產(chǎn)生。83故障原因故障比例（％）齒輪缺陷設(shè)計(jì)1240裝配9制造8材料7修理4運(yùn)行缺陷維護(hù)2443操作19相鄰部件（連軸器、電動(dòng)機(jī)等）缺陷17表4.5-1齒輪傳動(dòng)故障原因及所占比重84故障零部件故障比例（％）齒輪60軸承19軸10箱體7緊固件3油封1齒輪箱中各類零件損壞的百分比85針對(duì)齒輪的故障診斷方法大體上可分為兩大類：(1)通過齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲等動(dòng)態(tài)信號(hào)，運(yùn)用信號(hào)處理方法來完成故障分析、診斷。(2)根據(jù)摩擦磨損理論，通過潤(rùn)滑油液分析來達(dá)到故障診斷的目的。如果把齒輪故障診斷與滾動(dòng)軸承故障診斷作一對(duì)比即可發(fā)現(xiàn)，開展齒輪故障診斷的困難在于其振動(dòng)信號(hào)在傳遞中所經(jīng)環(huán)節(jié)比較多，包括齒輪、軸、軸承、軸承座等，因而高頻信號(hào)成分(20kHz以上)在傳遞過程中基本上都損失掉了。

864.5.2齒輪的常見故障從總體上講，齒輪故障可劃分為兩大類：一類是由制造和裝配等原因造成的，如齒輪誤差、齒輪與內(nèi)孔不同心、各部分軸線不對(duì)中、不平衡等；另一類則是齒輪由于長(zhǎng)期運(yùn)行而形成的，通常輪齒的表面承受的載荷很大，兩嚙合輪齒之間既有相對(duì)滾動(dòng)，又有相對(duì)滑動(dòng)，而且相對(duì)滑動(dòng)的摩擦力在齒輪節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的方向相反，從而出現(xiàn)了力的脈動(dòng)，于是，在長(zhǎng)期運(yùn)行中將導(dǎo)致齒輪表面發(fā)生點(diǎn)蝕、疲勞剝落、磨損、塑性流動(dòng)、膠合以及齒根裂紋，甚至斷齒等故障。8788嚙合振動(dòng)

在齒輪傳動(dòng)過程中，每個(gè)輪齒周期地進(jìn)入和退出嚙合。對(duì)于直齒圓柱齒輪，其嚙合區(qū)分為單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)，在單齒嚙合區(qū)內(nèi)，全部載荷由一對(duì)齒副承擔(dān)；當(dāng)一旦進(jìn)入雙齒嚙合區(qū)，則載荷分別由兩對(duì)齒副按其嚙合剛度的大小分別承擔(dān)。顯然，在單、雙齒嚙合區(qū)的交變位置，每對(duì)齒副所承受的載荷將發(fā)生突變，這必將激發(fā)齒輪的振動(dòng)；同時(shí)，在傳動(dòng)過程中，每個(gè)輪齒的嚙合點(diǎn)均從齒根向齒頂(主動(dòng)齒輪)或從齒頂向齒根(從動(dòng)齒輪)逐漸移動(dòng)，由于嚙合點(diǎn)沿齒高方向不斷變化，各嚙合點(diǎn)處齒副的嚙合剛度也隨之改變，相當(dāng)于變剛度彈簧，這也是齒輪產(chǎn)生振動(dòng)的一個(gè)原因；此外，由于輪齒的受載變形，其基節(jié)發(fā)生變化，在輪齒進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)，特產(chǎn)生嚙入沖擊和嚙出沖擊，這更加劇了齒輪的振動(dòng)。綜上所述，在齒輪嚙合過程中，由于單、雙齒嚙合區(qū)的交替變換、輪齒嚙合剛度的周期性變化、以及嚙入嚙出沖擊，即使齒輪系統(tǒng)制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)稱為嚙合振動(dòng)。89齒輪故障類型斷齒點(diǎn)蝕劃痕磨損其他所占百分比（％）413110108表4.5-3齒輪常見故障的發(fā)生比例1．彎曲疲勞與斷齒輪齒折斷902．齒面接觸疲勞與點(diǎn)蝕當(dāng)齒面剪應(yīng)力超過了齒輪材料的剪切疲勞極限，或者說齒面上脈動(dòng)循環(huán)變化的接觸應(yīng)力超過齒面的接觸疲勞極限時(shí)，齒面將會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋。隨著裂紋的擴(kuò)展，最終使齒面出現(xiàn)小塊金屬剝落，在齒面上形成小坑，稱為點(diǎn)蝕。當(dāng)點(diǎn)蝕進(jìn)一步擴(kuò)大，連成一片時(shí)，就會(huì)形成齒面上大塊的金屬剝落。這就是所謂的接觸疲勞剝落。913．齒面磨損4．齒面膠合和劃痕齒面點(diǎn)蝕齒面磨損齒面膠合924.5.3齒輪的振動(dòng)一、齒輪振動(dòng)分析若以一對(duì)齒輪作為研究對(duì)象，若忽略齒面上摩擦力的影響，則其力學(xué)模型如圖所示，其振動(dòng)方程為93Mr為齒輪副的等效質(zhì)量，E1為齒輪受載后的平均靜彈性變形；E2(t)為齒輪的誤差和異常造成的兩個(gè)齒輪間的相對(duì)位移(亦稱故障函數(shù))。94

齒輪振源來自兩部分；一部分為，它與齒輪的誤差和故障無關(guān)，稱為常規(guī)嚙合振動(dòng)，是齒輪在無異常的理想情況下亦存在振動(dòng)；另一部分為，它取決于齒輪的嚙合剛度K(t)和故障函數(shù)95K(t)的變化可由兩點(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；二是隨參加嚙合的齒數(shù)在變化。每當(dāng)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。變化曲線如圖4.5-2所示。圖4.5-2嚙合剛度變化曲線直齒嚙合斜齒嚙合96若齒輪副主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1，齒數(shù)為Z1，從動(dòng)輪相應(yīng)為n2，Z2，則齒輪嚙合剛度的變化頻率(嚙合頻率)及它們的諧頻為97

傳動(dòng)誤差是指一對(duì)齒輪副或齒輪傳動(dòng)鏈，在傳遞恒定的扭矩時(shí)，輸出軸的實(shí)際角位置與理想的、沒有誤差的變形時(shí)輸出軸角位置的差值。98

二、齒輪振動(dòng)信號(hào)中的調(diào)幅、調(diào)頻現(xiàn)象1．幅值調(diào)制幅值調(diào)制是由于齒面載荷波動(dòng)對(duì)振動(dòng)幅值的影響造成的。若為嚙合振動(dòng)載波信號(hào)，為齒輪軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)制信號(hào)，則調(diào)幅后的振動(dòng)信號(hào)為99調(diào)制后的信號(hào)，除原來的嚙合頻率分量外，增加了一對(duì)分量和它們以fg為中心，以fr為間距對(duì)稱分布于fg兩側(cè)，所以稱為邊頻帶，見圖4.5-3。一般情況下，齒輪的激振函數(shù)為其中基本上不隨故障變化，而一項(xiàng)恰好反映了由故障而產(chǎn)生的幅值調(diào)制。100圖4.5-3齒輪邊頻帶頻譜的形成101在頻譜上形成若干組圍繞嚙合載波頻率及其倍頻成分兩側(cè)的邊頻族，兩個(gè)邊頻與載頻的間距等于調(diào)制頻率，見圖4.5-4。在實(shí)際的齒輪信號(hào)中，由于系統(tǒng)傳遞特性及頻率調(diào)制的影響，頻譜中的邊頻成分不會(huì)如此規(guī)則和對(duì)稱，但其總體分布趨勢(shì)主要還是取決于調(diào)幅函數(shù)的變化．102圖4.5-4齒輪缺陷分布對(duì)邊頻帶的影響1032．頻率調(diào)制

對(duì)于齒輪來說任何導(dǎo)致產(chǎn)生幅值調(diào)制的因素也同時(shí)會(huì)導(dǎo)致頻率調(diào)制，兩種調(diào)制總是同時(shí)存在的。對(duì)于質(zhì)量較小的齒輪副，頻率調(diào)制現(xiàn)象尤為突出。對(duì)于齒輪振動(dòng)信號(hào)而言，頻率調(diào)制的根源在于齒輪嚙合剛度函數(shù)由于齒輪加工誤差和故障的影響而產(chǎn)生了相位變化，如圖所示。104

這種相位變化會(huì)由于齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)而具有周期性。在齒輪信號(hào)頻率調(diào)制中，載波函數(shù)和調(diào)制函數(shù)均為一般周期函數(shù)，均包含基頻及其各階倍頻成分。其結(jié)果是在各階嚙合頻率兩側(cè)形成一系列邊頻帶。邊頻的間隔為齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率。1053.幅值調(diào)制與頻率調(diào)制的共同點(diǎn)

1)載波頻率相等(為嚙合頻率)；2)邊帶頻率間隔相等(為齒輪軸轉(zhuǎn)頻)；3)邊帶對(duì)稱分布于載波頻率兩側(cè)。對(duì)于實(shí)際的齒輪系統(tǒng)，調(diào)幅現(xiàn)象和調(diào)頻現(xiàn)象總是同時(shí)存在的，因此，實(shí)際頻譜上的邊頻成分為兩種調(diào)制單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的邊頻成分的疊加。106三、齒輪振動(dòng)中的其它成分

1．附加脈沖齒輪平衡不良、對(duì)中不良、零部件機(jī)械松動(dòng)等缺陷都會(huì)引起附加脈沖。它們均是旋轉(zhuǎn)頻率低次諧波的振源，而不一定與齒輪本身缺陷直接有關(guān)。

2．隱含成分隱含成分，也稱隱含譜線或鬼線(GhostComponent)，是齒輪振動(dòng)信號(hào)功率譜圖上的一個(gè)頻率成分，其產(chǎn)生的原因是：當(dāng)齒輪加工機(jī)床分度齒輪的誤差較大時(shí)，由分度蝸輪、蝸桿及齒輪誤差直接帶給被加工齒輪的周期性缺陷，所以隱含成分一般只見于新齒輪的振動(dòng)信號(hào)功率譜中。1073.軸承信號(hào)及交叉調(diào)制即使在測(cè)量齒輪振動(dòng)信號(hào)時(shí)，其測(cè)點(diǎn)位置往往也是選擇在軸承座上面的，因此所測(cè)得的信號(hào)當(dāng)中當(dāng)然會(huì)包含軸承振動(dòng)的信號(hào)成分。1084.5.4齒輪的簡(jiǎn)易診斷方法

齒輪的簡(jiǎn)易診斷，主要是通過振動(dòng)與噪聲分析法進(jìn)行的，包括聲音診斷法、振動(dòng)診斷法以及沖擊脈沖法(SPM)等。進(jìn)行齒輪簡(jiǎn)易診斷的目的，是迅速判別齒輪是處于正常工作狀態(tài)還是異常工作狀態(tài)，對(duì)處于異常工作狀態(tài)的齒輪進(jìn)行精密診斷分析或采取其它措施。一、振平診斷法振平診斷法是利用齒輪的振動(dòng)強(qiáng)度來判別齒輪是否處于正常工作狀態(tài)的診斷方法。根據(jù)判定指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)不同，又可以分為兩種方法，即絕對(duì)值判定法和相對(duì)值判定法。1091．絕對(duì)值判定法利用在齒輪箱同一測(cè)點(diǎn)部位測(cè)得的振幅值直接作為評(píng)價(jià)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)，采用這種判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定稱為絕對(duì)值判定法。用絕對(duì)值判定法進(jìn)行齒輪狀態(tài)識(shí)別，必須制定相應(yīng)的絕對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)，以使不同的振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)不同的工作的工作狀態(tài)。制定齒輪絕對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)為：1)對(duì)異常振動(dòng)現(xiàn)象的理論研究;2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)振動(dòng)現(xiàn)象所做的分析;3)對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià);4)參考國(guó)內(nèi)外的有關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)。110圖4.5-6按振動(dòng)位移診斷的判定標(biāo)準(zhǔn)例子111圖4.5-7按振動(dòng)速度診斷齒輪異常的判定標(biāo)準(zhǔn)例子1122．相對(duì)值判定法在實(shí)際中，對(duì)于尚未制定出絕對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，可以充分使用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的統(tǒng)計(jì)資料，制定適當(dāng)?shù)南鄬?duì)判定標(biāo)準(zhǔn)，采用這種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定稱為相對(duì)值判定法。相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)要求，將在齒輪箱同一部位測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻測(cè)得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較，當(dāng)測(cè)量值和正常值相比達(dá)到一定程度時(shí)，判定為某一狀態(tài)。113二、判定參數(shù)法判定參數(shù)法是利用齒輪振動(dòng)的速度信號(hào)或加速度信號(hào)來計(jì)算出某一特征量，根據(jù)其大小來判定齒輪所處工作狀態(tài)的方法。衡量設(shè)備振平值最直接的方法是計(jì)算信號(hào)的均方根值，它能反映出設(shè)備的振動(dòng)水平。表4.5-4為一個(gè)用無量綱參數(shù)診斷齒輪故障的實(shí)例，新齒輪經(jīng)過運(yùn)行產(chǎn)生了疲勞剝落故障，振動(dòng)信號(hào)有明顯的沖擊脈沖，除波形參數(shù)以外，各參數(shù)指標(biāo)均有明顯上升。114齒輪類型裕度指標(biāo)峭度指標(biāo)脈沖指標(biāo)峰值指標(biāo)波形指標(biāo)新齒輪4.4132.6593.5362.8671.233壞齒輪7.2464.3356.1224.7971.276表4.5-4齒輪振動(dòng)信號(hào)無量綱參數(shù)診斷實(shí)例115

三、簡(jiǎn)易診斷的實(shí)施方法

在簡(jiǎn)易診斷中，利用振動(dòng)加速度測(cè)定的從1～10kHz頻率是機(jī)械的局部共振頻率，除齒輪以外，水泵、軸承、電動(dòng)機(jī)等也會(huì)發(fā)生同樣頻率的振動(dòng)，尤其是使用滾動(dòng)軸承時(shí)易發(fā)生誤診。正確區(qū)分這些零部件間的差異，是簡(jiǎn)易診斷的關(guān)鍵。116a)b)c)

圖4.5-9用類比判定法作出的診斷圖4.5-8齒輪箱示意圖G1、G2-齒輪；①、②、③、④-滾動(dòng)軸承1174.5.5齒輪的精密診斷法

一、齒輪故障的時(shí)域特征與頻域特征1．正常齒輪的時(shí)域特征與頻域特征正常齒輪是指沒有先天和后天缺陷的齒輪，其振動(dòng)主要是由于齒輪自身的剛度等引起的。(1)時(shí)域特征正常齒輪由于剛度的影響，其波形為周期性的衰減波形。其低頻信號(hào)具有近似正弦波的嚙合波形，如圖4.5-10所示。圖4.5-10正常齒輪的低頻振動(dòng)波形118（2）頻域特征正常齒輪的信號(hào)反映在頻譜上，有嚙合頻率及其諧波分量，即且以嚙合頻率成分為主，其高次諧波依次減小；同時(shí)，在低頻處有齒輪軸旋轉(zhuǎn)頻率及其高次諧波，其頻譜如圖4.5-11所示。圖4.5-11正常齒輪的頻譜fg2fg3fg4fgfr1192．均勻磨損齒輪的時(shí)域特征與頻域特征均勻磨損齒輪是指由于齒輪的材料、潤(rùn)滑等方面的缺陷或者長(zhǎng)期在高載荷下工作所造成的發(fā)生在大部分齒面上的磨損。(1)時(shí)域特征齒輪發(fā)生均勻磨損時(shí)，導(dǎo)致齒側(cè)間隙增大，其正弦波式的嚙合波形就遭到破壞，圖4.5-12和圖4.5-13是齒輪發(fā)生磨損后引起的高頻及低頻振動(dòng)。圖4.5-12磨損齒輪的高頻振動(dòng)120圖4.5-13磨損齒輪的低頻振動(dòng)(2)頻域特征均勻磨損時(shí)，嚙合頻率及其諧波分量保持不變，但其幅值大小改變，而且高次諧波幅值相對(duì)增大較多。分析時(shí)，至少要分析三個(gè)以上諧波的幅值變化，才能從譜上檢測(cè)出這種磨損。圖4.5-14所示反映了磨損后齒輪的嚙合頻率及其諧波值的變化趨勢(shì)。121圖4.5-14均勻磨損時(shí)的頻譜122另外，隨著磨損的加劇，還有可能產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)諧波，有時(shí)在升降速時(shí)還會(huì)出現(xiàn)如圖4.5-15所示的呈現(xiàn)非線性振動(dòng)特點(diǎn)的跳躍現(xiàn)象。圖4.5-15振幅跳躍現(xiàn)象1233．齒輪不同軸的時(shí)域特征與頻域特征齒輪不同軸故障指由于齒輪和軸裝配不當(dāng)造成的齒輪和軸不同軸。不同軸齒輪會(huì)使齒輪產(chǎn)生局部接觸，從而承受較大的負(fù)荷。(1)時(shí)域特征當(dāng)齒輪出現(xiàn)不同軸或不對(duì)中時(shí)，其振動(dòng)的時(shí)域信號(hào)具有明顯的調(diào)幅現(xiàn)象。圖4.5-16是其低頻振動(dòng)信號(hào)。圖4.5-16不同軸齒輪波形124(2)頻域特征具有不同軸的齒輪，由于其振幅調(diào)制作用，會(huì)在頻譜上產(chǎn)生以各階嚙合頻率為中心，以故障齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率為間隔的一階邊頻，即，同時(shí)，故障齒輪的旋轉(zhuǎn)特征頻率在譜上有一定反映。圖4.5-17為典型的具有不同軸故障的特征頻譜。圖4.5-17不同軸齒輪的頻譜1254．齒輪偏心時(shí)的時(shí)域特征與頻域特征齒輪偏心是指齒輪的中心與旋轉(zhuǎn)軸的中心不重合。這種故障往往是由于加工造成的。(1)時(shí)域特征當(dāng)齒輪有偏心時(shí)，其振動(dòng)波形由于偏心的影響被調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)幅振動(dòng)，圖4.5-18為齒輪有偏心時(shí)的振動(dòng)波形。圖4.5-18偏心齒輪的振動(dòng)時(shí)域波形126(2)頻域特征齒輪有偏心時(shí)，將在兩個(gè)方面有所反映，一是由于齒輪的幾何偏心所引起的，以齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率為特征的附加脈沖幅值增大；二是齒輪偏心會(huì)引起以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的載荷波動(dòng)，從而導(dǎo)致調(diào)幅現(xiàn)象，這時(shí)的調(diào)制頻率為齒輪的回轉(zhuǎn)頻率，只是它比所調(diào)制的嚙合頻率要小得多。圖4.5-19為具有偏心的齒輪的典型頻譜特征。127圖4.5-19齒輪偏心的頻譜1285．局部異常齒輪的時(shí)域特征與頻域特征齒輪的局部異常含義很廣，包括齒根部有較大裂紋、局部齒面磨損、輪齒折斷、局部齒形誤差等，圖4.5-20表示了各種異常的情況。(1)時(shí)域特征局部異常齒輪的振動(dòng)波形是典型的以齒輪旋轉(zhuǎn)頻率為頻率的沖擊脈沖，如圖4.5-21所示。129圖4.5-20齒輪的局部異常1-齒根部有裂紋2-局部齒面磨損

3-局部齒形誤差4-缺陷造成齒折斷130圖4.5-21局部異常齒輪的振動(dòng)波形Tr131(2)頻域特征具有局部異常的齒輪，由于裂紋、折斷或齒形誤差的影響，將以旋轉(zhuǎn)頻率為主要頻域特征，即，如圖4.5-22所示。圖4.5-22局部異常的齒輪頻譜1326．具有齒距誤差齒輪的時(shí)域特征與頻域特征齒距誤差是指一個(gè)齒輪的各個(gè)齒距有誤差。齒距誤差是由齒形誤差造成的。(1)時(shí)域特征具有齒距誤差的齒輪，其振動(dòng)波形理論上應(yīng)具有調(diào)頻特性，但由于齒距誤差在整個(gè)齒輪上以諧波形式呈現(xiàn)，故在低頻下觀察時(shí)也具有明顯的調(diào)幅特征，如圖4.5-23所示。圖4.5-23有齒距誤差齒輪的振動(dòng)波形133(2)頻域特征有齒距誤差的齒輪，由于齒距的誤差影響到齒輪旋轉(zhuǎn)角度的變化，反映在頻率域，就包含了旋轉(zhuǎn)頻率的各次諧波、各階嚙合頻率，以及以故障齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率為間隔的邊頻帶等，圖4.5-24是具有齒距誤差的齒輪的頻譜特征。圖4.5-24有齒距誤差齒輪的頻譜1347．不平衡齒輪的時(shí)域特征與頻域特征齒輪的不平衡是指齒輪體的質(zhì)量中心和回轉(zhuǎn)中心不一致，從而造成齒輪副的不穩(wěn)定運(yùn)行。(1)時(shí)域特征具有不平衡質(zhì)量的齒輪，在不平衡力的激勵(lì)下，產(chǎn)生以調(diào)幅為主、調(diào)頻為輔的振動(dòng)，其振動(dòng)波形如圖4.5-25所示。圖4.5-25不平衡齒輪的振動(dòng)波形135(2)頻域特征由于轉(zhuǎn)軸上的聯(lián)軸器或齒輪自身的不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)，將在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)產(chǎn)生的邊頻族；同時(shí)，受不平衡力的激勵(lì)，齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波的能量也有相應(yīng)的增加，如圖4.5-26圖4.5-26不平衡齒輪的頻譜136測(cè)點(diǎn)①②③④VAVAVAVA振動(dòng)值5.57.815.413.69.58.312.314.8

例：某廠一臺(tái)設(shè)備減速器，大修后運(yùn)行振動(dòng)值很大，對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)診斷。減速器結(jié)構(gòu)見圖4.5-33。電動(dòng)機(jī)為可調(diào)速電動(dòng)機(jī)，工作轉(zhuǎn)速500r／min，功率970kW，小齒輪齒數(shù)50，大齒輪齒數(shù)148。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至150r/min時(shí)，減速器振動(dòng)值Vrms見下表。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)，對(duì)測(cè)點(diǎn)②垂直方向(V)作頻率分析，低速軸轉(zhuǎn)速為51r/min，轉(zhuǎn)頻為0.85Hz，譜圖見圖4.5-34。137

圖4.5-33軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

1-電動(dòng)機(jī)；2-減速機(jī)①～④-測(cè)點(diǎn)圖4.5-34測(cè)點(diǎn)②振動(dòng)頻譜138從頻譜圖上看，嚙合頻率(fg＝0.85×148＝125.8Hz)點(diǎn)譜線并不突出，卻在213Hz頻率點(diǎn)出現(xiàn)峰值。進(jìn)一步對(duì)213Hz附近的頻段作細(xì)化譜分析，譜圖如圖4.5-35所示。發(fā)現(xiàn)213Hz點(diǎn)兩旁的邊頻間隔為0.85Hz，恰好是低速軸轉(zhuǎn)頻。圖4.5-35測(cè)點(diǎn)②振動(dòng)細(xì)化譜139在該轉(zhuǎn)速下，又對(duì)測(cè)點(diǎn)①和測(cè)點(diǎn)②垂直方向的振動(dòng)信號(hào)做時(shí)域波形分析，其波形圖分別見圖4.5-36(a)、(b)。圖4.5-36時(shí)域波形分析(a)測(cè)點(diǎn)①時(shí)域波形；(b)測(cè)點(diǎn)②時(shí)域波形140為了進(jìn)一步查明原因，把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至500r/min，對(duì)測(cè)點(diǎn)②垂直方向做頻譜分析，其頻譜圖見圖4.5-37，其213Hz頻率峰值依然存在，它不隨轉(zhuǎn)速而變化。此時(shí)，該頻率的邊頻譜線的間隔為2.8Hz，等于低速軸轉(zhuǎn)頻。由此可以判斷213Hz是齒輪的固有頻率。圖4.5-37電機(jī)500r／min時(shí)②點(diǎn)頻譜141§4.6軸承的故障診斷對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行故障診斷與工況監(jiān)測(cè)可以采用：振動(dòng)診斷、油樣分析技術(shù)、光導(dǎo)纖維探測(cè)以及接觸電阻法等。滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架1424.6.1滾動(dòng)軸承常見的異常現(xiàn)象由于使用條件和工作環(huán)境的不同，滾動(dòng)軸承會(huì)發(fā)生磨損、壓痕、點(diǎn)蝕、裂紋、表面剝落、破損、膠合、燒損、電蝕、銹蝕以及變色等多種異?，F(xiàn)象，造成上述異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因有：(1)落入異物造成的損傷這是滾動(dòng)軸承最常見的損傷形式。當(dāng)砂粒和氧化皮等異物落入軸承內(nèi)部時(shí)，會(huì)造成磨損和壓痕。所謂壓痕，就是異物在旋轉(zhuǎn)體和滾道之間被碾軋，使接觸部分因發(fā)生塑性變形而出現(xiàn)的凹痕。143(2)潤(rùn)滑不良造成的損傷當(dāng)潤(rùn)滑劑不足或潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法與使用條件不相適應(yīng)時(shí)，滾動(dòng)軸承會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)損傷。(3)內(nèi)外環(huán)傾斜造成的損傷(4)保持架受載引起的損傷(5)異常推力載荷引起的損傷(6)裝配不良造成的損傷(7)微小振動(dòng)的影響(8)電蝕1444.6.2滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷根據(jù)所監(jiān)測(cè)頻帶的不同，可將滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷劃分為低頻診斷和高頻診斷，其中低頻診斷主要是針對(duì)軸承中各元件缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率進(jìn)行的；而高頻診斷則著眼于滾動(dòng)軸承因存在缺陷時(shí)所激發(fā)的各元件的固有頻率振動(dòng)。1、低頻段的旋轉(zhuǎn)特征頻率假定：①滾道與滾動(dòng)體之間為純滾動(dòng)接觸；②軸承中各元件均無受力變形；③每個(gè)滾動(dòng)體直徑相同，且均勻分布在內(nèi)外滾道之間。145146147148由無受力變形的假定條件可得

為計(jì)算各元件的故障特征頻率，首先得計(jì)算出滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)角速度和自轉(zhuǎn)角速度。為此，令ωr為外滾道(內(nèi)環(huán))的旋轉(zhuǎn)角速度，ωa為內(nèi)滾道的旋轉(zhuǎn)角速度，ωc為滾動(dòng)體質(zhì)心的公轉(zhuǎn)角速度，ωs為滾動(dòng)體的自轉(zhuǎn)角速度。則由內(nèi)滾道與滾動(dòng)體在A點(diǎn)無滑動(dòng)接觸的假定條件可得149由外滾道與滾動(dòng)體在B點(diǎn)無滑動(dòng)接觸的假定條件可得150聯(lián)立以上兩式，可解得151將兩式代入，則上兩式可寫為152①滾動(dòng)體缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率當(dāng)滾動(dòng)體上有且只有一個(gè)缺陷并剛好處于圖4.6-1(b)中所示的X-X截面上時(shí)，由于此缺陷的存在，滾動(dòng)體每自轉(zhuǎn)一周，將對(duì)內(nèi)外滾道各沖擊一次，且隨著缺陷的加重，沖擊程度也越明顯。由于此沖擊頻率與滾動(dòng)體的一個(gè)缺陷相對(duì)應(yīng)，因而稱之為滾動(dòng)體缺陷的特征頻率，用fb表示，其值為153當(dāng)軸承的外環(huán)靜止不動(dòng)，即fa＝0時(shí)，有為習(xí)慣起可在式右邊加上絕對(duì)值符號(hào)，因而又有154當(dāng)內(nèi)環(huán)靜止而外環(huán)運(yùn)動(dòng)，即fr＝0時(shí)，有當(dāng)軸承的外環(huán)靜止不動(dòng)，即fa＝0時(shí)，有155p128156②內(nèi)滾道(外環(huán))缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率當(dāng)內(nèi)滾道上有一個(gè)缺陷時(shí)，由于此缺陷的存在，在內(nèi)滾道相對(duì)滾動(dòng)體質(zhì)心旋轉(zhuǎn)一周的過程中，將與每個(gè)滾動(dòng)體各發(fā)生一次沖擊碰撞，因而內(nèi)滾道缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率(用fi表示)為157當(dāng)外環(huán)靜止，即fa=0時(shí)，有當(dāng)內(nèi)環(huán)靜止，即fr＝0時(shí)，有158③外滾道(內(nèi)環(huán))缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率當(dāng)外滾道上有一個(gè)缺陷時(shí)，由于此缺陷的存在，在外滾道相對(duì)滾動(dòng)體質(zhì)心旋轉(zhuǎn)一周的過程中將與每個(gè)滾動(dòng)體各發(fā)生一次沖擊碰撞，因而外滾道缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率(用fo表示)為159當(dāng)內(nèi)環(huán)靜止，即fr＝0時(shí)，有

當(dāng)外環(huán)靜止，即fa＝0時(shí)，160

這些特征頻率分別為滾動(dòng)體缺陷、內(nèi)滾道缺陷和外滾道缺陷的基頻。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)故障嚴(yán)重程度，在頻譜圖中還可能出現(xiàn)各自的二次、三次或高次諧頻。有時(shí)，上述頻率還會(huì)受到軸的旋轉(zhuǎn)頻率或滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率的調(diào)制。161

(2)高頻段的固有振動(dòng)頻率滾動(dòng)軸承中的各元件因受到?jīng)_擊而作自由振動(dòng)時(shí)是以各