機(jī)器振動(dòng)特征分析(3)齒輪

機(jī)器振動(dòng)特征分析(3)齒輪精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)精品資料機(jī)器振動(dòng)特征分析（3）齒輪故障口皮帶傳動(dòng)問題BPdM精品資料齒輪振動(dòng)的特點(diǎn)5X閭?cè)鐕Ш项l率(齒數(shù)X轉(zhuǎn)速)GB?-?嚙合頻率(GMF)不像軸承故障頻率那樣重要，所有嚙合的齒都產(chǎn)生一定幅值的嚙合頻率，所有嚙合頻率都有一定幅值的齒輪轉(zhuǎn)速的邊帶。如果齒輪狀態(tài)良好，并且彼此良好配合(沒有明顯的不對(duì)中，齒輪游移或齒輪偏心)，則嚙合頻率(GMF)及其諧波頻率和那些邊帶頻率的幅值應(yīng)該很小，尤其是那些邊帶。BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)精品資料振動(dòng)分析可檢測(cè)齒輪的故障????-?齒的磨損齒承受過大負(fù)載齒輪偏心或齒隙游移齒破裂或斷齒齒輪組合狀態(tài)問題追逐齒問題齒輪振動(dòng)測(cè)量位置選擇BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)??在每個(gè)可接近的軸承座進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，傳感器應(yīng)該盡可能固定在靠近軸承承。通常是只能在距軸承有一定距離的地方測(cè)量，這種情況下，應(yīng)確?？蚣芑騼?nèi)部腹板直接連到軸承座上，在這些地方布置傳感器并盡可能接近。在二個(gè)方向(HVA)

進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，尤其是當(dāng)齒輪主要在一個(gè)方向產(chǎn)生力，或者由于負(fù)載變化，每次監(jiān)測(cè)可能不一樣的情況下。傘齒輪，兩級(jí)減速齒輪箱測(cè)量典型設(shè)置BPdM精品資料齒輪振動(dòng)測(cè)量方向和參數(shù)設(shè)定?螺旋，斜齒和傘齒輪，產(chǎn)生明顯的軸向振動(dòng)，最佳的監(jiān)測(cè)位置往往在軸向。?對(duì)直齒圓柱齒輪，在徑向評(píng)定最好，但有時(shí)可能會(huì)存在明顯的軸向振動(dòng)，尤其是齒的對(duì)準(zhǔn)有問題時(shí)。?頻率范圍Fmax=3.25XGMF,

經(jīng)常遇到GMF處沒有什么振?動(dòng)，但在2GMF或3GMF處出現(xiàn)比GMF基頻大得多的振動(dòng)多數(shù)PMP中，在每個(gè)齒輪位置進(jìn)行兩個(gè)頻率范圍的測(cè)量，用低頻范圍評(píng)定不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)和電氣故障等，用另一高頻范圍評(píng)定齒輪的狀態(tài)齒輪振動(dòng)特征頻率精品資料BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)(七種特征頻率)低速齒輪旋轉(zhuǎn)頻率frg??高速齒輪旋轉(zhuǎn)頻率frp齒輪嚙合頻率fm=frg*Zg=frp*Zp低速齒輪邊帶頻率(fm

土ifrg)???高速齒輪邊帶頻率(fm

土ifrp)齒輪擺動(dòng)頻率

ftr

或

齒輪重復(fù)頻率fHT=

(fm*Na)

/

(Zg*Zp)齒輪組合狀態(tài)通過頻率fa

=fm/Na(Na=齒輪組合狀態(tài)數(shù))齒輪特蹣率之間的關(guān)系，力

4

4，邛4九4fm以上關(guān)系式適用于任何兩個(gè)齒輪的嚙合??！齒輪正常振動(dòng)頻譜精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)GMF=X

RPMC

=X

RPgGMFI2GMF3GMF—3.25XQMF高速齒輪和低速齒輪的轉(zhuǎn)速嚙合頻率(GMF)和非常小的嚙合頻率的諧波頻率3?嚙合頻率(GMF)通常兩側(cè)有高、低速齒輪的轉(zhuǎn)速頻率邊帶4.所有尖峰值都很小，沒有激起齒輪的自然頻率。已知齒輪的齒數(shù)時(shí)，建議Fmax設(shè)定為3.25XGMF(最低),如果不知道齒數(shù)，F(xiàn)max設(shè)定為軸的轉(zhuǎn)速的200倍。齒輪磨損故障精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)低速齒輪轉(zhuǎn)速高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X

低速齒輪轉(zhuǎn)速激起齒輪的固有頻率（Fn）和在此齒輪共振頻率兩側(cè)伴有磨損的齒輪轉(zhuǎn)速邊帶。當(dāng)齒磨損明顯時(shí)，GMF兩側(cè)邊帶的幅值增高并且數(shù)增增多，但GMF的幅值可能變化也可能不變化。邊帶是更好的齒磨損指不。雖然

GMF的幅值是可以接受的，但是2XGMF或3XGMF（尤其是3XGMF）的幅值經(jīng)常很高。速齒輪轉(zhuǎn)速精品資料齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X

低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X

高速齒輪轉(zhuǎn)速3GMF—3.25X

GMFGMF往往對(duì)齒的負(fù)載非常敏感。GMF幅值局未必一定指示 有故障，尤其是如果邊帶幅值較小，沒有激起齒輪自然 頻率的時(shí)候。每次測(cè)量分析都應(yīng)該在系統(tǒng)處于最大負(fù)載。齒輪承受大的負(fù)載低速齒輪轉(zhuǎn)速BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)?精品資料1.

激起齒輪自振頻率和嚙合頻率，也可能在自振頻率和嚙合頻率兩側(cè)產(chǎn)生許多偏心齒輪IX轉(zhuǎn)率的邊帶。如果偏心齒輪與嚙合的齒輪一起被強(qiáng)制壓向齒底下的話,偏心的齒輪可產(chǎn)生很大的應(yīng)力和振動(dòng)。齒輪偏心和齒隙游移BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)齒輪不對(duì)中精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)激起第二階或高階GMF的諧頻。往往只顯示小的1XGMF的幅值，但是2XGMF或3XGMF的幅值較高。2XGMF兩側(cè)常伴有2X轉(zhuǎn)速頻率邊帶。由于齒不對(duì)中，GMF及其諧頻的左右兩側(cè)邊頻的幅值不等，由不均勻磨損引起。BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)精品資料齒輪裂紋或斷齒2.1.

齒輪IX及齒輪自振頻率，齒輪自振頻率兩側(cè)的齒輪轉(zhuǎn)速邊帶高。不平衡的齒輪也會(huì)引起IX轉(zhuǎn)頻振動(dòng)大。時(shí)域波形分析可幫助確定是不平衡還是齒輪的斷齒問題狀態(tài)良好的齒輪顯示平穩(wěn)的正弦波（假定軸承沒有問題）裂、破碎或斷齒，每次進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)明顯的沖擊。觀察時(shí)域波形，可以確定故障是齒輪的齒或是滾動(dòng)軸承故障等沖擊事件造成的。BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)齒輪組合狀態(tài)問題狀態(tài)#2狀態(tài)#3狀態(tài)#1初始組合狀態(tài)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)-轉(zhuǎn)后主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)二轉(zhuǎn)后組合狀態(tài)（組合狀態(tài)數(shù)Na=3）1-10-4-13-72-11-5-14-83-12-6-15-91-7-42-8-5319一6產(chǎn)生三種不例如：低速齒輪齒數(shù)為15,

高速齒輪齒數(shù)為九同的磨損圖象：低速齒輪的齒號(hào)將接觸高速齒輪的齒：第一種組合為：低速齒輪1#齒與高速齒輪1#齒嚙合。低速齒輪1#齒將只能與高速齒輪的1#,7#和4#齒嚙合。低速齒輪1#齒不可能與高速齒輪的其他齒嚙合。第二種組合：低速1#齒與高速2#齒嚙合。則低速1#齒將只能與高速2#。8#和5#齒嚙合.不可能與其他高速齒嚙合。第三種組合：低速1#齒與高速3#齒嚙合，則低速1#齒將只能與高速3#,

9#和6#齒嚙合，不可能與高速齒輪的其皤耀病。主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)三轉(zhuǎn)后HgumlAaMmbly

phase*BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)齒輪組合狀態(tài)問題如果這對(duì)齒輪開始組裝低速1#齒和高速1#齒嚙合，下次重新安裝時(shí)，變?yōu)榈退?#齒與高速2#齒嚙合。那么將產(chǎn)生一種新的磨損圖象。這時(shí)，嚙合頻率fm很明顯，還有1/3嚙合頻率分量，原來的磨損圖象與新產(chǎn)生的磨損圖象相互作用造成復(fù)雜的嚙合結(jié)果，形成許多和頻及差頻幅值和頻率調(diào)制。齒輪組合狀態(tài)通過頻率：fa=fm/Na600

RPM^Lent丁圖Ji5Tf；S—

1000齒輪組合狀態(tài)中的NA等于大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)的最大公約數(shù)。;

g—r

RPMGAPF?

i^.^000齒輪組合狀態(tài)頻率GAPF

=3000

CPM=0.

20X

GMF（齒輪嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率）齒輪組合狀態(tài)問題精品資料BPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)可產(chǎn)生齒輪嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率(如果NA大于1)。這意味著(Tp/NA)齒輪的齒將接觸，產(chǎn)生NA個(gè)磨損圖象。如果齒輪有制造缺陷，則將出現(xiàn)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)或其諧頻。

如果污染顆粒通過齒輪嚙合，導(dǎo)致吸入污染顆粒的齒進(jìn)入和退出，嚙合中或者重新定位齒輪時(shí)使嚙合的齒損壞，于是在定期監(jiān)測(cè)的頻譜中突然出現(xiàn)齒輪組合狀態(tài)頻率(GAPF)。追逐齒問題精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)頻率ftrft尸(fm

快Na)/(Zg*Zp)

赫茲

如果低速齒輪和高速齒輪都有故障，高、低速齒輪的各自的故障同時(shí)進(jìn)入嚙合時(shí)，將對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生最大的影響，這就是追逐齒頻率。追逐齒頻率非常低，一般低于20Hz。常規(guī)傳感器及頻譜儀難以檢測(cè),需要低頻檢測(cè)。追逐齒故障BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)心M1

是設(shè)計(jì)階段理想的組合狀態(tài)因子大齒輪和小齒輪的故障可能在制造時(shí)造成的，或由于錯(cuò)誤的處理，或在現(xiàn)場(chǎng)造成的。有這種齒故障的齒輪裝置通常由于松動(dòng)發(fā)出“轟鳴”聲。有故障的 小齒輪的齒和大齒輪的齒兩者同時(shí)進(jìn)入嚙合時(shí)發(fā)生最大效應(yīng)。（在 某些傳動(dòng)中，可能僅每10到20轉(zhuǎn)出現(xiàn)一次）。追逐齒頻率調(diào)制嚙合頻率（G唯戰(zhàn)兩輪轉(zhuǎn)速頻率。磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪磨損BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)242(Mordpn25218

orders1

015

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A

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2006

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2006-10-1015

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2006

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21:08:061久，7B0KW.965<pm.西圖戈更出、傳給35?<Z第二0

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Hz2006-2-10

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(2007-1

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23:1?:21)S?n.MMw.M6rpm.西姆變速省齡傳動(dòng)si一安時(shí)合霞*396也第二級(jí)通臺(tái)領(lǐng)至67Hzoi

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1600

Hz2006-2-1010

37

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7

125

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Note

(2007-1-28

23:1221)esn.7wkw.9蜘pm.茂凌受iita能傳動(dòng)需一金0合獲率為6Hz第二級(jí)咕臺(tái)為室67Mz叫02M4001.0MUN1.4M1

?006MM0MZ20M

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10

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2006-2-10

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780KW.

96&PE.用圖文津w險(xiǎn)與承H

一小電臺(tái)零隼308也第二B

i8

合意錄67HZ11'磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪磨損BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)^f￡磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪不對(duì)中BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)CursorA86MMJ他輪不對(duì)中?G3?Axial?Vel

Freq

1600

Hz2006-2-9

1523:01Machine

Noto

(2007-1-28

23:14:07)野煤機(jī).78OKw.985rpm.兩級(jí)變速齒輪若動(dòng)第一級(jí)的合猴豆396HZ第二級(jí)貼臺(tái)低至67Hz144

067

ordecs6

664

mm/s0/AII

13

753

mm/s

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Freq1600Hz2006-2-9

15:26:20Machine

Note

(2007-1-28

23:14:07)喝煤機(jī).78OKw.985fpm,兩場(chǎng)變速臺(tái)輪傳動(dòng)第一級(jí)嚙合頻率396Hz第二級(jí)嚙合城率67Hz0r76Cursor

A

Cursor

B

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Hz2425

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11

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Freq

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Hz2007-7-31

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(2007-1-4

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780

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2326玄326

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14:30:24100

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RPMBPdM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)磨煤機(jī)齒輪嚙合問題MMJ7大小齒啥合?G7-Vertical-Vel

Freq

500

Hz2007-7-31

14:31:15MachineNote(2007-1-4

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780KW

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2.4

grmi?85

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TEETHLOBE32TEETHA乙A

w^x6(BULLGEAR)180

TEE1H320.400

CPM(GMFDr)(LP

PINION)47

TEETH(HP

PINION)28

TEETH320.400

CPM(GMFdr)4LO^PASS27.268

CPMLOWPRESSURESTAGE齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)422.655

CPM(gmflp)366.171

CPM(GMFhp)出即PASS45.771

CPM6BF2級(jí)螺桿式空壓機(jī)傳感器測(cè)點(diǎn)布置齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)兩級(jí)螺桿式壓縮機(jī)。其結(jié)構(gòu)包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)大齒輪、在低壓級(jí)和高壓級(jí)上的兩個(gè)從動(dòng)齒輪、及兩對(duì)用于齒輪潤(rùn)滑的帶動(dòng)油泵的傳動(dòng)齒輪組成。?齒輪己經(jīng)磨損了的特征之一是嚙合頻率成分1XGMF及其諧頻幅值增大,然而，嚙合頻率成分的幅值有時(shí)隨著負(fù)荷的變化而大幅度變化。低速齒輪轉(zhuǎn)速高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪自振頻率3.25X

GMF齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X

高速齒輪轉(zhuǎn)速齒輪磨損精品資料齒輪負(fù)荷增大輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)??當(dāng)GMF幅值增加的同時(shí)，GMF周圍的邊頻帶數(shù)量也增加。這些邊頻帶間隔是齒輪的轉(zhuǎn)速頻率。如圖有3個(gè)峰，分別是齒輪油泵的嚙合頻率OPMF及其諧頻2X

OPMF和3X

OPMF注意，只在2X

OPMF兩側(cè)有4個(gè)邊帶頻率成分是存在，其間隔頻率近似為2719RPM,為油泵驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速頻率。齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)???當(dāng)齒輪狀態(tài)良好，相互嚙合的兩齒輪對(duì)中良好，那么，IX

GMF成分的幅值與2X

GMF和3X

GMF的幅值相比是最高的。通常在IX

GMF兩側(cè)也只有一簇邊帶存在，間隔為每個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速RPM。如圖，齒數(shù)為55的齒輪工作轉(zhuǎn)速為1780RPM,

齒數(shù)為36的齒輪工作轉(zhuǎn)速為2719RPM,

為油泵軸的工作轉(zhuǎn)速。該對(duì)齒輪的嚙合頻率為(GMFop)

97900CPM

(55X1780RPM)

。低產(chǎn)齒輪轉(zhuǎn)速q速齒輪轉(zhuǎn)速顯-黑齒輪嚙合頻率GMF=低速齒輪齒數(shù)X

低速齒輪轉(zhuǎn)速=高速齒輪齒數(shù)X高速齒輪轉(zhuǎn)速xK:XGMF]3GMF帕口口貝科3.25X

GMF處于完好狀態(tài)的齒輪嚙合齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)?而在2XOPMF周圍有4個(gè)邊頻帶存在，每個(gè)邊頻帶都是以油泵的轉(zhuǎn)速頻率

2719RPM相間隔，又由于1X0PMF幅值和3XOPMF的幅值都較低，結(jié)論,油泵齒輪的對(duì)中情況可能出現(xiàn)了問題。?解體檢查發(fā)現(xiàn)，由磨損痕跡可清楚看出，油泵的負(fù)荷只是由每個(gè)齒輪全部齒寬的25%到30%傳遞的。檢修修正了齒輪的對(duì)中情況，從而大大增加了油泵的工作壽命。頻譜比較和包絡(luò)報(bào)警齒輪故障分析舉例BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)?在就近的另一臺(tái)相同結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)上、相同位置處測(cè)量的頻譜圖進(jìn)行比較，可見其2XOPMF

(59565

CPM)

的幅值是相當(dāng)?shù)偷摹｝X輪故障分析舉例精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)?在齒輪磨損初期，通過嚙合頻率的3X可檢測(cè)得到齒輪的磨損問題，不僅3XGMF幅值的顯著增加，同時(shí)它周圍的邊頻帶的幅值也大幅度增加，在接卜去的檢測(cè)中，3XGMF周圍邊頻帶數(shù)量越來越多。?如果有一個(gè)以上的齒輪對(duì)出現(xiàn)磨損問題，那么在嚙合頻率兩側(cè)就會(huì)有邊頻帶出現(xiàn)，是每個(gè)已經(jīng)磨損齒輪的工作轉(zhuǎn)速。例如，在高壓級(jí)齒數(shù)為32和齒數(shù)為48的配對(duì)齒輪出現(xiàn)磨損問題，那么在高壓級(jí)兩嚙合齒輪的嚙合頻率為366171

CPM

(GMFhp)及其諧頻的兩側(cè)就會(huì)出現(xiàn)具有32個(gè)齒的11443RPM的邊頻帶和具有48個(gè)齒的7629

RPM的邊頻帶。皮帶傳動(dòng)問題精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)影響皮帶傳動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的最主要的三個(gè)因素:皮帶輪的對(duì)中；皮帶輪同心度；皮帶輪結(jié)構(gòu)和接觸方法。檢測(cè)皮帶輪振動(dòng)時(shí)注意事項(xiàng)1.

最好按圖所示的方向測(cè)量皮帶輪徑向方的振動(dòng)。檢測(cè)皮帶輪振動(dòng)時(shí)注意事項(xiàng)精品資料BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)

可調(diào)整的V-皮帶輪由廣調(diào)整不當(dāng)會(huì)引起過大的振動(dòng)，造成皮帶和皮帶輪過早損壞。由于兩皮帶輪間不能相互間保持平行，在工作中，皮帶輪每轉(zhuǎn)一圈，皮帶一會(huì)在皮帶輪上部，一會(huì)在皮帶輪下部，導(dǎo)致皮帶張力不斷變化，引起較大的皮帶振動(dòng)，加速皮帶和皮帶輪的磨損。另一個(gè)引起振動(dòng)的重要因素是皮帶輪偏心。大多數(shù)用于一般皮帶 傳動(dòng)的皮帶輪，與其它部件相比，都存在一定程度的偏心問題， 結(jié)果引起較大的振動(dòng)，引起皮帶在每轉(zhuǎn)中長(zhǎng)度和張力的變化。V型皮帶傳動(dòng)裝置常被認(rèn)為是振動(dòng)問題的原因（？），事實(shí)上，皮帶的振動(dòng)只是因?yàn)槿绮黄胶狻⒉粚?duì)中、機(jī)械松動(dòng)等其它故障的響應(yīng)。當(dāng)存在這些故障時(shí)，它們?cè)谄弦鸫蟮恼駝?dòng)，而皮帶裝置本身并不是故障的根源。RADIAL

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BEUS皮帶轉(zhuǎn)速頻率的計(jì)算公式:皮帶轉(zhuǎn)速頻率=3.14x皮帶輪RPMx皮帶輪節(jié)圓直徑皮帶長(zhǎng)度BPDM普迪美狀態(tài)監(jiān)測(cè)1.皮帶松動(dòng)/磨損或不匹配問題皮帶磨損問題振動(dòng)特征：頻譜圖中出現(xiàn)皮帶振動(dòng)頻率的3、4次諧頻,通常2X

皮帶振動(dòng)頻率占主導(dǎo)。此外，皮帶磨損有時(shí)會(huì)抬高亞同步頻率范圍內(nèi)的基線振動(dòng)值。如果皮帶轉(zhuǎn)速頻率的某諧頻比較靠近驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)頻或被驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)頻時(shí)，可能會(huì)引起振動(dòng)的不穩(wěn)定。精品XLINMaaXL人3aL

3NOWHYHAON3ACL111_皮帶松動(dòng)/磨