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齿轮的振动机理         
齿轮的振动机理
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 8:42:48
调制的共同点在于:①载波频率相等;②边带频率对应相等;③边带对称于载波频率。
         在实际的齿轮系统中,调幅效应和调频效应总是同时存在的,所以,频谱上的边频成分为两种调制的叠加。虽然这两种调制中的任何一种单独作用时所产生的边频都是对称于载波频率的,但两者叠加时,由于边频成分具有不同的相位,所以是向量相加。叠加后有的边频幅值增加了,有的反而下降了,这就破坏了原有的对称性。
        边频具有不稳定性。幅值调制与频率调制的相对相位关系会受随机因素影响而变化,所以在同样的调制指数下,边频带的形状会有所改变,但其总体水平不变。因此在齿轮故障诊断中,只监测某几个边频得到的信息往往是不全面的,据此做出的诊断结论有时是不可靠的。
        三、齿轮振动的其他成分
        齿轮振动信号中除了存在啮合频率、边频成分外,还存在有其他振动成分,为了有效地识别齿轮故障,需要对这些成分加以识别和区分。
        1.附加脉冲
        齿轮信号的调制所产生的信号大体上都是对称于零电平的。但由于附加脉冲的影响,实际上测到的信号不一定对称于零线。附加脉冲是直接叠加在齿轮的常规振动上,而不是以调制的形式出现,在时域上比较容易区分,如图8所示。
        在频域上,附加脉冲和调制效应也很容易区分。调制在谱上产生一系列边频成分,这些边频以啮合频率及其谐频为中心,而附加脉冲是齿轮旋转频率的低次谐波。

图8 将齿轮箱振动信号分解出附加脉冲

        产生附加脉冲的主要原因有齿轮动平衡不良,对中不良和机械松动等。附加脉冲不一定与齿轮本身缺陷直接有关。附加脉冲的影响一般不会超出低频段,即在啮合频率以下。
        齿轮的严重局部故障,如严重剥落、断齿等也会产生附加脉冲。此时在低频段上表现为齿轮旋转频率及其谐频成分的增加。
        2.隐含谱线
        隐含谱线是功率谱上的一种频率分量,产生的原因是由于加工过程中带来的周期性缺陷。滚齿机工作台的分度蜗轮蜗杆及齿轮的误差。隐含谱线具有如下特点。
        (1)隐含谱线一般对应于某个分度蜗轮的整齿数,因此,必然表现为一个特定回转频率的谐波。
        (2)隐含谱线是由几何误差产生的,齿轮工作载荷对它影响很小,随着齿轮的跑合和磨损它会逐渐降低。
         3.轴承振动
        由于测量齿轮振动时测点位置通常都选在轴承座上,测得的信号中必然会包含有轴承振动的成分。正常轴承的振动水平明显低于齿轮振动,一般要小一个数量级,所以在齿轮振动频率范围内,轴承振动的频率成分很不明显。滑动轴承的振动信号往往在低频段,即旋转频率及其低次谐波频率范围内可以找到其特征频率成分。而滚动轴承特征频率范围比齿轮要宽,所以,滚动轴承的诊断不宜在齿轮振动范围内进行,而应在高频段或采用其他方法进行。
        当滚动轴承出现严重故障时,在齿轮振动频段内可能会出现较为明显的特征频率成分。这些成分有时单独出现,有时表现为与齿轮振动成分交叉调制,出现和频与差频成分,和频与差频会随其基本成分的改变而改变。

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