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加速度包絡(luò)診斷軸承缺陷過(guò)程實(shí)踐

2024-04-25

一、了解包絡(luò)

1、信號(hào)源為原始的加速度波形信號(hào)。

2、滾動(dòng)軸承的缺陷一般產(chǎn)生周期性的沖擊信號(hào)，可激起結(jié)構(gòu)共振。這些共振頻率就像高頻載波信號(hào)，載波的幅值被沖擊信號(hào)調(diào)制。

3、沖擊一般按缺陷頻率周期地重復(fù)。典型的特征頻率有外圈通過(guò)頻率(ORBP) 、內(nèi)圈通過(guò)頻率(IRBP)及滾動(dòng)體通過(guò)頻率(BSF, and 2xBSF) 。

4、重復(fù)的沖擊在時(shí)域波形圖上形成一系列的沖擊脈沖。

5、包絡(luò)分析就是對(duì)這些脈沖的解調(diào)。先對(duì)信號(hào)濾波，結(jié)構(gòu)共振頻率在帶通濾波范圍內(nèi)。濾波時(shí)濾掉與轉(zhuǎn)子及齒輪嚙合相關(guān)的頻率，這些頻率會(huì)淹沒(méi)軸承缺陷頻率。

6、包絡(luò)經(jīng)過(guò)FFT變換，得到譜圖，以此識(shí)別軸承缺陷。通常是諧波，其基本缺陷頻率（及其邊帶頻率）是軸承故障診斷的重點(diǎn)。

二、故障檢測(cè)

經(jīng)檢測(cè)，某軸承存在脈沖現(xiàn)象，每轉(zhuǎn)出現(xiàn)一個(gè)脈沖。隨著時(shí)間的推移，一轉(zhuǎn)出現(xiàn)3個(gè)脈沖，并且脈沖的幅值增大。很自然地聯(lián)想到為內(nèi)圈的裂紋。因?yàn)閮?nèi)圈按轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一周，缺陷經(jīng)過(guò)一次載荷區(qū)。進(jìn)入載荷區(qū)，缺陷就碰到滾動(dòng)體，產(chǎn)生沖擊，沖擊的幅度在缺陷到達(dá)并與徑向載荷方向重合時(shí)，隨后減小直至缺陷開(kāi)始離開(kāi)載荷區(qū)后快速消失。

將包絡(luò)分析的帶通濾波頻率范圍設(shè)為4K~10KHz，可見(jiàn)諧波分量豐富。顯示包絡(luò)頻率與某高速軸轉(zhuǎn)速相關(guān)，的那條譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)就是高速軸轉(zhuǎn)軸頻率。

下一個(gè)主要特征頻率是內(nèi)圈通過(guò)頻率10.8X 。這個(gè)中心頻率兩邊有一系列的1X邊帶頻率。10.8X 頻率成分因?yàn)榻咏?1X成分，開(kāi)始時(shí)還以為所有的頻率成分都是1X的倍頻。仔細(xì)分析才看出有兩個(gè)頻率成分系列。兩系列幾乎重疊，但在5X、6X處還是能清楚地區(qū)分出來(lái)。10.8X 頻率成分與內(nèi)圈缺陷相關(guān)，缺陷在滾動(dòng)體通過(guò)時(shí)產(chǎn)生幅值調(diào)制（時(shí)基圖中相對(duì)較小的那個(gè)脈沖線(xiàn)），1X是內(nèi)圈進(jìn)入和退出載荷區(qū)是產(chǎn)生的幅值調(diào)制信號(hào)（相對(duì)較大的）。

因?yàn)楫?dāng)前總的振動(dòng)只有5g，且產(chǎn)生的脈沖波形非常窄，所以懷疑是一條微小裂紋。較寬些的損傷將產(chǎn)生不太好確定的沖特征。因此判斷為軸承早期缺陷，繼續(xù)觀(guān)察運(yùn)行。

繼續(xù)運(yùn)行8個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)沒(méi)有大的改變，振動(dòng)幅值還是5g左右。但是，圖形變得復(fù)雜了。其不再是單個(gè)的脈沖，而是出現(xiàn)多個(gè)較小些的脈沖，說(shuō)明損傷形式發(fā)生了變化；在每轉(zhuǎn)相同的位置出現(xiàn)雙脈沖，說(shuō)明存在另一個(gè)新的損傷，這個(gè)損傷比原來(lái)的脈沖小些。