5-6齿轮故障诊断教案.pptVIP

机械设备故障诊断技术 ----齿轮故障诊断 北京科技大学 机械工程学院 黎 敏 阳建宏 * 齿轮故障诊断 齿轮传动的基本知识 齿轮振动的机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 齿轮传动的基本知识 概述 齿轮传动的基本知识 齿轮传动的特点 齿轮传动的基本知识 齿轮传动的分类 按装置形式分 开 式：没有防护罩，用于低速非重要场合 半开式：有简单的防护罩，常用于农业机械、建筑机械 闭 式：装在封闭严密的箱体内，常用于汽车、航空 齿轮传动的基本知识 直 齿： 啮合过程不够稳定，啮合刚度变化 斜 齿 ：可以更好的完成齿和齿之间的传动，它的缺点 是会在轴上产生一个轴向扭力 人字齿：可以消除轴向的扭力，但是装配更困难。 齿轮传动的基本知识 齿轮传动的分类 按工作轴的相对位置分 齿轮传动的基本知识 齿轮的啮合过程----啮合点位置的变化 齿轮传动的基本知识 齿轮的啮合过程----啮合齿数的变化 齿轮故障诊断 齿轮传动基本知识 齿轮的振动机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 齿轮的力学模型分析 齿轮的力学模型分析 齿轮的力学模型分析 齿轮的力学模型分析 上节课内容复习 齿轮故障诊断 齿轮传动基本知识 齿轮的振动机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 信号调制 原因1：齿轮载荷不均匀、齿距不均匀及故障造成的载荷波动，会对振动幅值产生影响 原因2：同时也产生扭矩波动，使齿轮转速发生变化，从而影响频率结构 信号调制---调幅 齿轮啮合过程中，啮合频率及其各次谐波视为载波 齿面点蚀、剥落引起的振动(周期出现)信号，视为调制波 两者同时存在时，则会产生调制效应 时域上表现为 ── 相乘 频域上表现为 ── 卷积 信号调制---调幅 例： 齿轮啮合振动信号： 齿轮点蚀引起的振动信号: 调幅后的振动信号为： 信号调制---调幅 信号调制---调幅 局部缺陷：齿轮每转一周产生一个脉冲激励，齿轮的啮合频率被一个短的周期脉冲所调制，在频谱中表现为在啮合频率两侧有大量的边频带，其幅值较低，且分布均匀而平坦。 分布缺陷：指比较均匀分布的缺陷，它相当于时域包络线较宽的脉冲。因此，它在频域中表现为在啮合频率两边产生了一簇幅值较高、起伏较大、分布较窄的边频带。 信号调制---调频 对于齿轮传动，任何导致产生幅值调制的因素也同时会导致频率调制。两种调制总是同时存在的。 对于质量较小的齿轮副，频率调制现象尤为突出 调频的振动信号包含有多个频率分量，并以啮合频率为中心，以调制频率为间隔形成多对的调制边带 信号调制---交叉调制 信号调制---小结 调频和调幅的共同点 载波频率相等 边带频率对应相等 边带对称于载波频率 齿轮振动信号调制特点 实际齿轮系统中，调幅与调频同时存在 两者共同作用时，导致载频两侧的边频成分的幅值非对称分布 齿轮故障诊断 齿轮传动基本知识 齿轮的振动机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 齿轮振动的其他成分---隐含成分 隐含成分(Ghost Components) 产生原因：由于加工过程中带来的周期性缺陷。例如由滚齿机工作台的分度涡轮蜗杆及齿轮的误差引起 齿轮故障诊断 齿轮传动基本知识 齿轮的振动机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 齿轮故障诊断 齿轮传动基本知识 齿轮的振动机理 齿轮的故障诊断技术 实测案例分析 振动信号的测量 测点选择 传感器的安装位置不同，所得到的测定值会有较大差异 对各测点做出标记，以保证每次测量的部位不变 测量部位的表面应是光滑洁净的，避免脏物对振动传递造成衰减 一般应尽可能地沿水平、垂直和轴向三个方向进行测定 振动信号的测量 传感器的选择 一般应将所测的振动按频带分级 实际测量中，在同一测点为通常选用加速度传感器，再通过积分电路转换成所需的测量参数 振动信号的测量 传感器的安装方法 安 全 性：安装位置必须保证在进行数据采集时的工作安全 最短路径：在振源和传感器之间必须要有一个良好的机械传 输路径，应该选择振源和传感器间的最短路径 防 共 振：不能将传感器安装到自身会受到机器振动激励的 部件上，如：风扇罩、联轴器防护盖等部件