齿轮箱故障的振动诊断方法.pdfVIP

2003年4月 宁波职业技术学院学报 Apr , 2003 第3卷第2期 JO U RN A L O F N IN G B O P O LY TE CHN IC Vol. 3 N o .2 齿轮箱故障的振动诊断方法 陈宇晓 (宁波职业技术学院工学院 浙江 宁波 315800) 摘 要:齿轮箱故障振动诊断主要有振动时域分析法、振动频域直接分析法及振动频域二次分析法，三种方 法各有特点，其应用场合也不同，应根据故障的复杂性及生产系统的类型来选择。 关键词:齿轮箱;时域分析法;频域直接分析法;频域二次分析法 中图分类号:O32 文献标识码:B 文章编号:167 1 - 2 153(2003)02 - 00 80 - 03 齿轮箱是旋转机械中的重要部件，它具有传递 括直方图法）、时域相关分析法、时域同步平均法。 运动、扭矩和变速的作用。据统计，在齿轮箱失效 时域统计分析法通过求出信号的各种统计参数，对 中，齿轮的失效比率约为60%,轴承的失效比率约 齿轮箱的故障状况进行分析。统计参数可分为有量 为19%,轴的失效比率约为10%,箱体的失效比率约 纲参数与无量纲参数二种。有量纲参数主要有:(1) 为7%,紧固件的失效比率约为3%,油封的失效比率 信号的均值，又称为一次矩，它描述了信号的平均 [1-2] 变化情况，代表信号的静态部分或直流分量。(2)信 约为1% 。因此齿轮箱的故障诊断中，关键问题 是齿轮的故障诊断。齿轮在运行中若产生故障，则 号的有效值（均方根值），描述了信号的动态波动情 齿轮箱的振动、幅射的噪声、润滑油中磨损物的含 况和强度。(3)信号的峰-峰值，表示最大峰值与其 量及形态等都会从各自的角度反映出故障的征兆， 相邻的最低谷值之间的幅值，又称为“通频幅值”。 从而使齿轮箱的故障诊断成为可能。齿轮箱的故障 无量纲参数主要有:(1)脉冲指标值，表示波形高度 [3] 的指标，其值为峰值除以绝对平均幅值。（2）歪度 诊断方法主要有振动法、噪声谱分析法 、油液分析 [4] [5] [6] 指标值，表示以平均值为中心，波形的对称性。（3） 法 、混沌诊断识别法 、专家系统法 等。由于工 业现场测试条件及分析技术所限，有些征兆的提取 峭度指标值，表示波形的尖峭程度及有无冲击。直 与分析不易实现，有些征兆反映的故障状态不敏感， 方图法亦是对时域波形进行统计分析的一种方法， 相对来讲，齿轮的振动是目前公认的最佳征兆提取 包括幅值计数分析与时间计数分析。幅值计数分析 量，它对运行状态的反映迅速、真实、全面，能很 以幅值大小为横坐标，每个幅值间隔内出现的频次 好地反映出大部分齿轮故障的性质与范围，并有许 为纵坐标的图形来表示，根据信号历程中某些量值 多先进有效的方法可供选用，所以齿轮箱故障诊断 出现的次数，对齿轮箱的故障状况进行分析。时间 最主要的方法为振动法。振动法分时域诊断与频域 计数分析以时间为横坐标，某时间断间隔内出现的 诊断二大类，而频域诊断法又可分为振动频域直接 频次为纵坐标的图形来表示，根据信号落入给定幅 分析法与振动频域二次分析法二种。 值范围内的时间大小，对齿轮箱的故障状况进行分 一、振动时域分析法 析。齿轮箱故障诊断中的时域相关分析法主要采用 该法将各种故障状态的振动时域信号与正常状