齿轮、轴承及旋转机械故障特征频率

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　　齿轮故障特征频谱

　　功率倒频谱常用于齿轮系统的振动和噪声分析，它能分离转轴二次以上谐波调制而引起的大量“边频”，容易找出主要调制频率成分，从而对故障做出准确的诊断。

　　齿轮常见故障的特征频谱如图1所示，其中，GMF表示齿轮啮合频率，Fr 表示低速齿轮转频，Fn表示高速齿轮转频。

　　(a)正常

　　(b)磨损

　　(c)不对中

　　(d)裂纹

　　(e)偏心

　　(f)断齿

　　图1 齿轮常见故障特征频谱图

　　滚动轴承故障特征

　　1. 故障频率经验公式

　　  · 内圈故障频率：

　　  · 外圈故障频率：

　　  · 保持架故障频率：

　　  · 滚动体故障频率：

　　  · 外圈与保持架的关系：

　　  · 外圈与内圈的关系：

　　其中，fr 为转频，z 为滚动体个数。

　　2. 滚动轴承滚动体故障

　　  · 滚动体损伤时，缺陷部位通过内圈或外圈滚道表面时，会产生冲击振动。

　　  · 滚动轴承无径向间隙时，会产生频率为n×z×fb的冲击振动。

　　  · 滚动轴承有径向间隙时，根据损伤部位与内圈或外圈发生冲击接触的位置不同，会发生以保持架旋转频率fc 进行的振幅调制的情况。

　　图2 滚动轴承滚动体故障

　　3. 滚动轴承内圈故障

　　  · 内滚道产生损伤时，如剥落、裂纹、点蚀等，若滚动轴承无径向间隙，会产生频率为n×z×fi 的冲击振动。

　　  · 通常滚动轴承都有径向间隙，且为单边载荷，根据损伤部分与滚动体发生冲击接触的位置不同，振动的振幅会发生周期性的变化，及发生振幅调制的情况。

　　图3 滚动轴承内圈故障

　　4. 滚动轴承外圈故障

　　  · 滚动轴承外圈滚道产生损伤时，在滚动体通过时也会产生冲击振动。

　　  · 由于损伤的位置与载荷方向的相对位置关系是一定的，所以不存在振幅调制的情况。

　　图4 滚动轴承外圈故障

　　旋转机械故障特征

　　1. 转子不平衡

　　转子不平衡形式分为：静不平衡，偶不平衡，动不平衡(静不平衡+偶不平衡)。

　　图5 静不平衡

　　图6 偶不平衡

　　转子转动一周，离心力方向改变一次。因此，转子不平衡振动的频率与转频一致。

　　2. 转子不平衡故障现象

　　  · 时域为类似正弦波的振动波形;

　　  · 振动能量主要集中在工作转频的1倍频;

　　  · 轴心轨迹为椭圆，并为正进动方向;

　　  · 主要表现为径向振动;

　　  · 同一平面X、Y方向振动相位相差90°;

　　  · 振动幅值随转速升高而迅速增大;

　　  · 振动幅值不随负荷的增大而增大。

　　3. 转子不对中

　　美国MONSANTO石化公司统计，旋转机械故障的50%~60%是由转子不对中引起的。

　　转子故障特征频率

　　来源：DeepFEA微信公众号，作者：Pantheon0805。

对方水电费的

感谢分享

设备医生

感谢分享，但是我们还是有个具体的事例分析是最好的了~