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[理论方法] 关于包络分析的带通滤波器设置问题

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发表于 2010-9-9 15:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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NI的声学振动工具包中有一个包络谱分析的例子,轴承转速在1234rpm左右,外圈故障特征频率为61.6Hz,例子上带通滤波器设置为4300Hz-5300Hz,关心的故障频率(61.6的1、2、3倍频)不在此范围,对此我很不解,望熟悉包络分析的大牛指点指点。
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发表于 2010-9-9 16:19 | 显示全部楼层
例子中将带通滤波器设置为4300Hz-5300Hz,是因为事先判断出轴承的固有频率振动在4300~5300Hz的范围内,当轴承出现缺陷时(比如是外圈),滚动体就会以外圈故障频率61.6Hz对缺陷进行撞击,对外圈产生冲击,导致轴承以固有频率振动,此频率范围可能在4300~5300Hz范围内。所以检测4300~5300Hz的频率范围内的冲击,就能发现以61.6Hz频率为周期的冲击,这就是包络分析的滤波器设置方法。你可以先进行8000Hz内的加速度频谱测量,然后对高频区域内的群峰处进行包络分析。一般对轴承而言,高通1000Hz就可以了,没必要去寻找特定的群峰区,能进行选择带通滤波的仪器还是比较少,我用的仪器就不行。
发表于 2010-9-9 17:11 | 显示全部楼层
我认为选择4300Hz-5300Hz的带通滤波器来监测这个轴承,是因为轴承被冲击后产生的固有频率最容易在这个频段内出现,经过包络以后再经过FFT变化就会出现逆在频谱上看到的缺陷频率。如果你选择比4300Hz-5300Hz低一个档的带通滤波器来采集数据,说不定也会发现有轴承的缺陷频率。
个人意见,不知对不对。
 楼主| 发表于 2010-9-9 17:24 | 显示全部楼层
回复 lcxyz123 的帖子
你的意思是事先不知道具体故障性质,故障频率可能会出现在4300~5300Hz?

   
发表于 2010-9-10 08:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 lcxyz123 于 2010-9-10 08:50 编辑

回复 impulse 的帖子
例子中之所以选择4300~5300Hz的频率范围来进行包络检测,我猜测是事先采集了高频的加速度频谱,比如0~8000Hz的加速度谱,然后发现在4300-5300Hz内存在群峰,初步估计是轴承的固有频率振动,可能轴承出现故障,所以对该范围进行包络检测来进行验证。
轴承的固有频率振动在哪个范围,不是猜出来的,是通过测量加速度谱或者查阅相关资料才能知道的,不同轴承的固有频率是不一样的!楼主明白了吧?在实践中多总结就会慢慢理解的。
实际监测轴承时,对于1490、2985转的转动设备,高通滤波器(设置为转速的20—30倍)1000Hz就可以了,不需要去了解轴承的固有频率振动在哪个范围。若发现故障频率,则说明轴承出现故障,故障严重程度看包络的时域波形幅值大小(需要自己总结),个人的经验总结。

   

 楼主| 发表于 2010-9-10 08:53 | 显示全部楼层
谢谢lcxyz123的解答。
发表于 2010-9-12 18:32 | 显示全部楼层
当故障对机器的特征频率产生一个幅值调制影响的时候,可以利用包络分析对其进行诊断。
包络检测是从调幅信号中提取调制信号的技术。包络分析就是这个调制信号的FFT频谱。
发表于 2010-9-14 14:12 | 显示全部楼层
entek的gse谱如果不是用在非常低的转速下,高通滤波器一般取5000Hzgse。
发表于 2010-9-14 15:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 半只青蛙 于 2010-9-14 15:11 编辑

按照传统理论,把轴承失效过程分为四个阶段
其中第一阶段末期和第二阶段初期的主要振动频率大约从几K赫兹到几百
这个范围也是包络技术主要针对的区域,再发展就频率就更低了,可以看速度谱了
实际上只设置一个带通波段是不合理的,最好根据设备转速设定2个甚至3个滤波器
一般两个可以了。关于包络滤波器问题,相关资料讲过,同样轴承 故障信号
却只显示在不同的滤波波段后,有的不同的滤波器都有显示。

发表于 2011-2-12 13:16 | 显示全部楼层
回复 2 # lcxyz123 的帖子

说得挺对的,我早期用Bently snapshot时也是这样做,先用加速度谱发现群峰,再用包络捕捉到1000HZ包络谱上,轴承故障频率就会非常的清晰。其实与Entek Gse 一样效果。
发表于 2014-9-24 21:04 | 显示全部楼层
lcxyz123 发表于 2010-9-9 16:19
例子中将带通滤波器设置为4300Hz-5300Hz,是因为事先判断出轴承的固有频率振动在4300~5300Hz的范围内,当轴 ...

请教下,是不是所有的包络分析方法都要用带通滤波?如果用Hilbert包络分析齿轮信号,带通如何选择?
发表于 2014-10-16 11:40 | 显示全部楼层
守望1988 发表于 2014-9-24 21:04
请教下,是不是所有的包络分析方法都要用带通滤波?如果用Hilbert包络分析齿轮信号,带通如何选择?

包络分析主要是用于检测高频故障中的边带信息。设置滤波器的原因是为了消除低频信号对所关注信号的影响,所以一般都要进行高通或者带通的滤波器设置。对于齿轮箱,本人使用包络分析效果不好。根据包络分析的原理来看,如果要检测到啮合频率的话,那么滤波器的高通或带通应大于啮合频率才行。
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