論述齒輪嚙合頻率產(chǎn)生的機(jī)理及齒輪故障診斷方法

1、-PAGE . z一、論述齒輪嚙合頻率產(chǎn)生的機(jī)理及齒輪故障診斷方法一、齒輪嚙合頻率的機(jī)理由齒輪傳動理論可知，漸開線齒廓齒輪在節(jié)點(diǎn)附近為單齒嚙合，而在節(jié)線的兩邊為雙齒嚙合，嚙合區(qū)的大小則由重疊系數(shù)決定。因此，每對輪齒在嚙合過程中承受的載荷是變化的，從而引起齒輪的振動，另外，一對輪齒在嚙合過程中兩齒面的相對滑動速度和摩擦力均在節(jié)點(diǎn)處改變方向，引起齒輪的振動.這兩者形成了嚙合頻率fz及其諧波Nfz，其計(jì)算式為:式中Z齒輪的齒數(shù)；n軸的轉(zhuǎn)速，。式中N自然數(shù)，1，2，3，。N=1稱為基波，即嚙合頻率；N = 2，3，時(shí)，稱為二次，三次諧波。嚙合頻率fz及其諧波Nfz的頻譜特點(diǎn)：初始狀態(tài)，嚙合頗率的幅值最

2、高，各次諧波的幅值依次減小(圖1的實(shí)線局部)；隨著齒輪磨損的增加，漸開線齒廓逐漸受到破壞，使齒輪振動加劇，此時(shí)嚙合頻率及其各次諧波的幅值逐漸增大，而且各次諧波幅值的增加比嚙合頻率快得多(圖中虛線所示)；磨損嚴(yán)重時(shí)，二次諧波幅值超過嚙合頻率幅值。圖1 嚙合頻率及其諧波圖2 嚴(yán)重磨損時(shí)的嚙合頻率及其二次諧波由頻譜圖上嚙合頻率及其諧波幅值的增量可判斷出齒輪的磨損程度。嚙合頻率分析：1負(fù)載和嚙合剛度的周期性變化負(fù)載和嚙合剛度的變化可用兩點(diǎn)來說明：一是隨著嚙合點(diǎn)位置的變化，參加嚙合的單一齒輪的剛度發(fā)生了變化，二是參加嚙合的齒數(shù)在變化。如漸開線直齒輪，在節(jié)點(diǎn)附近是單齒嚙合，在節(jié)線兩側(cè)*部位開場至齒頂、齒根

3、區(qū)段為雙齒嚙合。顯然，在雙齒嚙合時(shí)，整個(gè)齒輪的載荷由兩個(gè)齒分擔(dān)，故此時(shí)齒輪的嚙合剛度就較大；同理單齒嚙合時(shí)，載荷由一個(gè)齒承當(dāng)，此時(shí)齒輪的嚙合剛度較小。從一個(gè)輪齒開場進(jìn)入嚙合到下一個(gè)輪齒進(jìn)入嚙合，齒輪的負(fù)載和嚙合剛度就變化一次，所以齒輪的負(fù)載和嚙合剛度周期性變化的頻率與齒輪旋轉(zhuǎn)頻率成整數(shù)倍關(guān)系。2節(jié)線沖擊的周期性變化齒輪在嚙合過程中，輪齒外表既有相對滾動，又有相對滑動。主動輪帶動從動輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，主動輪上的嚙合點(diǎn)從齒根移向齒頂，嚙合半徑逐漸增大，速度漸次增高；而從動輪上的嚙合點(diǎn)是由齒頂移向齒根，嚙合半徑逐漸減小，速度漸次降低。兩輪齒齒面在嚙合點(diǎn)的速度差異就形成了主動輪和從動輪的相對滑動。在主動輪上，

4、齒根和節(jié)點(diǎn)之間的嚙合點(diǎn)速度低于從動輪上的嚙合點(diǎn)速度，因此滑動方向向下；在節(jié)點(diǎn)處，因?yàn)閮奢喩系膰Ш宵c(diǎn)速度相等，相對滑動速度為零。因此，摩擦力在節(jié)點(diǎn)處改變了方向，形成節(jié)線沖擊。由以上分析可知，從一個(gè)輪齒開場進(jìn)入嚙合到下一個(gè)輪齒進(jìn)入嚙合，發(fā)生兩次節(jié)點(diǎn)沖擊，所以節(jié)線沖擊發(fā)生的頻率與齒輪旋轉(zhuǎn)頻率成整數(shù)倍關(guān)系。3齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其振動頻譜上都含有嚙合頻率及其諧波分量。隨著齒輪的磨損，頻譜上的嚙合頻率及其各次諧波都會上升，即幅值增大。但值得注意的是，嚙合頻率高次諧波的幅值要比基波的幅值上升得快。嚙合頻率是齒輪振動中比擬突出的成分，它既是齒輪齒廓磨損的一個(gè)靈敏指標(biāo)，同時(shí)齒面上產(chǎn)生點(diǎn)蝕、剝落等損傷也會在嚙合頻率及各

5、次諧波成分上表現(xiàn)出來。對于一對新齒輪來說，其頻譜的整個(gè)振動能量水平較低，嚙合頻率的基涉及其第二、三次諧波幅值依次減小。對于具有中等點(diǎn)蝕故障的齒輪，其頻譜隨著點(diǎn)蝕的增加，整個(gè)譜的水平都隨之增加，且嚙合頻率高次諧波幅值將超過基波。另一個(gè)特點(diǎn)是嚙合頻率的二次諧波兩邊的邊頻帶愈加豐富。當(dāng)齒面出現(xiàn)重度點(diǎn)蝕時(shí)，譜噪聲總量急劇上升，且嚙合頻率的諧頻延伸到七次以上。嚙合頻率分析也有其缺乏之處，它畢竟是眾多齒輪振動能量的平均值，因此在局部輪齒呈現(xiàn)損傷時(shí)，其幅值的增長就不則明顯，只有大多數(shù)輪齒受到磨損或出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝落等損壞時(shí)才有明顯的增量。當(dāng)齒輪發(fā)生故障時(shí)，振動信號常會發(fā)生調(diào)制現(xiàn)象而產(chǎn)生調(diào)制波(調(diào)幅波和調(diào)頻波)，

6、其載頻為嚙合頻率及其諧波或另一些高頻成分，而故障的振動頻率即為調(diào)制信號。二、齒輪傳動裝置故障根本形式對齒輪傳動裝置的零件失效情況的統(tǒng)計(jì)說明，齒輪和軸承的失效比重最大，分別為 60%和 19%。因此，就齒輪傳動裝置的故障診斷而言，其重點(diǎn)是研究齒輪和軸承的失效機(jī)理和診斷方法。準(zhǔn)確地提取各種典型故障的特征是進(jìn)展齒輪傳動裝置故障診斷的關(guān)鍵。根據(jù)提取的故障信號的特征，提出行之有效的診斷方法，這樣就為齒輪傳動裝置智能診斷系統(tǒng)的研制打下良好的根底。 2.1 齒形誤差 當(dāng)齒輪發(fā)生齒形誤差時(shí)，頻譜產(chǎn)生以嚙合頻率及其高次諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，譜圖上在嚙合頻率及其倍頻附

7、近產(chǎn)生幅值小且稀疏的邊頻帶；解調(diào)譜上出現(xiàn)轉(zhuǎn)頻階數(shù)較少，一般以一階為主。而當(dāng)齒形誤差嚴(yán)重時(shí)，由于激振能量較大，產(chǎn)生以齒輪各階固有頻率為載波頻率，齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的齒輪共振頻率調(diào)制現(xiàn)象。 2.2 齒面均勻磨損 在齒輪齒面磨損失效中，當(dāng)屬于均勻磨損的性質(zhì)時(shí)，一般不形成輪齒齒形的局部大改變，其箱體振動信號的特征也和齒形誤差不同，表現(xiàn)為嚙合頻率及其高次諧波的幅值明顯增大，但一般不產(chǎn)生明顯的調(diào)制現(xiàn)象。齒輪均勻磨損時(shí)由于無沖擊振動信號產(chǎn)生，所以不會出現(xiàn)明顯的調(diào)制現(xiàn)象。當(dāng)磨損開展到一定程度時(shí)， 嚙合頻率及其各階諧波幅值明顯增大，而且階數(shù)越高，諧波增大的幅度越大。同時(shí)，振動能量有較大幅度的增加。

8、 2.3 箱體共振 齒輪傳動裝置箱體共振是一種嚴(yán)重的故障形式，一般是由于受到箱體以外的其它鼓勵(lì)的響，激發(fā)了箱體的固有頻率，形成共振。外部鼓勵(lì)一定是振動能量較大的鼓勵(lì)源。 2.4 軸的彎曲 軸輕度彎曲時(shí)，在齒輪傳動中將導(dǎo)致齒形誤差，形成以嚙合頻率及其倍頻為載波頻率，以齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，如果彎曲軸上有多對齒輪嚙合，則會出現(xiàn)多對嚙合頻率調(diào)制。但一般譜圖上邊帶數(shù)量少而稀，它與齒形誤差雖有類似的邊帶， 但其向振動能量明顯加大。 軸嚴(yán)重彎曲時(shí)，時(shí)域有明顯的沖擊振動，以一定的時(shí)間間隔出現(xiàn)，沖擊持續(xù)了整個(gè)周期的1/3以上，這與單個(gè)斷齒和集中型故障產(chǎn)生的沖擊振動有明顯區(qū)別，這是軸嚴(yán)重彎

9、曲造成的齒輪嚙合過程中連續(xù)屢次沖擊振動構(gòu)成的一次大的沖擊過程。當(dāng)沖擊能量很大時(shí)鼓勵(lì)起箱體的固有頻率，振幅很大。軸嚴(yán)重彎曲振動能量很大，為一種嚴(yán)重故障，產(chǎn)生箱體共振調(diào)制現(xiàn)象。軸嚴(yán)重彎曲時(shí)，形成以嚙合頻率及其倍頻、齒輪固有頻率、箱體固有頻率為載波頻率，以齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，如果彎曲軸上有多對齒輪嚙合，則會出現(xiàn)多對嚙合頻率調(diào)制。譜圖上邊帶數(shù)量較寬，軸向振動能量明顯加大。 2.5 斷齒 斷齒是齒輪失效的一種嚴(yán)重形式，也是常見的失效形式之一，其中多數(shù)斷齒為疲勞斷齒。斷齒時(shí)域表現(xiàn)為幅值很大的沖擊型振動，頻率等于有斷齒軸的轉(zhuǎn)頻。而頻域上，在嚙合頻率及其高次諧波附近出現(xiàn)間隔為斷齒軸轉(zhuǎn)頻

10、的邊頻帶；邊頻帶一般數(shù)量多、幅值較大、分布較寬。解調(diào)譜中常出現(xiàn)轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，甚至出現(xiàn) 10 階以上。同時(shí)由于瞬態(tài)沖擊能量大，時(shí)常鼓勵(lì)起固有頻率，產(chǎn)生固有頻率調(diào)制現(xiàn)象。 2.6 軸不平衡 軸有較嚴(yán)重的不平衡時(shí)， 在齒輪傳動中將導(dǎo)致齒形誤差，形成以嚙合頻率及其倍頻為載波頻率，以齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，但一般譜圖上邊帶數(shù)量少而稀。但在譜圖中其有故障軸的轉(zhuǎn)頻成清楚顯加大。 2.7 軸向竄動 軸向竄動也是齒輪傳動裝置常見的一種故障形式。 此時(shí)，時(shí)域表現(xiàn)為頻率與有故障軸上相嚙合的兩對齒輪中較大的嚙合頻率相等，一周有正負(fù)各一次大的尖峰沖擊振動，頻域中嚙合頻率幅值明顯增大。2.8 軸承

11、疲勞剝離和點(diǎn)蝕 在齒輪傳動裝置中，滾動軸承也是引起齒輪傳動裝置故障的主要原因。滾動軸承常見的故障就是、外環(huán)和滾動體出現(xiàn)點(diǎn)蝕和疲勞剝落。滾動軸承外環(huán)及滾動體疲勞剝落和點(diǎn)蝕后，在其頻譜中高頻區(qū)外環(huán)固有頻率附近出現(xiàn)明顯的調(diào)制峰群，產(chǎn)生以外環(huán)固有頻率為載波頻率，以軸承通過頻率為調(diào)制頻率的固有頻率調(diào)制現(xiàn)象。由于滾動軸承產(chǎn)生的振動在傳動箱中與齒輪振動相比能量較小，解調(diào)譜中調(diào)制頻率幅值較小，一般只出現(xiàn)一階。 三、診斷方法在各種齒輪故障的檢測方法中，以振動檢測為根底的齒輪故障檢測方法具有測量簡便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)今齒輪故障檢測方法中較為有效的一種。振動和噪聲信號是齒輪故障特征信息的載體。目前能夠通過各種信

12、號傳感器，放大器及其他測量儀器，很方便地測量出齒輪箱的振動和噪聲信號，通過各種分析和處理，提取其故障特征信息，從而診斷出齒輪的故障。齒輪正常運(yùn)行時(shí)，一般其振動信號是平穩(wěn)信號，信號頻率成分有各軸的轉(zhuǎn)動頻率和齒輪的嚙合頻率等。以振動與噪聲為故障信息載體來進(jìn)展齒輪的精細(xì)檢測，目前常用的信號分析處理方法有以下幾種：1)時(shí)域分析法，包括時(shí)域波形、調(diào)幅解調(diào)、相位解調(diào)等；2)頻域分析法，包括功率譜、細(xì)化譜；3)倒頻譜分析法；4) 包絡(luò)分析法；5) 小波分析法在此僅針對齒輪振動的特點(diǎn)介紹其中最常用的幾種分析方法:1 時(shí)域分析法包括時(shí)域波形、調(diào)幅解調(diào)、調(diào)相解調(diào)等。在狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的過程中，我們常常會直接利用

13、振動時(shí)域信號進(jìn)展分析并給出結(jié)果，這是最簡單且最直接的方法，特別是當(dāng)信號中明顯含有簡諧成分、周期成分或瞬時(shí)脈沖成分時(shí)更為有效。當(dāng)然這種方法要求分析人員具有比擬豐富的實(shí)際經(jīng)歷。振動時(shí)域波形是一條時(shí)間歷程的波動曲線。根據(jù)測量所用傳感器類型的不同，曲線的幅值可代表位移、速度或加速度。進(jìn)展波形分析時(shí)，主要采用如下特征量，也稱示性指標(biāo)：1振動幅值，振動幅值包括峰值、有效值均方根值和平均幅值，其中峰值又分為零峰值和峰-峰值。2振動周期與頻率，不同的故障源通常會產(chǎn)生不同頻率的機(jī)械振動，因此頻率分析在故障診斷中占有十分重要的地位。3相位，在實(shí)際應(yīng)用中，相位主要用于比擬不同振動運(yùn)動之間的關(guān)系，或確定一個(gè)部件相對于

14、另一個(gè)部件的振動狀況。通常不同振源產(chǎn)生的振動具有不同相位。4其它指標(biāo)為了有效描述復(fù)雜的振動，在實(shí)際應(yīng)用中也經(jīng)常使用一些示性指標(biāo)如：偏度、峭度，有時(shí)還需要利用一些無量綱示性指標(biāo)來完成診斷或進(jìn)展趨勢分析，如：峰態(tài)因數(shù)、波形因數(shù)、脈沖因數(shù)、峰值因數(shù)、裕度因數(shù)等無量綱示性指標(biāo)。它們的診斷能力由大到小依次為：峰態(tài)因數(shù)裕度因數(shù)脈沖因數(shù)峰值因數(shù)波形因數(shù)。2 頻域分析法頻譜分析包括功率譜、細(xì)化譜，是在頻域中對原信號分布情況的描述，通常能夠提供比時(shí)域波形更加直觀的特征信息。因此頻譜包括功率譜和幅值譜等被廣泛用作為故障診斷的依據(jù)。頻譜可以通過傅里葉變換的方式獲取。值得一提的是，機(jī)器振動頻譜中，有些振動分量雖然較大

15、，但不隨時(shí)間而變化，對機(jī)器的正常運(yùn)行也不會構(gòu)成什么威脅。相反有一些幅值較小，但增長很快的頻率分量卻往往預(yù)示著故障的產(chǎn)生和開展，應(yīng)該引起足夠的重視。3 倒頻譜分析法齒輪振動的頻譜通常主要表現(xiàn)為嚙合頻率及諧波的邊帶，這種邊帶的產(chǎn)生是齒輪軸的轉(zhuǎn)頻調(diào)制齒輪軸的嚙合頻率而產(chǎn)生。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，它們保持不變。齒輪出現(xiàn)故障時(shí)，邊帶的數(shù)目和幅值發(fā)生變化。如上所述，輪齒發(fā)生裂紋時(shí)，故障齒輪每轉(zhuǎn)都會產(chǎn)生一次局部調(diào)制，由于齒輪箱構(gòu)造復(fù)雜，多種調(diào)制現(xiàn)象可能同時(shí)存在，每種調(diào)制現(xiàn)象都會產(chǎn)生不同系列的等間隔周期頻譜。因?yàn)樗鼈兣c調(diào)制波源相關(guān)，這些邊帶包含豐富故障診斷信息。根據(jù)利用FFT進(jìn)展時(shí)-頻域轉(zhuǎn)換的概念，可以將頻譜分析

16、結(jié)果再次利用FFT技術(shù)轉(zhuǎn)換到一個(gè)新的分析域中。這樣就形成了所謂的倒頻譜分析。倒頻譜具有檢測和別離頻譜中周期性成分的能力，會使原來譜圖上成族的邊頻譜線簡化為倒頻譜上的單根譜線，從而使頻譜中的復(fù)雜周期成分變得清晰易辨，以利于故障診斷。這種方法的缺點(diǎn)是倒譜的幅值大小對裂紋長度的開展不敏感，不易進(jìn)展故障定位。4 包絡(luò)分析法包絡(luò)分析就是提取負(fù)載在高頻信號上的低頻信號，從時(shí)域上看，為取時(shí)域波形的包絡(luò)軌跡。像具有齒輪、軸承等零部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷常常用到包絡(luò)分析。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸承零部件有點(diǎn)蝕、剝落等損傷類故障時(shí)，伴隨設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)這些故障會產(chǎn)生周期性脈沖沖擊力，激起設(shè)備的各階固有振動。選擇沖擊激起的高頻固有振動

17、為研究對象，通過濾波將其從信號中別離出來，然后通過包絡(luò)檢波，提取出載附在其上的與周期脈沖沖擊力對應(yīng)的包絡(luò)信號，從其強(qiáng)度和頻次就可以判斷零件損傷的程度和部位。這種技術(shù)稱為包絡(luò)解調(diào)，也稱為早期故障探測法，它是判斷設(shè)備零件損傷類故障的一種有效的手段。5 小波分析法小波變換作為一種新的數(shù)學(xué)理論和方法，己在不少領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 在振動信號分析中，小波變換屬于一種多分辨率的時(shí)頻分析方法，具有很多優(yōu)點(diǎn)，為非平穩(wěn)信號的分析提供了一個(gè)有價(jià)值的工具。實(shí)際應(yīng)用中常使用簡單方便的二進(jìn)離散小波變換。從多分辨率分析的角度上看，小波分解相當(dāng)于一個(gè)帶通濾波器和一個(gè)低通濾波器，每次分解總是把原信號分解成兩個(gè)子信號，分別稱

18、為逼近信號和細(xì)節(jié)信號，每個(gè)局部還要經(jīng)過一次隔點(diǎn)重采樣。如此分解N次即可得到第N層尺度N上的小波分解結(jié)果。 小波變換常以下面3種方法用于齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)和故障診斷分析：1小波包能量譜進(jìn)展監(jiān)測；2邊帶識別；3奇異點(diǎn)的模極大值及過零點(diǎn)檢測。 隨著小波分析技術(shù)的開展及計(jì)算機(jī)容量和運(yùn)算能力的飛速開展，最近人們開場對連續(xù)小波變換應(yīng)用于故障診斷分析。連續(xù)小波變換能為基小波的選擇提供很大方便，當(dāng)己知需檢成分的特征時(shí)，就可以選取成構(gòu)造與之對應(yīng)的基小波，作連續(xù)小波變換來提醒這些成分的分布和大小。小波變換雖然是一種很好的信號分析工具，但它仍然存在下面兩個(gè)問題：1小波變換分析的結(jié)果不如傅立葉變換那樣直觀明了，需要分析人

19、員具有一定的小波分析理論根底進(jìn)展判斷，不宜于使用計(jì)算機(jī)對結(jié)果進(jìn)展自動分析和處理。2小波變換的核函數(shù)不是唯一確定的，需要根據(jù)工程應(yīng)用中的實(shí)際進(jìn)展選用。二、滾動軸承故障的特征頻率推導(dǎo)計(jì)算圖5滾動軸承構(gòu)造圖滾動軸承的典型構(gòu)造如圖5所示，它由圈、外圈、滾動體和保持架口局部組成。圖示滾動軸承的幾何參數(shù)主要有：軸承節(jié)圓直徑D: 軸承滾動體中心所在的圓的直徑；滾動體直徑d: 滾動體的平均直徑；圈滾道半徑: 圈滾道的平均半徑；外圈滾道半徑: 外圈滾道的平均半徑；接觸角: 滾動體受力方向與外滾道垂直線的夾角;滾動體個(gè)數(shù)Z: 滾珠的數(shù)目。滾動軸承的特征頻率:假設(shè)滾動軸承工作時(shí)，滾道與滾動體之間無相對滑動，在承受徑

20、向、軸向載荷時(shí)各局部無變形，設(shè)圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為；外圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為；保持架回轉(zhuǎn)頻率即滾動體公轉(zhuǎn)頻率。為分析軸承各局部運(yùn)動參數(shù)，先做如下假設(shè):(1) 滾道與滾動體之間無相對滑動；(2)圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為；(3) 外圈滾道回轉(zhuǎn)頻率為；(4)保持架回轉(zhuǎn)頻率為(即滾動體公轉(zhuǎn)頻率為)。則滾動軸承工作時(shí)各點(diǎn)的轉(zhuǎn)動速度如下:圈旋轉(zhuǎn)頻率： n為軸的轉(zhuǎn)速滾道上一點(diǎn)的速度為: 外滾道上一點(diǎn)的速度為:保持架上一點(diǎn)的速度為：由此可得保持架的旋轉(zhuǎn)頻率即滾動體的公轉(zhuǎn)頻率為：單個(gè)滾動體在外滾道上的通過頻率，即保持架相對外圈的回轉(zhuǎn)頻率為:單個(gè)滾動體在滾道上的通過頻率，即保持架相對圈的回轉(zhuǎn)頻率為:從固定在保持架上的動坐標(biāo)系來看，

21、滾動體與圈作無滑動滾動，它的回轉(zhuǎn)頻率之比與成反比。由此可得滾動體相對于保持架的回轉(zhuǎn)頻率 (即滾動體的自轉(zhuǎn)頻率，滾動體通過滾道或外滾道的頻率)。根據(jù)滾動軸承的實(shí)際工作情況，定義滾動軸承，外圈的相對轉(zhuǎn)動頻率為。一般情況下，滾動軸承的外圈固定，圈轉(zhuǎn)動，即：=0，=。同時(shí)考慮滾動軸承有Z個(gè)滾動體，則滾動軸承的特征頻率如下：滾動體在外圈滾道上的通過頻率為：滾動體在外圈滾道上的通過頻率為：滾動體在保持架上的通過頻率即滾動體的自轉(zhuǎn)頻率為： 通過以上的推導(dǎo)可以得到滾動體的特征頻率即為：=三、風(fēng)電機(jī)組的在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷離心風(fēng)機(jī)是企業(yè)生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響生產(chǎn)過程、生產(chǎn)平安和生產(chǎn)效益。在反映

22、設(shè)備狀態(tài)的各種信號中，應(yīng)用最廣泛的是振動信號，對振動進(jìn)展測量一般不會影響設(shè)備的正常工作，可在設(shè)備運(yùn)行過程中同步抓取設(shè)備的振動信號。離心風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)進(jìn)展在線監(jiān)測，及時(shí)取得振動信息，進(jìn)展全面的管理、分析和報(bào)警，對機(jī)組故障進(jìn)展早期診斷，從而及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地把握機(jī)組狀態(tài)，減少機(jī)組的非方案停機(jī)次數(shù)。測點(diǎn)布置該離心風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測狀態(tài)與故障診斷系統(tǒng)的測點(diǎn)布置如下列圖所示：注：A代表軸向，V代表垂直方向，H代表水平方向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成及其功能介紹21概述風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)硬件系統(tǒng)包括在線監(jiān)測站、綜合點(diǎn)檢儀、振動加速度傳感器、企業(yè)數(shù)據(jù)庫效勞器及通訊電纜等構(gòu)成。生產(chǎn)系統(tǒng)共12臺離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)

23、機(jī)型號：Y47311 NO 215D，配套電機(jī)型號：Y5001-6，電機(jī)功率：500kW。離心風(fēng)機(jī)每4臺1組，每2臺風(fēng)機(jī)共用l臺在線監(jiān)測站進(jìn)展監(jiān)測，總共需要6臺在線監(jiān)測站。根據(jù)機(jī)組現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求，總體構(gòu)造圖如圖2所示。22系統(tǒng)主要硬件(1)在線監(jiān)測站負(fù)責(zé)采集和調(diào)理現(xiàn)場傳感器采集的信號，具備以太網(wǎng)、無線、485等通訊方式，能適應(yīng)不同的工業(yè)現(xiàn)場，且系統(tǒng)具備u盤拷貝的功能。一個(gè)在線監(jiān)測站可同時(shí)接入l6路振動量、8路工藝量,H2路轉(zhuǎn)速量信號，可對設(shè)備振動信號進(jìn)展4通道同步循環(huán)采集。振動兼容電壓、電流兩類信號，并可以提供24V4mA的恒流源給ICP類型的加速度傳感器。(2)綜合點(diǎn)檢儀基于WinCE嵌入式操作系統(tǒng)，集振動波形、頻譜、紅外測溫、手抄表等功能于一體，體積小、重量輕，極易操作和使用，是專業(yè)點(diǎn)檢人員的最正確檢測工具。(3)加速度傳感器加速度傳感器是把被測設(shè)備的機(jī)械振動最(加速度)準(zhǔn)確無誤地承受下來，并將此機(jī)械最轉(zhuǎn)換成電信號(電壓)輸出，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。根據(jù)傳感器工作特性，垂直安裝反響是最靈敏的，且一般選擇離振源最近的位置，如軸承座進(jìn)展安裝。32軟件主要功能模塊(1)根底數(shù)據(jù)維護(hù)根底數(shù)據(jù)維護(hù)用