故障診斷實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六、實(shí)驗(yàn)分析1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心故障實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：畫出轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)；測點(diǎn)安裝位置；振動(dòng)測量系統(tǒng)組成；轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心故障機(jī)理；試驗(yàn)方法、過程；分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果。解：傳感器安裝位置1傳感器安裝位置傳感器安裝位置1傳感器安裝位置2〔1〕試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)器，聯(lián)軸器，軸，軸承，軸承座，轉(zhuǎn)子，對中調(diào)節(jié)螺栓，基座，防護(hù)罩?！?〕測點(diǎn)安裝位置：軸承座上水平、垂直徑向。〔3〕振動(dòng)測量系統(tǒng)組成：傳感器，采集儀，數(shù)據(jù)線，放大器，電腦及信號采集分析與處理系統(tǒng)。〔4〕轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心故障機(jī)理：圖2－1轉(zhuǎn)子不平衡動(dòng)力學(xué)模型設(shè)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為Ｍ，偏心距為e。轉(zhuǎn)子的質(zhì)心到兩軸承連心線的垂直距離不為零，撓度為a，如圖2-1所示。一個(gè)具有偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)子，設(shè)其質(zhì)量集中于C點(diǎn)，考慮到其外阻尼的作用，轉(zhuǎn)子以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其軸心的運(yùn)動(dòng)微分方程為：〔2－1〕其中M為集中質(zhì)量,C為阻尼，K為系統(tǒng)剛度。等式右邊分別為不平衡產(chǎn)生的離心力F在X軸與Y軸方向的分量。令，其復(fù)數(shù)形式的運(yùn)動(dòng)方程為〔2－2〕其中：系統(tǒng)的自然角頻率，稱為粘滯阻尼因子或稱阻尼率，為無量綱。在(2－2)式中設(shè)其特解為代入(2－2)式可得〔2－3〕因，故有〔2－4〕解出|A|、()和軸心對不平衡振動(dòng)的響應(yīng)z(t)：〔2－5〕〔2－6〕〔2－7〕其中：，為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率。由式〔2－7〕可知，振幅和相位響應(yīng)都只與轉(zhuǎn)速有關(guān)，也就說轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)特征頻率為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率。〔5〕實(shí)驗(yàn)方法、過程：=1\*GB3①按實(shí)驗(yàn)一步驟布置好測點(diǎn)，連接好測試儀器；=2\*GB3②接通電源，采集信號〔選擇采樣頻率，且，為信號中頻率最高的成分〕，先示波，采集信號再分析處理；=3\*GB3③調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變偏心轉(zhuǎn)子的工作頻率，觀察其時(shí)域波形與頻域波形的變化，并做記錄。〔6〕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析：1200r/min正常時(shí)域圖1200r/min轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)域圖1200r/min轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)域圖2400r/min正常時(shí)域圖2400r/min轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)域圖2400r/min轉(zhuǎn)子不平衡頻域圖=1\*GB3①當(dāng)n=1200r/min轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率f1=1200/60=20Hz,當(dāng)n=2400r/min轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率f2=2400/60=40Hz;=2\*GB3②時(shí)域波形呈現(xiàn)為類似簡諧振動(dòng)的波形由于其他振動(dòng)信號源〔松動(dòng)、不動(dòng)中、軸承磨損、噪聲〕的影響，實(shí)際的信號不會(huì)是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波;=3\*GB3③振動(dòng)大小隨轉(zhuǎn)速升降變化明顯,振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速平方成正比;=4\*GB3④振動(dòng)相位穩(wěn)定，為同步正進(jìn)動(dòng),同一平面x,y振動(dòng)相位差90;=5\*GB3⑤頻域中能量集中于1×頻，有突出的峰值，高次諧波分量較小。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論與不平衡故障機(jī)理完全一致。2、齒輪故障診斷實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求；畫出實(shí)驗(yàn)機(jī)械傳動(dòng)簡圖；計(jì)算各轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)頻、嚙合頻率；那些時(shí)域特征、頻域特征參數(shù)能反響齒輪箱的故障？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析。解：機(jī)械傳動(dòng)簡圖：高速級輸入端聯(lián)接一傳動(dòng)比為27：1的二級行星減速機(jī)〔2〕平行軸減速機(jī)各軸轉(zhuǎn)頻、嚙合頻率：f1=n/27f2=n/27?z1/z2f3=n/27?z1/z2?z3/z4fm1=z1?f1fm2=z4?f3〔3〕反映齒輪箱故障的時(shí)域特征、頻域特征參數(shù)：峰值、均方根值、脈沖指標(biāo)、裕度指標(biāo)、歪度指標(biāo)、峭度指標(biāo)；嚙合頻率及其各次諧波，隱含成分，嚙合頻率及其它一些高頻成分兩側(cè)的、由于故障調(diào)制效應(yīng)產(chǎn)生的邊頻帶，旋轉(zhuǎn)軸工作頻率及其低次諧頻，齒輪、軸等零件的諧振頻率，交叉調(diào)制成分。

〔4〕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析:1200r/min齒面磨損時(shí)域圖1200r/min齒面磨損頻域圖1200r/min少齒時(shí)域圖1200r/min少齒頻域圖①輪齒的均勻性磨損、齒側(cè)間隙過大以及齒輪載荷過大等原因引起的故障，將增加嚙合頻率fm及其高次諧波2fm、3fm、…頻率分量的幅值，并不產(chǎn)生邊帶。其中，磨損時(shí)，嚙合頻率高次諧波的幅值增量更大；磨損嚴(yán)重時(shí)，二次諧波的幅值甚至超過嚙合頻率基波的幅值。=2\*GB3②斷齒、齒面剝落及裂紋等集中缺陷的局部性故障，將引起周期性的沖擊脈沖，同樣產(chǎn)生幅值調(diào)制和頻率調(diào)制。例如，假設(shè)小齒輪出現(xiàn)一處斷齒或兩處剝落，那么小齒輪每旋轉(zhuǎn)一圈，將產(chǎn)生一次或兩次明顯的周期性碰撞沖擊。在此類情況下，嚙合頻率為脈沖頻率所調(diào)制，在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)形成一系列邊