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齿圈生产频率解调分析法

齿圈生产频率解调分析法:
齿圈的局部故障 (如疲劳点蚀、剥落等)通常由幅值调制和频率调制的形式表现出来,其结果反映在频域上即为边频带成分。由于在测量信号中影响边频成分的因素比较多,往往给频城分析带来困难。解调分析方法的目的就是从齿圈振动的时域信号中直接提取调制信号,并分析调制函数与齿轮故障的变化关系,以便找到故障根源及其严重程度。
解调分析有包络分析( 希尔伯特分析)、高通绝对值分析和检波、滤波法三种。当设备发生故障时,振动信号中常表现出调制现象,例如,在变速器上测得的信号为:Y(1) = G(1) + 2Kc(t)Ec() + 2K,(t)Ep(1) +n(t) + EKx(t)Ec(I)
(5 - 13)
式中G(I)一与 各轴转频相关的低频振动信号;

EKc(t)Ec(t)一齿轮 本身或是轴弯曲等其他故障引起的齿轮啮合频率调制信号;EKg(t)Eg(t)-滚动轴承异 常振动与干扰信号;
EKx(t)Ec(t)一箱体、 齿圈的固有频率引起的振动;
n(t)一其他振动与干扰信号;
K(t)一载波信号;
E(t)一调制信号。
齿圈故障会在齿轮振动信号的频谱中以调制频带形式表现出来,随故障的不同,其边频带亦不同。只要求出调制信号,即可找到故障源。下面介绍包络分析的具体方法。

包络分析法是一种提取载附在高频信号上的低频信号的方法。能将与故障有关的信号从高频调制信号中解调出来,避免了与其他低频干扰信号的混淆,从而广泛地应用于齿圈和轴承的特征提取。包络分析方法流程如图5 -23所示。
流程图中希尔伯特变换的一个重要应用就是对含有调制的信号进行解调。用希尔伯特变换把一个实信号表示成- - 个复信号,可以研究实信号的包络、瞬时相位和瞬时频率。H[]表示对括号内的信号进行希尔波特变换。
齿圈传动一-般以齿轮箱的形式出现,在不解体齿轮箱的前提下,使用加速度传感器在齿轮箱箱体上测取振动信号,测到的振动信号中常常混有大量的噪声,且受传输途径的影响。其包络信号及频谱较复杂,尤其是多处故障同时发生时,复杂程度明显加大,给特征提取带来很大的困难。

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