监测诊断理论与技术实验报告2.docx

实验报告
班 级：
学 号：3118101069
姓 名:李天福
专 业：
指导老师：
二零一八年十一月
目录
一、实验目的 1
二、实验测试内容 1
三、实验数据分析报告内容 1
齿轮振动
编写程序获得滤波器的单位响应曲线如下
浹谟於的单位凍冲响莎厲厲
Q4
103
图 7 齿轮振动高通滤波时对应的单位脉冲响应函数
根据单位脉冲响应曲线的图像，取滤波器单位脉冲响应曲线的长度为 100。
则高通滤波后的信号与原始信号的对比结果如下：
罰——,——.——単翠空
o G O 临同50 1 .-
wifww
图 8 齿轮振动信号高通滤波前后对比
对信号进行带通滤波
编写程序获得滤波器的单位响应曲线如下
l«Od 2DUQ 4OM 5000 tiDOQ 7 MH BOOfl
赫*、，Hu
图 9 齿轮振动信号带通滤波时对应的单位脉冲响应函数
根据单位脉冲响应曲线的图像，取滤波器单位脉冲响应曲线的长度为 100。
则带通滤波后的信号与原始信号的对比结果如下：
图 10 齿轮振动信号带通滤波前后对比
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齿轮振动信号的频谱分析和频谱插值分析
⑴对上步骤中同样的数据做频谱分析，观察和分析信号中所包含的主要频率
成分或主要集中的频段范围， 看是否能找到各个齿轮轴的啮合频率和有故障时 信号调制的边变频分量。
福料谱
frequcncy/Hz
图 11 齿轮振动信号的频谱图
⑵对上述信号进行的频谱做插值计算得到选定频谱分量的精确幅值、频率和 相位。比较插值计算的结果与频谱上显示结果的差别。
图 11中频率为 200-1200Hz 区间内的频谱峰值不能很好的分辨出来，因此对 其进行频谱插值。
啪值谱
frequency/Hz
图 12 齿轮振动信号在 200-1200Hz 区间内的幅值谱
⑶对啮合频率处进行插值
利用老师所给的参数对频率f=:
表3啮合频率插值修正前后
插值前
频率Hz 幅值 相位。
-
插值后
频率Hz 幅值 相位。
480. 1 -
结果分析
从图 6 中可以看出低通滤波后信号中只保留了所选的低频分量，同时可以看 出经过滤波后的信号具有一定周期性。
从图8中可以看出高通滤波后信号中只保留了所选的高频分量，由于是高频 分量，在时域波形显示不出周期性。
从图 10 中可以看出带通滤波后信号中只保留了所选的频率分量。
与3/4的啮合频率相同，。
475=，与轴3的转频()相同。因此，可以判断为 轴3上的齿轮出现了故障，
=6Hz，与齿轮2和齿轮3的转频都比较接近，因此可判断故障为轴 3 上齿轮齿节线剥落故障。
滚动轴承振动测试实验
在安装调试好的滚动轴承实验台上进行滚动轴承的振动测试实验。采用两路 加速度传感器测量滚动轴承的安装架上的振动加速度信号。 传感器信号经过电 荷放大器的放大和滤波处理后， 进入数据采集器进行数据采集和保存。 转轴的 转速采用激光转速计进行测试。
所用到的仪器：振动加速度传感器、 电荷放大器、 数据采集器、激光转速计 测点位置：两只加速度传感器分别放到承载部位和非承载部位， 以便在后续分析中进行对比。
每组实验采集 10 组振动信号， 每组振动信号包括通道一和通道二两个通 道的振动信号。总采样频率为10240kHz，单通道采样频率为5120Hz。
轴承基本参数
表 4 轴承测试参数
转速 n (r/min)
转频f (Hz)
采样频率Fs (Hz)
数据长度
800

5120
20480
表 5 轴承参数
轴承 型号
滚珠数
z
钢球直径
d (mm)
滚道节径
D (mm)
轴承内径
(mm)
轴承外径
(mm)
接触角 a °)
6308
8
15

40
90
0
轴承故障频率计算式：
(1). 外圈故障频率
n 1 d
= x_x z(1 一 cosa)
o 60 2 D
(2).
(3).
(4).
内圈故障频率：
滚动体单故障频率:
保持架外圈故障频率:
i=iox 2x z (1+半cos a)
n 1 D d
= x_x — [