錐齒輪減速器的頻譜分析 [擺線針輪減速機(jī)]

錐齒輪減速機(jī)頻譜分析。在正常狀態(tài)下，錐齒輪減速機(jī)產(chǎn)生的平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)的峭度值基本接近于 3 ，但由于環(huán)境噪聲的影響其值般不等于 3 ，而是在 3 的上下波動(dòng)。齒輪減速馬達(dá)沖擊現(xiàn)象越明顯則波動(dòng)越大，偏離 3的程度也越大。因此可以依據(jù)齒輪減速馬達(dá)信號(hào)峭度值與 3 的偏移量對(duì)信號(hào)的沖擊現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類。
錐齒輪減速機(jī)結(jié)合峭度定義可知，小波包分解后，哪頻率段峭度值出現(xiàn)峰值波動(dòng)，表明這頻率段存在沖擊成分。齒輪減速馬達(dá)觀察圖可以很清楚地看到信號(hào)的沖擊頻率成分，利用小波包分解可準(zhǔn)確檢測(cè)平穩(wěn)時(shí)間序列中包含的沖擊成分。為了識(shí)別故障，先齒輪減速馬達(dá)獲取信號(hào)的小波包分解重構(gòu)系數(shù)，并將這些系數(shù)作為特征向量計(jì)算出其峭度 (Kurtosis) 值。錐齒輪減速機(jī)峭度廣泛的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)中，因此對(duì)于齒輪減速馬達(dá)正常運(yùn)行及非正常運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備便產(chǎn)生了經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值來(lái)評(píng)判機(jī)械設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)。在錐齒輪減速機(jī)工況監(jiān)測(cè)中，將正常狀態(tài)下運(yùn)行的錐齒輪減速機(jī)振動(dòng)信號(hào)的峭度值設(shè)定范圍為 (3 ～ 4.5) 。比較節(jié)點(diǎn) (3, 0) ～ (3, 7) 處小波包重構(gòu)信號(hào)的齒輪減速馬達(dá)峭度值大小并結(jié)合峭度定義作進(jìn)步分析，就可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障信息提取。由 8 個(gè)節(jié)點(diǎn)處小波包分解后的重構(gòu)信號(hào)的峭度值大小計(jì)算結(jié)果。
齒輪減速馬達(dá)利用傳統(tǒng)的頻譜分析方法只能從頻譜圖上了解振動(dòng)信號(hào)所包含的頻率成分，而無(wú)法確定具體頻率成分的振動(dòng)形式，因此無(wú)法對(duì)具體的頻率成分進(jìn)行進(jìn)步的分析研究。而利用小波包分解與重構(gòu)技術(shù)則不僅可以觀察到振動(dòng)信號(hào)所包含的頻率成分，同時(shí)也能夠確定齒輪減速馬達(dá)任意頻率成份的具體振動(dòng)形式。在此利用小波包分解技術(shù)對(duì)錐齒輪減速機(jī)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分解，選取分解層數(shù)為3，小波基選‘ db2 ’小波，小波包分解的結(jié)果。圖下的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的小波包結(jié)點(diǎn)數(shù)。
錐齒輪減速機(jī)小波包的分解系數(shù)的重構(gòu)信號(hào)，即重構(gòu)某小波包，只需保留這小波包的數(shù)據(jù)，而把這層中其他小波包的數(shù)據(jù)置為零。然后把經(jīng)處理的齒輪減速馬達(dá)小波包數(shù)據(jù)代入重構(gòu)公式 (4.60) ，經(jīng)過(guò) J層重構(gòu)之后就可以把這小波包的時(shí)域分辨率提高到原來(lái)的大小(信號(hào)長(zhǎng)度恢復(fù))。分析該減速機(jī)的動(dòng)信號(hào)的3層小波包分解結(jié)果不難看出，在節(jié)點(diǎn) (3, 0) 和節(jié)點(diǎn) (3, 1)處的小波包分解系數(shù)及齒輪減速馬達(dá)重構(gòu)系數(shù)有明顯周期性，錐齒輪減速機(jī)觀察它們各自的頻譜圖，已知節(jié)點(diǎn) (3, 0) 處小波的頻段為 {0 ～ 320Hz}，在這個(gè)頻段中210Hz 這個(gè)頻率所激起的能量高 (520W) ，而該頻率就是 Z2 齒輪的嚙合頻率。同樣方法，節(jié)點(diǎn) (3, 1) 處小波包的頻段為 {320 ～ 640Hz} ，該頻段內(nèi)大的能量峰值 (580W) 出現(xiàn)在420Hz處，此即為錐齒輪減速機(jī)Z2 齒輪嚙合頻率的 2 倍頻。因此可以得出結(jié)論。/zhijiaozhou.html

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