Диагностика зубчатых передач

по сверхузкополосному спектру

При наличии множества механизмов, вращающихся примерно с одной частотой, применение традиционного спектрального анализа не дает ощутимых результатов. Например, имеется несколько асинхронных двигателей — насосов, приводов, вентиляторов, питающихся от сети 50 Гц и вращающихся со скоростью 3000 об/мин. В спектре мощности сигнала вибродатчика в одной частотной компоненте 50 Гц с шириной 0,12 Гц будут присутствовать вибрации всех механизмов и сигнал электрической наводки, т.е. в спектре эти сигналы разделяться не будут. Для разделения спектральных компонент различных источников необходимо использовать режим лупы спектрального анализа. На рисунке 1 показан график со спектром мощности сигнала в равномерной сетке частот с разрешением 0,01 Гц. При таком спектральном анализе частотные компоненты разделяются, и это позволяет проводить измерения вибрации каждого механизма по отдельности. Особенностью этого метода является требование длительности наблюдения — до 100 секунд и стабильности частот источников вибрации.

Узкополосный спектр сигнала

Рисунок 1

Спектрограмма сигнала

Рисунок 2

Построение наборов спектров в виде спектрограмм позволяет получать дополнительную информацию о нестабильности по частоте и амплитуде сигнала. Спектрограмма представляет собой последовательно рассчитываемые и отображаемые спектры мощности. По горизонтали откладываются значения частот, по вертикали время наблюдения. Уровень спектральных компонент отображается цветом. Низкие уровни отображаются светлыми тонами, высокие — темными. На рисунке 2 показана спектрограмма сигнала вибродатчика установленного на опоре механизма со скоростью вращения около 5500 об/мин. Время наблюдения — 300 секунд. Нестабильность частоты на интервале наблюдения составляет 0,5%. Нестабильность зависит от момента вращения, нагрузки и прочих факторов.

Параметр нестабильности вращения также может быть использован при контроле зубчатых передач.