什么是包络频谱？解调信号分析 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。 什么是包络频谱？解调信号分析 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。

什么是包络频谱？解调信号分析

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理解包络频谱

便携式平衡器、振动分析仪

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定义：什么是包络频谱？

包络频谱 频率 光谱 通过计算获得 快速傅里叶变换 来自包络（幅度解调）信号的 包络分析. 它能揭示高频振动中冲击或调制的重复频率，使其成为检测振动最强大的技术。 滚动轴承缺陷. 标准FFT显示的是载波频率（由冲击激发的共振），而包络频谱显示的是调制频率（冲击发生的速率），它直接对应于 轴承故障频率 例如 BPFO、BPFI、BSF 和 FTF。.

包络频谱之于轴承诊断，正如标准FFT之于轴承诊断。 不平衡 和 错位 检测——主要诊断工具，它通过从标准 FFT 无法有效分析的高频“噪声”中提取诊断频率，从而实现早期故障检测。.

包络频谱是如何生成的

包络分析过程

  1. 带通滤波器： 原始过滤器 振动 将信号传输到高频段（例如，1-10 kHz）
  2. 包络检波（解调）： 提取滤波信号的幅度包络
  3. 低通滤波器： 光滑信封（去除残留载体）
  4. 快速傅立叶变换（FFT）： 计算包络信号的频谱
  5. 结果： 包络频谱显示冲击重复率

信封代表什么

  • 高频振动（载波）受轴承冲击（调制）调制
  • 包络提取调制（重复冲击模式）
  • 包络的快速傅里叶变换显示调制频率
  • 调制频率 = 轴承故障频率

读取包络光谱

健康轴承

  • 整体包络线水平较低
  • 平坦或缓坡光谱
  • 没有明显的峰值。
  • 噪声基底等于或低于仪器灵敏度

轴承缺陷

  • 主峰： 轴承故障频率（BPFO、BPFI、BSF 或 FTF）
  • 谐波： 随着缺陷恶化，故障频率分别增加2倍、3倍、4倍。
  • 边带: 笼子故障频率 (FTF) 或运行速度 (1×) 间距
  • 高架地板： 随着轴承劣化，整体噪声基底升高。

严重程度指标

  • 峰值振幅： 振幅越大，缺陷越严重。
  • 谐波数量： 谐波越多，造成的伤害就越严重
  • 边带复杂度： 广泛的边带表明存在调制，通常程度较重。
  • 噪声基底上升： 地面抬升表明地面大面积损坏。

与标准FFT相比的优势

早期检测

  • 比标准FFT提前6-18个月检测出轴承缺陷。
  • 对速度谱中不可见的微小剥落敏感。
  • 为维护计划提供最长的提前期

清晰的故障特征

  • 轴承故障频率显著且易于识别
  • 减少不平衡、错位造成的干扰（已过滤掉）
  • 边带图案清晰可见
  • 诊断清晰度优于标准光谱

低能量事件探测

  • 在标准快速傅里叶变换 (FFT) 中，轴承的小冲击产生的能量很小。
  • 但能有效地激发高频共振
  • 包络分析可以放大这些微弱的诊断信号。

解释指南

故障识别

  1. 计算轴承频率： BPFO、BPFI、BSF、FTF 用于已安装轴承
  2. 搜索包络频谱： 寻找计算频率处的峰值（±5% 容差）
  3. 比赛高峰： 哪个计算频率与观测到的峰值频率相符？
  4. 使用谐波进行验证： 检查是否存在 2 倍、3 倍谐波
  5. 检查边带： 边带间距提供了额外的确认
  6. 诊断： 峰值位于 BPFO = 外圈；BPFI = 内圈；BSF = 滚动体；FTF = 保持架

严重程度评估

  • 初始剂量（0.5-1克信封）： 峰值小，无谐波，每月监测
  • 早期（1-3克）： 峰值清晰，谐波1-2，每周监测，计划更换月份
  • 中等量（3-10克）： 强峰值、多重谐波、边带，计划更换周期
  • 高级（>10g）： 振幅极高，谐波很多，地板抬高，急需更换

实际应用

常规监测

  • 在状态监测路线中包含包络频谱
  • 轴承故障频率下的趋势包络振幅
  • 比整体振动趋势更早的检测
  • 具体故障识别与一般振动增加

故障排除

  • 当整体振动增强但标准FFT不清晰时
  • 疑似轴承问题
  • 验证轴承更换必要性
  • 识别多轴承机械中的哪个轴承

与包络分析的关系

  • 包络分析： 完整流程（滤波+解调+FFT）
  • 包络频谱： 包络分析得到的频率图
  • 包络信号： 时域解调信号（中间步骤）
  • 条款： 虽然经常被混用，但严格来说，包络频谱才是输出。

包络谱分析是振动分析中轴承缺陷检测的黄金标准。它能够在轴承故障频率在标准频谱中显现前数月就将其揭示出来，并结合清晰的诊断模式和精准的故障识别能力，使得包络谱分析成为旋转设备预测性维护程序中不可或缺的工具。.

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