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The vibration analysis handbook

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发表于 2007-7-10 01:54:07 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖北武汉

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x
振动分析手册! A3 Q9 j( |  {6 Q% z; C6 d# m8 I

1 g  c! ]- a# s6 P, r: zA must have for every vibration analyst or engineer. I own the set of books (Vibration Analysis, Bearing Analysis and Gear Analysis Handbooks) that Mr. James Taylor has written on the subject of vibration. The Vibration Analysis Handbook particularly is a vital book that every vibration analyst or engineer must use to accurately diagnose vibration problems in rotating machinery. This book is the result of Mr. Taylor's 30 year hands on experience as a vibration analyst. I have had the pleasure of meeting Mr. Taylor on several occasions. I attended all three of his week long seminars and let me tell you Mr. Taylor is the most knowledgeable vibration person I have ever met. This book is made up of 6 chapters and it is very well organized. To make a long story short, buy this book with confidence, it is worth every penny.9 v& Q, z/ E, O4 E+ D! C

" }, H1 i  X4 M% T. cAuthor:James Taylor
/ ]; |" t1 @1 ~% \* ]- V' ?/ hPublisher: CI (2003-11-01)|
# q3 `6 G" [: g; ]+ IISBN-10: 0964051729
: t/ h# S4 [' w7 a7 e5 PFormat: PDF+ F: }. E; d! g( H
Size: 7.3 Mb
6 A2 t$ A0 n' R3 Z: yPages: 375
+ o' @: G" {* z% h3 B. Q1 r
& X" Y: ^+ |* L) C( n共7个分卷.6 X9 c' i+ Z' Z, g. K
- C5 F- c, t" E4 e! s, B0 W
TABLE OF CONTENTS

7 j+ U% A$ m% p7 o7 ?# l3 U
7 d5 p/ P- \# a- }

4 s+ L4 H. h! C0 _4 M% Q' M0 s) N
CHAPTER ONE: INTRODUCTION TO MACHINERY VIBRATION

" f- p' ~! Y7 k, Q
Theory of Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

; Z5 s4 Q9 o# q1 k! c
Harmonic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
# m* L' b) P  ^
Periodic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
5 p* @9 u8 _) s& F: b* M5 K
Random Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

0 k7 U" i6 U; @# H/ j
The Relationship between Time and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

# r* S0 \) X4 w/ ]& _9 Q
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
% H# }2 M: ~1 c; `7 Q. ^
Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

! h4 ]8 Y* h8 c6 G0 _
Amplitude Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

' o9 h6 V) Y( K
Sources of Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

! k/ I- L$ t/ ], p* ]
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
8 `; Z% {' s7 _6 @! y/ S6 h, T
Excited Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4 _' z0 Y" G( s1 _2 y! A/ G* k
Frequencies Caused by Electronic Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . 17
# r1 `- t. f( ?0 ?4 T
Forcing Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

: u9 U0 W7 `: G8 X, b9 {4 v9 U  [+ J
Combinations of Machine Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
* M( G! u, i4 \; [" p! Y
Mixing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3 ^/ q3 A8 u6 \
Electrical and Mechanical Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
* ?: U/ x( g* C/ X9 _
Time and Frequency Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6 V1 F( L# h4 |
Relationship between Velocity. Displacement. and Acceleration . . . . . . . . . 25

3 F1 m; z/ A1 P' D, i
Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
" y& e' r: {- X; c" e. J& T" J
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
0 f: t) F0 `/ g. K: N) {
Ways of Measuring Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

# G( ~! Q& v' b6 h$ ]& u( Q* D
Relation between Diameter. Speed. and RPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
& {' L, v) D7 x9 M1 G
How To Determine Machine Speed in FPM from the Vibration Data ..... 33
9 h5 p2 a' t$ t# V- Y4 E1 M( y% x
Conclusion and Efficiencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
& S$ G- C: ?8 c/ f* T

' x! t4 J6 ?: m7 q8 t3 @9 I/ _7 R2 l) ~3 J% z* m8 z9 l: B' O& q
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 楼主| 发表于 2007-7-10 02:13:06 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
CHAPTER TWO: TIME AND FREQUENCY ANALYSIS TECHNIQUES' S: p1 ~7 ~! [$ T# m
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
! O  N( [2 L4 @& cBasic physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5# U% h: \! w) K" d( d0 \  [
Single Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7 R/ [3 w0 H% QSingle Frequency with Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41+ T9 g7 |; D% t& Q
Clipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
- q) j6 f4 E  V* Q0 |Square Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52% i+ [( y+ `, [( o' S. V1 q4 C
Natural Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
* M+ q1 i% T& j3 p/ DMultiple Frequencies . Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6 d9 z; G7 Q9 s3 t. \0 UHigh Frequency Riding a Low Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55! b) C1 ]$ _9 A, ~: l$ i
Multiple Frequencies . Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5 W- r- n( N2 V" n4 l; ]3 x( X) d' n$ d9 WAmplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573 y# N& m# i1 u0 {
Sum and Difference Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
* M* ]+ O! k- e/ w9 `4 ZPulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
" O  ~0 s. e) r5 U! `1 I# fFrequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
0 q6 h1 O3 ?) G  C) `+ |3 B2 xConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 8: n6 \9 I0 V' S4 s8 ^0 v
Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71; Q$ _2 |% y/ b3 m: Q! g

& T! Q  U8 J5 U8 cCHAPTER THREE: HARDWARE AND SOFTWARE REQUIRED FOR ACCURATE DIAGNOSTICS* A3 n' C' g9 L2 s& ]+ }
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 U- H  X4 W$ r- _/ Z
Personal Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729 e' s- d/ M1 \+ w/ u' t% `0 Q
Real-time Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
: Y( S% V- j  u7 o9 WData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
  Q( C' c" M9 @" k9 c5 I8 kPrinters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 J  w' E, t2 c: e9 E4 B5 l% f
Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
; @% ]$ i  Q' W1 Z5 ]8 c  BDisplacement Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1 {3 q2 y' ]- S% ~, QVelocity Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
) |& s2 N6 |9 |" H& s) S, gAccelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
8 D; Y5 n2 E, h9 w! E# e! QPressure Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
- u  Z; v' c) L) p9 J2 k5 h) hMicrophones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83$ o, U! D# p! {; @  g, b& r& j
Once-Per-Revolution Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
& Z# j% r* s1 A1 hMultiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
9 M2 ~* i) T) m; j7 l, Z" I2 vGauss Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
; D1 i0 B. [9 L# E6 ~2 \! SSoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87- q6 r4 _8 b% {7 E2 t6 v8 L
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 F1 B. o( O& w0 H& t; B* [: J
Group 1. Toolbox Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
! O: K, n! p; |, zSignal Analysis Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
  U9 W$ S% X7 I9 m0 k8 U8 x6 `Vibration Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
( u/ I( {' L/ qResonance and Deflection Calculator (RADC) . . . . . . . . . . . 92, L: V: M+ ^) a. R; c, j
Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
/ f" l0 J$ U7 dGears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
" e1 L7 h6 g0 c2 uRoll Ratio Program and Rusch Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2 J& e& |! r, o+ L2 R" b8 J% @  kGroup 2. Machine Doctor (MACHDOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1 y2 c5 o( {3 ?  v% _MACHDOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7 [- ]: r) C/ n5 uPolar Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
( X2 H! n6 p( G# A6 `$ x1 j+ v7 U* }Time Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102* L( r0 [2 ]5 k, l% I, b2 F
Balancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102% P0 S& w% f2 e8 Y7 H3 L
Diagnostic Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103. m! b) m2 n: R" W, H, _
Diagnostic Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087 }. s. g" }+ t8 J
Roll Quality Assurance Program . . . . . . . . . . . . . 1090 {6 E9 Z3 S1 |$ k! H2 I
Group3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 10
' s" N  D; i8 q7 o( BGroup4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
; O( X9 I2 u' V/ f( B$ V+ K3 N+ e9 V  F- K; |) I7 }
CHAPTER FOUR: ACCURATE EVALUATION OF MACHINERY CONDITION
) s. P/ b/ V2 U- e2 d3 s. `/ sIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
+ b0 i9 [& f& S( Y/ uTheory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11
3 Y0 f' F/ A! r( }9 e1 ]Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 15) {5 e& D) U! f
Frequencies Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116/ r; h7 N7 U2 G) z$ N
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 17
1 w' Z: V* l  K- P. f5 s2 ~Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18
) d$ z$ z: C: J; v, s, ?2 MContinuous Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118% x, M% m: k5 {" }& n5 B
Common Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
+ P% ?  ^! Y4 D/ ?+ B" UImbalance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193 y( A2 r* e7 c* Z" Y
Bent shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1190 z; b2 O* C$ [
Soft Foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122" P* i" m& c3 ~  v
Misalignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
" j8 K, @# C6 oLooseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6 ~7 @- j& Z. Y0 b- \7 n& QBearings Loose on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1255 C0 `/ G: Z4 @5 v) M
Bearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126; N* ]3 m$ a% @( n4 g- j
Common Forms of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 q1 {1 y4 W  G. j
Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
. l! }* E- u( A$ f# Z$ oDiagnosis of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
; B/ ^0 K2 [3 r- \# w/ ?Resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129) _3 d- H% m8 d& c. Z) u. T$ c  I3 |
Rubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1303 D4 u1 U$ s/ m. `7 N5 j4 o1 l# P
Problems That Cause Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1308 C' F) N, m( x3 y; ]
Oil Whirl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134( ?/ F9 V, n# R* a
Analysis of Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1352 w! y  A% u; @" g& j9 O
Motors Out-of-Magnetic Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
' v- T8 _' i* hBroken Rotor Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139* G! |7 f4 H! @+ p
Turn-To-Turn Shorts in Windings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
+ n, r/ q9 U" x+ E" q3 W( jVibration Problems in Synchronous Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 44
: k$ b6 W+ P8 ]3 p6 ~9 n: BSiren Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
+ D$ K( p6 o; `8 YSolo Data on Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
4 a+ y/ Y3 L9 x/ E! BSteam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148# A* f  @" S" p3 S
Pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150# `  s4 O5 Y* t  W& z5 @6 }
Impeller Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 508 F/ \. V" A- _
Starvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
8 L' K1 w+ s# z. ECavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52% `8 K% |. Y8 |( c9 o9 d
Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52
- v2 W; L4 n/ }/ J- wFans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
& g; K5 F. l2 eSpecial Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 55
! x2 ?) W; g; G. _5 s& b- ]1 ]Startup/Coast Down Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
: M9 B( c9 y6 UBump Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8
8 S( _/ [9 ~) G9 [Noise Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 607 Z5 K$ {" W' Y: l0 |4 T0 P
Synchronous Time Averaging (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 617 x1 N5 Q  \( V
Relative Motion Measurements (RMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 64
 楼主| 发表于 2007-7-10 02:13:40 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
CHAPTER FIVE: ACCURATE DIAGNOSIS OF ANTIFRICTION BEARINGS
* l+ }% ~  o( Y8 x( v: cIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 7' l( G, P7 x6 u5 q6 o, e2 x5 |# p4 C, x
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7$ ^. ?3 E# z* K2 ?
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67
4 ~0 b: i$ E8 L$ GGenerated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67( D7 F, U2 q/ F% [0 b, n9 |) ~9 M
Fundamental Train Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 68" c( ?$ \" }+ U0 E! ], L5 d
Ball Pass Frequency of Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 69  E7 R% Y& x+ w* m/ R
Ball Pass Frequency of Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 709 U; [4 _& Z- r: l  ?
Ball Spin Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70
1 t1 \! n: Z& Q' n% }Application of the Bearing Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 72$ a) w' Q3 w0 I- ^2 S
Outer Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 5( [! n; @: w  k, W
Inner Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 6
6 I, Q, @2 r4 x+ D3 @7 vBall Spin Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 76
1 U! C( a& q: v; b' Z, e7 a, nFundamental Train Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177! c( e: @- J( j6 H; E
VCI Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
" K# S5 }# u$ jBearing Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
/ o9 Y4 }" K! [4 hRaceways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
# E' e5 X7 ?' R% K" k/ fOuter Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1789 Z- _0 ^% z1 j9 ~
Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
  X2 \& o  Q' SOuter and Inner Race Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
- a5 a7 @, `" C3 d5 I% m% vModulation of Ball Pass Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185, _) C$ h) V9 t! Z; P) J
Rolling Elements. Balls. and Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864 n  D1 G% ]$ q2 g2 H
Cage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
% E. U4 M# o. k: s( ^0 n8 [" w5 ]Multiple Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189, k1 B7 j6 p6 j, l2 |7 C0 j
Progressive Bearing Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
3 p" D& C5 I* n+ N+ I9 rDefect severity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196$ \6 j- z& j7 p7 y
Bearing Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196- ~2 H) {. D. {& P5 O2 i
Inner Race Defect Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
: Y9 B! g! I* d, R1 Y( pDefect Length Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201. v# b% {2 s( o% k. h7 X( ~9 P7 S
Deep Fatigue Spalls vs . Shallow Flaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203- o/ b' R1 D4 E1 y
Problem Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
) V& }' h- Z+ B3 b3 G8 U0 D5 n  LAcid Etching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2083 f# q' x2 t+ a3 d! L, J- l/ Z
Fluting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
  A( X& O/ M9 a; H# R1 mInadequate Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2147 K5 S+ q+ @; h9 V4 z
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2162 u) G+ @: `) [- o" z
Bearings That Have Excessive Internal Clearance . . . . . . . . . . . . . 216" z+ q4 B; M/ J. b
Bearings That are Turning on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219; _7 o, l2 W* M. Z& G1 B3 p8 j
Bearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
8 K0 I& K) @0 c+ gTesting for Bearing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
, k. k2 I  F/ z# ^1 q3 U6 j! UConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
. @  z3 d  I  y5 g
6 u% _5 x7 B  ZCHAPTER SIX: ACCURATE EVALUATION OF GEARS
7 {5 T1 Y/ `: O4 i% z1 F0 PIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
  g$ U2 U7 X9 a, p5 r3 @3 O- ?Data Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225( h$ p/ s; `0 v3 |* s2 P$ b- N
How To Take Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225! \" ^' V( g6 @& ]/ H
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
0 E+ J7 y0 B9 E; J0 ~: pGear Vibration Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
& G0 f9 R. n+ b. |$ S. ~: q) _" z3 mEvaluation of Gear Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
# w- w  G! s# HFactoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227/ x- ]3 ?8 I7 @( C+ W% V! e5 a9 p3 t- A
Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
# _; h* R- X; U( ~, ZFractional Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
9 t" L* |8 P# ?2 d. v6 @: ZHunting Tooth Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
: _/ e: S0 b. x$ `/ qPlanetary Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 31. O! b1 v! n% c# B5 A1 t
Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
& W% E6 g" s/ }2 E5 CEnd Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236+ n8 s4 z/ V2 t+ ~4 }
Gear Life Expectancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
: a" l1 D9 z6 _3 EAmplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4 P  S0 E0 {% X3 z) U% w8 cThe Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
  }* o6 r) b4 ]$ ?& lThe AGMA Quality Number System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2457 n$ [) U! d0 V) d
Gear Problems and Causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
' _8 M  e- {$ G# j7 }$ `3 lEccentric Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
* C6 c; @7 P" T: m/ q- O; zMeshing Gears That Have a Common Factor and One$ F! s  F* G5 h, v/ o0 I
Gear Is Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
7 L  {- ~0 s2 G: tGears That Do Not Have a Common Factor and One
/ o, Z/ v0 U' C; g! f( [, Eor Both Gears Are Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257( z! v! E* x  ?7 p% x
Gears That Are Out-of-Round or Have Several High Places . . . . . .2 62
! Q8 [  b" ^/ L- F, JGears Installed on a Bent Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2655 t6 U" h, u2 k$ b4 D8 K
Loose and Worn Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268; s. W9 t* `: E5 o/ i0 e" h
Misaligned Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2693 Q* b/ r1 I( _. u
Backlash Problems or Oscillating Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
& E& Y  j; T- d' r# F$ zBroken. Cracked. or Chipped Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
+ @: q+ X0 u) ]  X7 K0 x' L* YConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285/ a; B6 h. q3 [$ I4 k) P7 g
( U6 D7 S2 t" h
CHAPTER SEVEN: ANALYZING AND SOLVING PRESS ROLL AND NIP PROBLEMS5 j+ Y8 V/ }7 ]/ u; w
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
' L3 ^7 e: |! ]Vibration Theory of Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2884 B% s4 n& s( {! b2 G7 B' _3 `& |) b
Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2888 }& ~0 m) _! e9 `5 `
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2895 y" v+ }/ K  z/ B- C) _
Synchronous Time Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
! L6 F% U4 T" S. ?+ Y( D+ r7 sHardware Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
* X3 i, P& K. ]7 DDynamic Measurement of Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2943 N2 f' p4 ?' f/ O" f" e
Problems Associated with Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2973 V9 R$ ^# L) r2 d; G; c1 Q
Eccentric Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
' j3 B1 D8 L% mImproper Ratios of Roll Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
4 {5 H4 ]/ u1 C/ |* y3 v9 gResonant Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
: a4 `5 D2 V$ Z# FInstallation of Improperly Ground Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301- M9 n2 K& U$ R* @; a
Diagnosing Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
9 A8 C0 U0 m( L: V$ kData Collection and Analysis of Overall Vibration Data . . . . . . . . . 302
3 \1 l; ?. w/ j# Q( xRelative Motion between Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3063 u( M1 P" d) `2 r* p) V
Conclusions and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3286 v( h  j1 ]' Z
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329" K( u* q1 w7 h+ W2 O3 Y/ V- B, J: @
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 311 F' y9 y0 Z0 h' G3 {( C: i; w
Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 413 K" L$ Y, T2 ?. m/ S( l' Q2 d
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
" _$ Z* D) k3 X! F8 ]& DIndex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 55
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