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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
+ `! y( v, Q/ X% v6 y( x( ?+ Z
, R' C  a* J# ^# a1 f, t$ h0 OA 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.& e+ `- K7 f: n1 ~4 v& i; W5 R

5 U$ N3 ^& R% G1 [: A: Q4 e& FAuthor:James Taylor
- y' F0 [/ Y' uPublisher: CI (2003-11-01)|
% I4 ]9 \6 C0 n& [" s! k9 f1 |ISBN-10: 0964051729
; K0 R0 b6 H2 E7 @Format: PDF4 g, V. L8 k% |( \' c% H1 v
Size: 7.3 Mb
8 B* M  N3 v$ g: j1 m5 A' c- BPages: 375 7 k0 x' E- h' V; O; r9 M. r  x6 m

; z7 R6 C2 n6 H( O" V共7个分卷.( ~# x) a8 L; @0 t
1 ]8 d+ q5 l1 k
TABLE OF CONTENTS

1 r; h; a' ^+ T6 {2 _
# M1 s7 \$ J2 x* x- U: S

8 B* s% i; C8 k0 Y' {( x
CHAPTER ONE: INTRODUCTION TO MACHINERY VIBRATION

8 {3 |: E/ I; a* @( t  j! y9 D
Theory of Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

8 `9 j& U2 r# B
Harmonic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
* Y+ z2 _4 F( m0 z# K9 U8 w. _
Periodic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

6 ]4 d6 u0 {0 Q* D
Random Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
. C$ p+ i) L' s, r& C$ H
The Relationship between Time and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
8 v- ~/ l; V0 g2 B. H0 b
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
/ n; e' N# |6 a! s4 e0 E
Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
: w# _! b& b5 ]' H# B7 r
Amplitude Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

# b9 O) w( v0 U8 j$ U6 l: _  ]
Sources of Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

  \6 d( w' ~& r+ I* g' t' [
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
0 r# Q( v& N# N7 d" g- _
Excited Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
7 u! ~! a! |4 o  r) H7 V
Frequencies Caused by Electronic Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . 17
# R5 F! E, {" j5 I& i1 v
Forcing Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7 [! v. h, V. K! \$ y  ?* N3 W
Combinations of Machine Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

  ~% R, j& V* c0 [6 @
Mixing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6 }$ `/ G8 Y. }- b4 ^
Electrical and Mechanical Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

* f! G# }* K3 r7 g3 r
Time and Frequency Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8 j5 @& c3 c. i9 A) b0 }, H$ B) |
Relationship between Velocity. Displacement. and Acceleration . . . . . . . . . 25

+ X; ~5 E3 d7 x/ k, T: O; h
Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
/ y) A/ _8 ]" I- B& y  f4 R
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

( b3 k. F) }% z7 I7 y# m
Ways of Measuring Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

9 W+ `) E; n8 q: k7 Z
Relation between Diameter. Speed. and RPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

9 K* S' D! a$ j/ ^
How To Determine Machine Speed in FPM from the Vibration Data ..... 33

0 ~) L& y, |- X8 L! Z1 E+ s2 z& w# p
Conclusion and Efficiencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
" P% m/ Y8 y% [' E+ W
2 F$ ]' I; h0 J+ p3 s! S0 W! e3 S, S( p

6 y8 F" ^/ O1 S[ 本帖最后由 gadfly05 于 2007-7-10 02:12 编辑 ]
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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% l$ p, e# T2 g) H
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 p7 ^4 U* f+ X7 Z' t
Basic physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5
+ R" V' g; L3 dSingle Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36% L  ]5 P9 T) I, k8 `
Single Frequency with Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 _3 I5 C/ C- [+ ~" A6 h
Clipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 R8 C# G! v/ d
Square Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
% m% w$ ^5 V, |4 kNatural Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
, Z. w( M9 _2 K( q% A  w( S! CMultiple Frequencies . Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3 ?2 |6 N9 l: U- K* |High Frequency Riding a Low Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559 S+ i5 ?* ?' h1 b/ i
Multiple Frequencies . Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56$ {4 P+ a# D6 N) w% O! \
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
, c9 Z6 c* K9 G% d5 [+ Z' {Sum and Difference Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61- h: }' E8 o! ?
Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65+ f% [* T% V( R" @9 ?
Frequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67* c8 \7 C% W! A" k+ ]
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 8
, L' w) J7 k/ L: p6 N* |* D1 iHardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1 B* N1 `$ S+ V$ Z' ]% F$ Z' J* y, b1 Q' C( Z: ~7 m4 l
CHAPTER THREE: HARDWARE AND SOFTWARE REQUIRED FOR ACCURATE DIAGNOSTICS
$ m/ J, H& Y; V4 b$ }2 x/ [, H; Z' BIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714 S1 E/ `% V8 J% [1 i! c; Y: c. S7 E
Personal Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
  j% e5 s* \$ Y' S1 o% z5 Z6 I3 AReal-time Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734 P8 ^) X, I$ w2 \; i
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76; d3 X' i: j0 u9 Z
Printers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784 R6 J. h' F+ B' E
Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78+ @! b& _8 f9 x  v# D) y
Displacement Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
$ s+ i+ ^* t0 C! RVelocity Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
) j: o+ b4 w1 }3 lAccelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
, W( I; U. j  Q6 DPressure Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
9 S7 V- y' n/ }, L( T# W+ y! d% QMicrophones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
  |7 G, A# ?$ d+ m3 Z: X1 X! p- fOnce-Per-Revolution Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84# }1 _* M" w* s" o) }  G, I
Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
9 P  h2 d) a5 ^4 Y) CGauss Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87& b0 x% s# `# u8 C3 w& {
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87& v7 m6 R# \  E
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87" T" R1 _9 n9 \) y9 F/ b8 m9 E
Group 1. Toolbox Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908 T1 m! U3 T% \9 x2 z  B# `
Signal Analysis Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90' e) `& b4 J* P( V
Vibration Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
; y7 B. m2 O/ d0 _* m9 \Resonance and Deflection Calculator (RADC) . . . . . . . . . . . 92* W2 v# J9 e/ C" H! W
Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
. m5 o' W3 l4 M+ TGears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951 Q( N( j, h6 u$ U2 Z6 @
Roll Ratio Program and Rusch Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3 j% F% c% z+ W9 F( mGroup 2. Machine Doctor (MACHDOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98+ Q. p/ G6 t% e  r# ^0 Y* E2 M
MACHDOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980 C, b( I# \6 ]( S+ k
Polar Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100+ z5 K% B2 _' _, ]0 I( v
Time Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
& {' A9 x( O4 R8 R# K+ GBalancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102. Y$ C$ q5 y+ `3 E
Diagnostic Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5 V1 M# E0 s) B% O8 }Diagnostic Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 F1 c" \& S/ x4 Z1 l1 W0 c
Roll Quality Assurance Program . . . . . . . . . . . . . 109
, F9 e: @$ J. fGroup3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 10
+ \! ~" b4 X  A8 T$ EGroup4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109 P, l6 `9 b& }) A* `5 _2 m

# T1 {( K+ }& g& q! {, dCHAPTER FOUR: ACCURATE EVALUATION OF MACHINERY CONDITION
( X3 z: i* H: a  h2 r! YIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113 r% P3 p/ H* I
Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11/ j! t3 e4 [& D+ J
Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 15/ g/ k3 @) ?5 f( a& M2 }8 l
Frequencies Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165 z2 a& o& j" v( y+ [( V* ?6 e9 {/ y
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 17# u" M4 z$ g- X( K1 t
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18
/ o( e5 D# h: _3 k! I$ a8 |Continuous Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118- s' ~- p' v6 Q. {  b
Common Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119% h& K5 F/ Q* T+ \
Imbalance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1196 {: h+ X! u% }1 D) K( }* {
Bent shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
/ O3 x; |/ S' D! _5 J4 ^1 \$ q  rSoft Foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7 v/ s- I, U# r" |Misalignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223 t+ p, u3 T! N6 p! `) D. ?
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
( E' L8 Q* w8 k6 c/ @5 f$ Y& PBearings Loose on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
1 W9 [6 K7 `6 B' W( M$ D' r; N. aBearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
( A- w! B8 P, o2 m! h7 g& ACommon Forms of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128, s" \- R# e4 A' ^
Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128/ J: ~  R! p# b  l
Diagnosis of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129) t7 e9 c1 }( r0 e% Q
Resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3 P% G1 ]$ [8 z; O7 |Rubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3 W- e# I7 |  q" I; _: iProblems That Cause Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130% x: J; ~4 t8 E4 ^9 V% M0 g* J
Oil Whirl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
1 r9 H$ N& o9 q$ hAnalysis of Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135; J" M8 x9 _  ?1 u* |: m$ ?
Motors Out-of-Magnetic Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
0 K" o- L; p7 r2 `  e7 l' ?! nBroken Rotor Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
+ M  r2 V. H, r3 i. ~: A) pTurn-To-Turn Shorts in Windings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
9 Q0 h2 H* v! q* s8 i. OVibration Problems in Synchronous Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 44
9 @$ D; M4 q$ f7 q3 O& DSiren Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1462 u8 Q- ^- d. o$ j1 e- L
Solo Data on Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146. I+ W) {# P# L7 `3 {
Steam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148" \' D0 k. M1 z4 z# D0 N, i
Pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
: i5 t/ H+ T/ I+ L! zImpeller Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 50
; M: \" W. Y! w& XStarvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1512 B  s& {& G7 t( t
Cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52
" ~' x4 c+ f( q, a% LCompressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 527 R) [$ N0 z, m9 P
Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154, }* ^  p( y; j" m
Special Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 55* D8 Q# U( x' H, P" H
Startup/Coast Down Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155: N% Y: C7 T/ R8 [% G
Bump Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8
1 Q3 I; n3 L- e: g2 T8 P4 p( UNoise Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 60
2 O* b, ^9 e- W7 }9 {" mSynchronous Time Averaging (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 61
4 Z' F3 S. h" o/ F* oRelative 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; Z7 Q. q. q( O* i- S) e. c9 {! S" e1 W
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 7
. Z6 d# x! Y# r2 mData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7
% u, k2 ]" L6 }' iTransducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67
7 k$ F& Z1 [6 U) S/ {6 O( l# bGenerated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67+ j2 b/ F, d8 A& R
Fundamental Train Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 68
* D% y3 ^" [) e" D1 x% W6 UBall Pass Frequency of Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 69- V3 U# G2 W5 d! A5 h" g0 z; C
Ball Pass Frequency of Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70
7 P# X0 q. I  e9 U) w( z+ TBall Spin Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70
$ Y) j4 v7 b$ f  \1 sApplication of the Bearing Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 72
$ S& o$ j" t$ _) wOuter Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 52 Q! x3 G& L9 f9 b6 S
Inner Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 6
6 ^% C* ~0 u/ M: r8 S$ y% |Ball Spin Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 76$ y0 R; x7 E& X: l2 b0 l0 T% E
Fundamental Train Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1775 J- p# s7 N. m1 b" c. G& G; ^
VCI Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177  R( C, W8 [4 J' h2 y: `* B' {
Bearing Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178$ v; D* f- {9 J- w& S
Raceways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
& d7 D. |# ~0 Z  V7 I0 ?Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1785 ~! }( b0 z: o3 Y4 q+ S' x
Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181+ A+ I* B! L1 |
Outer and Inner Race Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
5 d; G. d1 h, H  k! WModulation of Ball Pass Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185% I/ g: T0 j& c' n& F
Rolling Elements. Balls. and Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186; l2 r  i' J* R; r: D) h
Cage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
# T) ~  H" @% {  h4 O# C7 uMultiple Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
1 l; b; k1 T5 A6 _" S! }Progressive Bearing Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
2 r% d: h+ d/ p; G. r6 G6 vDefect severity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196( T3 Z' Q/ o, q9 H2 e4 ^4 C
Bearing Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196. S8 F& O: W+ g6 {. S
Inner Race Defect Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
& ?2 b! O. Q6 Z, G- m4 {; M6 h% fDefect Length Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
( G1 C) N3 ?6 }0 w+ {  J% ^Deep Fatigue Spalls vs . Shallow Flaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
! O& b0 a; y1 ZProblem Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
6 O  b2 f  h. x$ M! ]* }% ]Acid Etching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208) V, [4 P  c1 L8 j: k7 O. _
Fluting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210$ c+ f/ t  b' y6 u# ~7 s
Inadequate Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
  n5 e  Z6 m9 V3 v% CLooseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3 j9 A; O* N- XBearings That Have Excessive Internal Clearance . . . . . . . . . . . . . 2165 B% J. G. T4 U# U9 b! s7 }
Bearings That are Turning on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
. X' Q# Z, m+ v$ ], D8 EBearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
/ F4 Z7 w) C1 U, ?4 B6 RTesting for Bearing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2203 B  u* S4 B4 ~- x2 N; J
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
0 x6 Y4 J" S" _" \8 ?, g1 R7 ~  q, v; V  Q1 ~; A
CHAPTER SIX: ACCURATE EVALUATION OF GEARS2 u4 ~% ]( c* S: e1 P3 B2 S, l" Y
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8 w' z* g% [3 B& aData Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2250 S. Z4 x: `: R! \/ y
How To Take Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225/ h) G/ N4 y) B3 t% V! V; N
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226- G+ _$ Q1 j2 L" q
Gear Vibration Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2277 E' q' \5 {% z% x5 x' j
Evaluation of Gear Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4 {0 S2 {: b" U. G  }1 V) SFactoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227/ a' F, w0 k7 S. Y2 P) G
Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2288 S7 t# |. I. Z
Fractional Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
, C2 D( }0 M; w- K4 t9 ?6 T" {# AHunting Tooth Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
& h4 E! o0 S: W" W3 @0 @) p0 h4 KPlanetary Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 31
. _  y6 Q9 B* {; e) I) ^+ E3 ADigression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
2 u9 P% D% g! g' L  U* ZEnd Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
! T: w  Z: j/ ]. o( T, ^Gear Life Expectancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
3 l( `- c, h- ?3 `9 @+ FAmplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
! G: I, H; c6 U! a/ JThe Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
# I0 q4 W4 a+ [+ [& m' {4 v. UThe AGMA Quality Number System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5 E3 c4 `, T" k% ~. K9 z( XGear Problems and Causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
3 Z5 o- `& R5 v) I- P5 yEccentric Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
7 e  W8 z# T) b8 mMeshing Gears That Have a Common Factor and One3 T% |2 W$ Z9 c  ^6 x
Gear Is Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
$ B9 G0 d, H$ o; Y! M! P$ y: NGears That Do Not Have a Common Factor and One
" A  C2 J: h: Z- Qor Both Gears Are Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
' `. d! }; x. K. @3 ]% y5 OGears That Are Out-of-Round or Have Several High Places . . . . . .2 62
0 c2 A5 |. j: K, m8 g5 s; Q! i) NGears Installed on a Bent Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
2 n9 O$ V8 N# X/ \  _- b; DLoose and Worn Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268% A+ D3 V7 i8 w2 o
Misaligned Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
4 Y9 |$ R2 ]4 h' w6 H' FBacklash Problems or Oscillating Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2709 w1 x4 U+ y. M. u, D& f
Broken. Cracked. or Chipped Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274, Z9 Y  `7 f. i0 o' S( h
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285& p! B) l- k$ N) r$ Q
7 Z+ ?9 A9 S: n0 m- e
CHAPTER SEVEN: ANALYZING AND SOLVING PRESS ROLL AND NIP PROBLEMS
, m# C; Q6 r9 [6 B9 |Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
3 [1 g: K0 v; b0 u4 K+ }% |Vibration Theory of Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
; y. Q$ V$ M9 kHardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
2 l% A$ W0 w! r$ `) w) i3 pSoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289+ j1 d: @0 E- N9 @
Synchronous Time Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
$ I" K& B8 e0 r2 k! @! v8 FHardware Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
3 E5 f  S: a0 ~. f+ F; \# f* w* iDynamic Measurement of Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294. \! a+ y" T/ x
Problems Associated with Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2975 S. n8 f& I" o& s* a! a
Eccentric Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297! X" v% I* q$ U, k4 ~# N4 i
Improper Ratios of Roll Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
7 v! R! S  |6 U% jResonant Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299( V6 j4 X. m$ w& X' s
Installation of Improperly Ground Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301$ Z9 w7 M7 U2 C; T+ p  T
Diagnosing Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
, ~9 u2 k1 P9 W  K2 f1 v% L$ wData Collection and Analysis of Overall Vibration Data . . . . . . . . . 302
- T( F5 i5 ?  a' @/ ^Relative Motion between Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
( W" Z& z4 h7 {7 n: E' iConclusions and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
5 M2 H$ o) x- x  [! M& `2 x, I, }References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329% f# \4 e/ k. ~* Z& V, W, Y
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 31
8 ?1 y8 f! k" _7 ]) A% p* r( |Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 412 s( W1 i% ?2 w3 k2 z7 ^$ B
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
+ \" L/ B" a) TIndex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 55
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