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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
0 x! U/ Z! b/ u* b# |: S- u1 M
1 J) c" B3 W2 F* T+ BA 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.4 }* k8 b3 Y$ U8 A8 Q4 Q
# P: P$ ]# G  N5 ]
Author:James Taylor
6 @2 q2 A% n& ]' b0 ~5 M& fPublisher: CI (2003-11-01)|
$ b7 w! r- t: J* v" @ISBN-10: 0964051729 ; A6 ?6 {) c3 m
Format: PDF
1 ?/ d" R# k+ B9 TSize: 7.3 Mb
( m" D/ L" o. |& cPages: 375
8 m* r9 A* h4 V$ o: D/ C, g# T0 j/ g$ w! v) H
共7个分卷.
" Z+ Z& X/ |0 q  `7 A! S  j/ N" {* s1 C' t/ x) S7 u
TABLE OF CONTENTS
. |8 H( Y: [6 _# ^1 [8 S
( J. N+ m" m  s' q
8 D* |7 t! b0 K5 \  s
CHAPTER ONE: INTRODUCTION TO MACHINERY VIBRATION

7 F6 ^  B: o9 @: ^) n0 S
Theory of Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
5 @" a! i6 t% k! t6 z( ^+ H
Harmonic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

( g8 m8 x5 @4 \2 F% R/ T7 S/ E
Periodic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

7 V9 E$ h; `; v0 o- w" l/ N
Random Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

* V6 {7 F5 ]/ }; [  W5 B
The Relationship between Time and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
, H1 o! B  q. F* K
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

% u, x) ]" _) ~7 Y5 u6 u% M
Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
6 C* D; f& ?  \) t% w+ U# ^
Amplitude Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  f8 `; W; Z2 F
Sources of Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

$ U3 e+ [1 W( u/ U2 L& ?4 a! f
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

: W2 t- Z: B) C. B8 U$ O
Excited Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
" c  a  ?1 `1 C3 @' p% C
Frequencies Caused by Electronic Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . 17

* s5 G! Z# f2 Y: V6 V
Forcing Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

, x+ G% B0 \. a; Q3 j% A" N
Combinations of Machine Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6 b9 e) Y% K) A5 {1 l) r% B
Mixing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

8 u8 h+ }& d! E! O. k
Electrical and Mechanical Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6 t# P6 B: v3 H5 v$ C
Time and Frequency Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
/ b$ ]! L: I/ k: P9 v/ v1 P
Relationship between Velocity. Displacement. and Acceleration . . . . . . . . . 25

- Q, N  }- r3 N2 Z' S9 J$ f& `
Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
; z3 K2 b- g; v, t5 \! D+ F
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
/ X+ \( S3 H3 h# g1 e  U1 Z- p
Ways of Measuring Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
% y3 z* j5 I) Z+ L1 I8 i
Relation between Diameter. Speed. and RPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1 q) `  M; S8 u
How To Determine Machine Speed in FPM from the Vibration Data ..... 33

0 d3 p# [8 `: N! [2 C' X# d
Conclusion and Efficiencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
0 F+ E$ {" B9 T$ Q7 C6 o
1 b, q+ t0 }1 \
, C* [+ t% h3 I6 K
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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
4 h1 h, ~: t8 IIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35, h2 T3 j4 ]8 X$ q9 h: m
Basic physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5+ A; Q( Y! |5 y, ]* E
Single Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 P+ M* C. \3 q( [3 S9 X2 ]Single Frequency with Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41; h/ U6 g1 W; Q( `+ X2 l+ e
Clipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52  i/ M& y* o2 F9 h" l( B% A
Square Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2 f% K& c8 X; B8 X+ hNatural Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55/ j. f3 `7 {; h9 {" `
Multiple Frequencies . Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55" B, m8 ^( m; l
High Frequency Riding a Low Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6 g- A- {+ m& F- q9 I5 Q- e: gMultiple Frequencies . Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56+ D- k" ^7 A3 t5 L: W
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
/ _( R: z& _5 t8 r9 [$ {Sum and Difference Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61) G. D& f0 x7 P+ ^2 o$ n
Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
) i% u1 P  E0 b7 G2 [1 EFrequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67  O) J0 k" [. E1 m9 m
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 8
2 O% `# l6 k0 H% E: l7 t: HHardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3 L# R- i/ F1 Z3 S6 Y
+ A2 R$ [8 c9 ]; c3 t% ]CHAPTER THREE: HARDWARE AND SOFTWARE REQUIRED FOR ACCURATE DIAGNOSTICS/ Y* k3 b, E$ r& [5 i( X! `
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
" n0 Z9 d: i, lPersonal Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72- E2 p( {! z; K" z/ Z$ N: ]' G
Real-time Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 U+ M5 [, H: k" `" |$ t
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 K0 I% |+ r( J+ e7 R
Printers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
" \9 P/ f) l& Y9 Q& T$ t+ GTransducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78+ n3 w3 v5 S: i* l
Displacement Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
/ Q8 ^8 b" C4 T: t; Q% i: OVelocity Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
0 Z8 R: t* P+ }1 jAccelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82% g0 A* k, H* _. B% |- K7 b: A
Pressure Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83: e6 [  Y5 E& A7 Z
Microphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83/ h/ E# F  }  p1 R
Once-Per-Revolution Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
( o/ }( b6 W6 {  pMultiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
. U3 H9 b: Z! L5 D# v: X2 [/ q5 lGauss Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87. E+ A; b- y- A$ a
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
+ ^  r* {9 ^; y2 ]/ aIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1 M* N5 |7 J! rGroup 1. Toolbox Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909 K% Q4 l+ |  N+ P) ?3 ]
Signal Analysis Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
) t. y) Q# N3 f' i" ]Vibration Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90: j6 _4 n0 R2 n, H
Resonance and Deflection Calculator (RADC) . . . . . . . . . . . 920 C0 p- f& [) _; {
Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
, R4 W" W5 e& ~; v. ^1 T0 E2 [: iGears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
) F6 R; r; s* R  d+ YRoll Ratio Program and Rusch Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
/ t: D2 `- O/ E! @8 bGroup 2. Machine Doctor (MACHDOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4 j/ e8 K. i% y7 KMACHDOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
* m0 a8 G: Q, L! N1 Q4 H: S4 IPolar Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
% @. e4 g& \* k- p* E2 x4 ~Time Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1028 a+ L, x/ m& U! h
Balancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102! m% l$ w3 U. }
Diagnostic Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
9 T" p; @2 X! R! L5 @Diagnostic Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108( f9 \8 s5 ^6 H1 {! S
Roll Quality Assurance Program . . . . . . . . . . . . . 109" N- e6 j! X7 U; }: P9 m
Group3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 10
. L$ Y1 ]4 ~! k1 p  kGroup4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
, o2 H4 i9 I) ~; x3 p/ d( e/ E( K: y# b8 u
CHAPTER FOUR: ACCURATE EVALUATION OF MACHINERY CONDITION1 ?* z; {% [0 A# f2 R2 [2 w
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111& X2 f+ V+ k3 N$ g8 G: G9 i
Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11
7 x) F2 ^- R6 v' F* ZCalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 155 d; B! ~! p! k! M
Frequencies Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116: Y% x* @4 ]+ }
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 17% v6 g& ?9 H0 l* I7 d. ~& j# {/ E; t
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18
+ B( O( R0 s: J6 n8 KContinuous Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2 m& z3 k/ B9 T9 s5 j- P# J4 l* _Common Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3 ?. F7 m9 k. [4 ?0 {, ZImbalance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
' c1 N5 n' O2 w/ [+ T9 ]7 c  _* QBent shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
. z$ j% Z" I4 w/ n; w, y- ]3 {2 gSoft Foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7 y5 a8 J9 m. DMisalignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122" X, F4 I% `* E* p5 ~  K# q
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
" z7 g0 P/ `0 wBearings Loose on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4 Y# ^* ]& _  tBearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1266 v' L* P* R1 o
Common Forms of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
* d; D+ p) g$ ^9 A5 t! A/ ?. B7 ?# R! DNoise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288 |: r, P2 t3 O6 p& B0 z
Diagnosis of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1299 Q+ c0 R3 u- `( C9 c  y& |- y
Resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
, T: \5 _/ `+ F4 u7 \Rubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130) |6 K' d6 L( c& M2 s
Problems That Cause Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1302 k/ c$ D# }  M! v# F
Oil Whirl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
  U( ~/ E6 ^9 }/ M' v  ]9 g& a: n5 RAnalysis of Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5 B! U8 ]2 H4 T/ AMotors Out-of-Magnetic Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
# G1 v7 {6 b, H9 x3 d; eBroken Rotor Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1390 m8 u) P! o8 H9 R( U
Turn-To-Turn Shorts in Windings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143) `* M1 B1 c- _% a5 g
Vibration Problems in Synchronous Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 44
( B, |7 m& [# p/ V( H' d- n& dSiren Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
( y" J( V  S  C" O8 p* ~& U$ PSolo Data on Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146$ Z0 T' }; |5 |  |
Steam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148: V1 o% w' s" [
Pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500 X. ^' ^! t& J7 t
Impeller Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 50
6 o1 j/ v' f7 K, U/ M' X: IStarvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151/ U$ i% z% \% r& t" k
Cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 526 Z6 k, o+ z- L. c
Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52
; G# t7 q6 P& X: j6 X6 c6 AFans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547 N0 @1 N7 ?& K4 p; B
Special Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 55
, k0 f+ P+ Y; y$ bStartup/Coast Down Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
" `7 I3 O6 l# k1 x% }Bump Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8
# W4 w$ m' U. }- b- m7 `Noise Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 60
" G. B5 ?! ~5 Y! zSynchronous Time Averaging (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 61& b1 m2 ~& R5 \$ 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
( J6 ?3 l5 Z; M/ v# |Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 7
4 t$ X1 Q: M& DData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7
6 R* V$ ^' u# e4 g9 f! I5 a, MTransducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67
: N2 j8 {8 X- D% X+ vGenerated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67, f1 N8 ?1 D1 v  Q( T. V1 @0 y
Fundamental Train Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 68
' T9 i% z7 c% O, x- Y# KBall Pass Frequency of Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 69
# \4 ?8 I1 h0 ZBall Pass Frequency of Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70
9 l, }% A+ \9 i; cBall Spin Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70# ~5 \6 Z$ L; s0 v5 i, f
Application of the Bearing Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 72) X# X' [# Y. x  |& y: v- Z
Outer Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 5: a4 m" F' v, g0 s& k6 h4 _
Inner Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 6; _( O3 C& s" A& V) N
Ball Spin Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 76; D" f8 Q5 ~% ]5 i2 \/ J
Fundamental Train Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177' I& B* K5 c; N, `- P1 L/ s
VCI Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177  z# C& W; s# B( X7 U/ Z- b
Bearing Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1781 g7 y8 O! N8 _4 W# E# Y+ s  V3 W
Raceways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178) ]  r" a. z7 d8 H7 b/ N" s
Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
/ z2 v- f9 c6 `% H0 QInner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
# x, e3 U1 y; j2 B" Z9 B7 NOuter and Inner Race Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
  N' ~1 r4 M/ x* Q+ q" V& @Modulation of Ball Pass Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
$ q* V$ f8 ~- V: w0 qRolling Elements. Balls. and Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
: M# y5 Q  y0 ?! e5 O8 OCage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
! m+ x# M5 |% D$ f+ Q, {& XMultiple Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
, ?6 Y/ M, Y8 n5 f5 u7 t% @Progressive Bearing Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193+ O' U6 s, c4 l; I7 Q" k  `
Defect severity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
& j# F  P+ q: c0 v2 `Bearing Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1966 ~1 P" O1 b) t: `6 a# R
Inner Race Defect Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1972 Q) C, v& t9 U! u* G$ O  u- ~3 D
Defect Length Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201" d, L1 ~" [& A$ w$ K2 |1 a1 j; V
Deep Fatigue Spalls vs . Shallow Flaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
" e2 o* P" F% h0 v* n5 Y+ AProblem Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
; W; @4 O; B# I) \Acid Etching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
& B! }+ I% F8 C7 vFluting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
; m4 o1 S- T1 X, P" aInadequate Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
2 Y% w  W, E8 V. {  L8 ], W+ o. rLooseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216: f8 t, W( Q3 D9 J/ P# Z# S+ K/ T
Bearings That Have Excessive Internal Clearance . . . . . . . . . . . . . 216* d: U% ~. Y+ W4 q' u
Bearings That are Turning on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2199 J; ]+ j  F# m, O
Bearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
! W& u5 h3 H1 M; bTesting for Bearing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
/ V9 N; o: p" ^' C9 O3 ]Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222& z* D) ]$ x' M" \! M
0 T$ j( R) y5 \3 d  [
CHAPTER SIX: ACCURATE EVALUATION OF GEARS
! l/ f4 R' L9 g: n. g' mIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
* ^# \# l; {+ fData Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
' h4 d1 w# O% P! MHow To Take Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2257 s$ J, X7 ^$ W% a1 i0 C
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226# S6 Y8 J4 I  ^, r* ]7 m
Gear Vibration Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
, ^) g6 M" X! k! |2 e: z& a) UEvaluation of Gear Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227) g, y$ W( A7 V7 d* g3 f
Factoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4 A  `+ _2 W4 F5 q/ t% bGear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
% v/ F5 q) {2 v# I) K% ?/ fFractional Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229" f1 }0 }+ `8 q" W
Hunting Tooth Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
, K: }& n) V: R4 z3 b% mPlanetary Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 31$ }7 _2 H8 V; T
Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233/ Q1 a) K2 k- U8 o
End Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236" O$ g0 [  C5 n
Gear Life Expectancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
7 w) I) H- W. nAmplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
2 M3 K  q( [. Y) ~The Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2 U$ i7 q) F  F+ ?# U5 V/ @0 l0 V8 {The AGMA Quality Number System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245, X7 W9 J  w( W2 t, R% f. Q1 \
Gear Problems and Causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
9 s" L/ e) g! u" O! |  b$ uEccentric Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2463 p) M( N: _7 b6 N. W3 d
Meshing Gears That Have a Common Factor and One
1 e. l) [5 a% z- O2 LGear Is Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46' j. E' ~3 x6 ^( w) R# j' a8 r3 @
Gears That Do Not Have a Common Factor and One
! w" }" v0 y" g+ b  a/ xor Both Gears Are Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2578 l/ C) |" R: E
Gears That Are Out-of-Round or Have Several High Places . . . . . .2 62) V! p8 A# o5 d6 Q' w+ g
Gears Installed on a Bent Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265# g. a: F" C' \9 |
Loose and Worn Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2689 Q- X: }0 k+ |
Misaligned Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
4 e( {6 f* R6 `% X8 lBacklash Problems or Oscillating Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2701 C& r% Z- d# Q4 p+ ~/ m
Broken. Cracked. or Chipped Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
6 O' m8 l+ d% \* N2 X8 k. mConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
( [& B$ ^2 j! Y4 {; h
- y6 D9 F, Y9 l$ B9 vCHAPTER SEVEN: ANALYZING AND SOLVING PRESS ROLL AND NIP PROBLEMS
( Q" {, {  R0 x5 m  o8 t  cIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
' Y+ l' x9 _4 e/ ZVibration Theory of Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288$ E7 ]+ A/ f4 e0 a# q5 l
Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288: `- |& J: P! ?
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
! L7 c6 Y# T* \# z' U! r( VSynchronous Time Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
* b8 f! M4 q3 @& pHardware Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
" D% `0 ^. V: j2 W* v# GDynamic Measurement of Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2945 Y; ~& @& I. E. k) G
Problems Associated with Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
* c4 w, O- `" J! ?& ]4 p4 \2 R) oEccentric Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297  S7 H! M* F$ }* u
Improper Ratios of Roll Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2970 R; e# s3 X* N' b! p: l
Resonant Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2998 A. m6 \# L/ S
Installation of Improperly Ground Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301: Z7 {6 j3 g( l
Diagnosing Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5 L" O' J2 _* o- Y) @Data Collection and Analysis of Overall Vibration Data . . . . . . . . . 302
' i& x- T$ A0 X7 g5 M5 S! uRelative Motion between Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
: Z. f2 c, X* H$ JConclusions and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
( q+ W( h9 e; U! E2 n; V' q! ^References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329) C+ I, Q" z+ K
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 31% a+ ?. _5 R) N; h
Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 41$ c" g5 V* C. Y5 K2 {& J. q0 c
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
% o1 ?% P! d: X& l( l: {% I! XIndex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 55
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