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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. _! p. M8 M5 \! p/ T( J

. t( ~8 C6 B( B0 H( R' MA 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.
" m4 g8 u  z4 a  c- K0 k( `) r  g1 V1 K5 [+ F# }; M
Author:James Taylor" |. T1 S6 w+ B" |7 m2 M
Publisher: CI (2003-11-01)|
6 }4 Z5 M/ b) LISBN-10: 0964051729
  q; C0 C! {. ?3 B" v2 VFormat: PDF
( _0 U% w# m0 q% t8 _Size: 7.3 Mb' ?3 e- k# t) f% |2 E
Pages: 375   c! z7 b4 D' a. a6 m3 I, o$ z

3 x, V; o: a" V/ U" d5 N# t. ^% H共7个分卷.
: u1 `5 R% P+ P* Q0 ?9 P0 p# u8 t+ K0 Z6 V
TABLE OF CONTENTS

, R0 l/ i+ S" l+ }- Y( L* `: i6 l1 W6 K

) L0 f* \) w, J" h0 M6 b
CHAPTER ONE: INTRODUCTION TO MACHINERY VIBRATION
  g1 R% Y, p* d
Theory of Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
! j( s7 X' @: B" f8 O5 s
Harmonic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
& M; }+ z  G  m$ V
Periodic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

& W$ P! d& N6 L/ A6 H" h: {
Random Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

( M0 w# ~" I2 H5 Z8 Z4 M1 F$ H* L
The Relationship between Time and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
& ]* q4 e  r7 z, v9 ?
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4 ?7 d! u) c) i  |7 t
Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
: F" p/ _( i9 _1 ~" A# Q
Amplitude Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

& B0 L1 s2 l2 M" V$ n% T- p& ~/ Y6 ~
Sources of Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

# r' e+ G# m1 P# y, Y& z
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
) G3 t0 M! q0 q( K! u7 \; Y& R
Excited Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
% F: k) r' w4 Z- N, F
Frequencies Caused by Electronic Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . 17
( t8 H9 Y+ d5 W. y/ b( ^
Forcing Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
- n/ X- H( K2 l! P8 I
Combinations of Machine Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 r6 o% Y) w' u1 F: l  c0 I
Mixing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

/ {) M9 M) v  K8 K& F
Electrical and Mechanical Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
( k- j1 N' R- y* E1 D
Time and Frequency Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
" R' v* @+ m$ E1 Q  F/ |( |0 x
Relationship between Velocity. Displacement. and Acceleration . . . . . . . . . 25
+ B5 S3 r4 h" v4 t9 N% G
Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

- |- v- q, |. m
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

" W$ R  b/ A* q
Ways of Measuring Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

* L. X) ~3 @+ w4 I; |$ R/ m) F2 K4 m
Relation between Diameter. Speed. and RPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

, U* U  I/ U( r1 O
How To Determine Machine Speed in FPM from the Vibration Data ..... 33

. V+ E1 z4 J0 l
Conclusion and Efficiencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2 U* w9 Q" [8 p' w5 }) s

8 L9 Y$ @. Y4 T9 N0 b( Z: @+ S# u; W+ y3 }8 g
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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 TECHNIQUES3 ?1 N% q3 ]: K6 u
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2 j2 ^/ M. d$ X$ q3 ]3 v' V# S& W- mBasic physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5
! q: @/ @. g; S' P; [+ aSingle Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 V+ ?& E( [5 o0 ]# {, J
Single Frequency with Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1 U7 N+ P" ^( t: Z- ?1 FClipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8 }" J3 j# I) E, D/ x* uSquare Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
& D; l4 `0 F; JNatural Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4 P4 V9 ~. T8 OMultiple Frequencies . Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
- t7 N1 N- k( xHigh Frequency Riding a Low Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55& W8 i7 s$ M" A1 d
Multiple Frequencies . Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56( e# s7 b, Q9 I) H, v1 ]. M' w
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57! i! e/ K5 D# O/ b/ H1 n
Sum and Difference Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
  B6 R4 y. S+ H; w# E! vPulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 |/ \+ o6 ]& ~, A; e2 D) s
Frequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67& |8 n9 m1 s7 a* K
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 8
' G, [# ^- ~  M- \* I: d) T* `Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71. V* W2 }1 a! S1 A0 _: d" ^' s

3 o& R1 @9 l1 Y  R" qCHAPTER THREE: HARDWARE AND SOFTWARE REQUIRED FOR ACCURATE DIAGNOSTICS6 u3 C0 S5 H* X& J& W
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
( E' r% [( i' ^$ M3 \Personal Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72, u: H! b# h0 s0 f+ L; `( T% ]
Real-time Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73; S! o9 B7 J$ D2 |5 A
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76& p; a% \8 V$ y3 {; z
Printers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
& w# f1 J7 V% o+ f( gTransducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 I6 q+ J0 o: l! s
Displacement Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5 n  [2 {# ~3 x. s* O5 r1 h( @Velocity Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3 W4 Y/ V+ |) O$ h# W- O) cAccelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821 Z' V  C0 K& u6 Q
Pressure Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83( |* K' e, K. A4 ^- k1 A
Microphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
# d. h0 l' Q* p' p& R; D5 ?Once-Per-Revolution Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84+ ^# q/ e6 _) p( Q* `5 d
Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85& K! c- U- w7 s- g7 k
Gauss Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
' M- H' s- p9 y) i3 ~8 CSoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 @' T( C& _& F0 L& s; ~, p
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
" U1 R$ L( B# `( P, O! aGroup 1. Toolbox Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902 Y, k& d6 S/ h% s
Signal Analysis Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90. I5 r$ p. a! E+ }
Vibration Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90  M5 o) Z$ T8 C% ~3 B0 J0 q
Resonance and Deflection Calculator (RADC) . . . . . . . . . . . 92
; R% u8 Y$ T+ {. ~Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92( b2 X8 m3 r; Z( l6 K
Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956 l5 p) f. H5 g9 A8 W, h7 t
Roll Ratio Program and Rusch Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
( P) W. ]# T7 W( g+ F) v" mGroup 2. Machine Doctor (MACHDOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98$ u, I( @9 W5 j0 E; H2 n/ d
MACHDOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98. _6 g+ z8 d5 J5 P1 H# B  }
Polar Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002 l1 F# s9 r! N) q. K9 K. |
Time Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026 q( }2 P" \9 o& n3 [" c
Balancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102, K, h& I9 V- {) O- o
Diagnostic Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
7 p( Q. b$ P2 }! tDiagnostic Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082 |5 s, ~# L' d( Z* ~. ?
Roll Quality Assurance Program . . . . . . . . . . . . . 109
8 B  @$ r0 B  n+ A0 d) W# ]; QGroup3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 108 d, ^1 W; \0 j( Z; M) {' y. l
Group4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110' F# p$ }& K& r$ @3 H3 b5 ]

+ }" F% ~+ a1 c1 G7 F! L* SCHAPTER FOUR: ACCURATE EVALUATION OF MACHINERY CONDITION4 G  Q0 i9 h, R
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111  x: u. _% R. V6 J8 X
Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11
2 h  L7 b+ u7 v1 P. X% A7 o4 OCalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 15
- {  v4 Q0 p/ N5 [2 Y3 A; v  EFrequencies Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
& z, d. a. a; Z1 s$ `3 ?: A0 U! oData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 171 T) e: _( }) D. g
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18" E" B% p1 e- K! c& `9 D) ], B
Continuous Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118% s6 |% w' k. V* U; m: Q
Common Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
, r4 |5 Y7 n9 d9 GImbalance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
( e' c2 @; a/ @' Z1 k( KBent shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
' _/ }0 p! w2 R) X+ nSoft Foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5 P# h" a3 r  ~0 i  _. yMisalignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122' s) _2 Y6 N, U# J
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254 H6 U4 Q5 w1 Z/ G
Bearings Loose on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
, f& t4 O  m% T+ n" WBearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
. _! B0 _. l3 |3 S& nCommon Forms of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
( y* T6 I1 k9 T% j) Q& o( ^. p3 rNoise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
( ~- p/ {. t: l& ?4 _& C' bDiagnosis of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
- V( n- h0 \8 g& c* pResonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
, M; `% {5 [9 D2 B" {# FRubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130" |" I6 |$ D% o$ w
Problems That Cause Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130- A  `+ M6 Y: @# O
Oil Whirl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134/ @+ a/ `& M  c) P. r
Analysis of Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
- u+ R: l* Q2 [9 }0 sMotors Out-of-Magnetic Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
2 W9 v$ t6 Z2 n$ y4 o' o; G& VBroken Rotor Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
: X, d3 {% r4 n+ I+ J% @" Y+ MTurn-To-Turn Shorts in Windings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143+ u' ~/ U8 S( a2 w. h% c' A9 \
Vibration Problems in Synchronous Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 44
& T* W9 f% t  u2 b8 F- c" H# ]Siren Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1462 k) R0 p7 [7 _, w! V  M! x" s1 e
Solo Data on Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1467 U4 z: L; e* n+ ~7 e
Steam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
  p9 d; B4 X# i& f6 {; pPumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1505 e& N+ \; O. y4 _
Impeller Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 50
( ?* P1 H& o# H: [5 Z  g5 eStarvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
$ z" N+ A8 a- UCavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52, z% L' i" h% s0 _3 `# h
Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 52
2 P- B+ G! l9 c! _Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1543 @9 t  C& ?  Z& I0 d! k
Special Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 555 ?' [! m4 t1 c! e' \0 l. M
Startup/Coast Down Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4 `* X6 k) u, D9 A& Q' k8 jBump Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8# n6 F' [5 t* a" Z5 x- ^- [9 e4 m
Noise Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 605 t, p) R' K% U
Synchronous Time Averaging (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 61
9 u0 t, k( U0 b" i" S; z) kRelative 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 BEARINGS9 w0 t: ]% n: L( x
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 7( e% Y) h( N( @9 m
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7
; }% U+ d1 C0 a' @' e: A9 CTransducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67* ^" B7 z$ u: |/ m) q
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 677 I: @( b7 L1 ]& G& b
Fundamental Train Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 68
; i8 F" r# p* v  CBall Pass Frequency of Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 69. J6 \; n- b8 A' ~- H9 t+ ]
Ball Pass Frequency of Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70
; e  ~6 V/ `1 Z, H6 G" H1 M/ T* zBall Spin Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70" `# e7 m9 @8 I2 n
Application of the Bearing Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 72
/ w9 d  c8 g' ]Outer Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 5- ~* [7 v4 I# V( N
Inner Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 6+ v# ]5 ?. |. x: C" z) T; A8 I0 G
Ball Spin Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 766 a4 ~1 b& B2 S8 O, G
Fundamental Train Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177& V) q8 u) ?# A9 a9 C3 F
VCI Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177) g& v9 c5 L1 @" P3 `5 a
Bearing Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
' g: @% j5 W# ^. V( a$ ]4 q5 SRaceways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
% p" g# j- B, z+ U, }' tOuter Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178" M1 m0 D4 e5 Q& p, \& Z# s& W
Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7 m( A6 y, c+ l" ^Outer and Inner Race Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
2 O8 Z7 l- s, O3 [; L: k/ F0 lModulation of Ball Pass Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1853 g5 g1 B- Q& h1 l* o, N
Rolling Elements. Balls. and Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
- q1 }; T/ T0 f6 d. lCage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1892 T5 w9 Q' {# Y  v6 l% s& x2 c
Multiple Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189) l5 c' M3 s' b* f& C+ P" K
Progressive Bearing Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1938 p; f4 t6 X- w  Z
Defect severity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
: k* H. x; ~: b; ]/ ABearing Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7 K$ e* Q* u! B: f" V! n& M$ s- CInner Race Defect Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
- R$ q# ^1 e+ O+ dDefect Length Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201. b2 P+ V; i: ?! ]& [6 s
Deep Fatigue Spalls vs . Shallow Flaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
8 y  H0 T! T) Z3 c' \8 cProblem Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208# L0 c$ w9 Z' U8 v7 R4 h
Acid Etching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
1 x. j0 W& Q  j; L4 lFluting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210' i! a0 p" I" t
Inadequate Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214; z3 `0 l( r4 p" v0 i% V& w# w1 b
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2163 n1 L  E4 n3 c. p$ H, B
Bearings That Have Excessive Internal Clearance . . . . . . . . . . . . . 216
8 ^8 F  p6 \1 c" U! t1 P$ R  ZBearings That are Turning on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219' ?% k; n' g& W& \
Bearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
* |% m/ a' |: e9 {; F$ E6 T4 [Testing for Bearing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220- X" k/ w% x8 ^- x8 K1 r
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
# M$ K4 z, L. X2 P
0 r( |$ R6 ^& Y( wCHAPTER SIX: ACCURATE EVALUATION OF GEARS
. ?' o* H+ Z+ b0 t( s! |' p% jIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225, I* |" s" ^( w6 q2 e
Data Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
# Z" u  U" f/ X9 x" ~! HHow To Take Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
7 g* L5 V' b' e) I, @6 YTransducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
1 z" {& x& `6 ?; G" U* ^6 VGear Vibration Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2274 W! o  K; I+ O* N- {9 A8 V/ D: Z
Evaluation of Gear Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2276 D+ f% L4 f) ^' Y8 t" s
Factoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227! `; A$ s* P" R
Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
0 L# R0 t# i- H* j, }. s, [# nFractional Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2298 G8 g6 a, [! |3 H- P- N
Hunting Tooth Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
( B9 V# k" F7 m9 O2 hPlanetary Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 31
, }& w/ P; U: ?2 b+ qDigression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2330 B+ @+ s$ D4 J6 g
End Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
: Q7 K9 ?+ {) ]+ e' N% m. N# aGear Life Expectancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2423 m) [$ ~) R# _0 ^! r7 i7 R/ v
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243) e% u% C) T- X4 ]! H
The Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2444 a3 w8 i3 m8 @+ d9 o4 e! ]
The AGMA Quality Number System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245* Q1 ]9 F, i5 `; X% v4 v4 [1 n  V
Gear Problems and Causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46% r5 X0 v0 w5 t
Eccentric Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
* }2 {% P* P7 v7 B; i- n. P, }7 y* E! EMeshing Gears That Have a Common Factor and One
1 S6 C$ f# Q# o5 B4 j' A& mGear Is Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
' Z/ I6 B$ o; t- y! \' |; j7 nGears That Do Not Have a Common Factor and One
* O8 @" O( \5 p" q7 ?, U# E+ a& mor Both Gears Are Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2571 H8 J3 ^! S( C; e( V$ a' t$ \
Gears That Are Out-of-Round or Have Several High Places . . . . . .2 62
4 b0 }% ^' f8 \) A3 P4 W2 W/ M1 JGears Installed on a Bent Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265& x6 Y& u1 s' f* {; W2 `
Loose and Worn Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268/ C) h! C, J- L
Misaligned Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269" T6 s% j% c7 y
Backlash Problems or Oscillating Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270, V" I# _0 P2 e/ G6 p/ y3 ]
Broken. Cracked. or Chipped Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274' l' T. n+ `- c9 j" \1 c. q/ H
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
/ ]! @; [) W' h9 I$ c$ U" ^6 N& c' p7 h
CHAPTER SEVEN: ANALYZING AND SOLVING PRESS ROLL AND NIP PROBLEMS
& Q; G1 \8 \( a& MIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
6 J. n7 q& V. V7 {2 c  YVibration Theory of Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
$ J+ V% \! i, x) LHardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288, T6 N! f& j9 @' x5 S8 v0 b
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2896 Z( }. X* q! T! {
Synchronous Time Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
3 ?% O6 n) i' s# m' JHardware Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2923 M6 K9 s7 ~6 c
Dynamic Measurement of Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2942 @" X* V0 j6 `% ?
Problems Associated with Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297. Z+ Z3 w/ q) ]) D. a! z( e
Eccentric Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2971 `  i9 O! b* o4 p: B
Improper Ratios of Roll Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297: D2 X% D* u; G5 ]3 q- d0 S! V
Resonant Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2991 {- b7 d( g6 [, [/ b
Installation of Improperly Ground Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301: C9 d. S2 {# f% c& W% `
Diagnosing Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
- T# W/ D8 W' oData Collection and Analysis of Overall Vibration Data . . . . . . . . . 3029 f* g8 a" d2 N, B# ^
Relative Motion between Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306' g4 U5 V/ C7 w; k! W/ k+ ]
Conclusions and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
3 E4 Y3 c8 a2 U4 I1 I  I( YReferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329* s  W% x% C+ S; l
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 31
) n* i8 t5 B( K& jAppendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 41
: L; }( W* C& i# w1 Y- GGlossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343/ D7 ~8 `2 V- H" f& F. w! j
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 55
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