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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
. }8 r" H/ h# j/ a+ S( o
/ X' t( S% d7 H0 r1 c' }A 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.
! k+ e$ S' L* ], H- q' p/ U7 ]* {. P3 D' V$ ]/ {3 n* i. q9 z
Author:James Taylor
5 ~+ u# Q* P( [, W, L. ^& SPublisher: CI (2003-11-01)| / a' J) Z5 B" {  X: e) a* J
ISBN-10: 0964051729 ; a. G7 ~% y. [, g( ?7 b
Format: PDF
8 y) w+ Z6 m) A7 s3 c- M, D  f; C& ASize: 7.3 Mb
! d3 z' a; @2 B. |5 J5 P; yPages: 375 , v5 H0 L6 P3 e8 r6 ~

$ j+ W. d  |; T' x' H' [& z共7个分卷.6 o$ }# v! B2 m5 ?: K

3 \1 P; g9 K3 O- c
TABLE OF CONTENTS

5 h- |4 T$ F: h% \' p" U  l) ]/ K( a- [8 S5 P+ T

3 }$ q7 n6 l" v4 ?
CHAPTER ONE: INTRODUCTION TO MACHINERY VIBRATION

( _7 n; V4 g: q; E# W9 @4 J
Theory of Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
9 l$ Z% y% k  H7 F% H6 `" T5 \
Harmonic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
. j3 X$ P# [( ]
Periodic Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
/ J2 Z8 Z& C0 ^' ~% ~! i. m' H
Random Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
. ?4 i2 R3 x0 r, W1 x' J! D4 F" b
The Relationship between Time and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4 i/ M( W0 k5 D3 o& t8 u4 f
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

. N' v" S+ P- x; g3 M
Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

- A0 x  t+ l  i
Amplitude Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8 ^6 A" X0 i5 Z; \2 |: L8 B2 |
Sources of Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
% q. i! c9 Q6 g- ~8 Z
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
' |) [5 C% e# L' S, n. D
Excited Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
# g; V# Q/ k* |  v7 p3 d
Frequencies Caused by Electronic Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . 17

- u* J2 Q7 i- E  B3 f
Forcing Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6 d) j6 o1 K+ A; `5 u' O
Combinations of Machine Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

; h* J0 K" O$ e4 J' c; c
Mixing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

9 _8 p2 q3 ~2 m! R
Electrical and Mechanical Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

- l) w' W: h  k; i
Time and Frequency Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
$ E% l; Z# e3 m2 U/ i$ u8 t
Relationship between Velocity. Displacement. and Acceleration . . . . . . . . . 25

8 @) L7 z) }, z2 W0 `0 e1 T
Units of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

$ f1 [! }. f" S. F
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

  C! I. ]( V. d" R% k
Ways of Measuring Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

% j: I+ i4 x( U
Relation between Diameter. Speed. and RPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

9 C4 ~0 d% p8 i( p' L
How To Determine Machine Speed in FPM from the Vibration Data ..... 33

$ z) K# Z  o1 s/ U4 Z
Conclusion and Efficiencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

, @) q" c; ^# d  j4 T

  r+ I: k5 z8 P! ^# `) h" b+ r
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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 a. a3 ^* G1 q$ ~7 W+ W( Z" G5 ]- c
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35: Y/ i# B" t4 A* I8 U) E/ U
Basic physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5
/ q' ~9 J: g  J& @. VSingle Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36% O* `8 ^) l& d  Q; x& y
Single Frequency with Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
  Y  e0 D7 p" \' q" Z5 q' k/ a& JClipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4 J; r0 V3 b/ |- Y+ X: y$ {, j$ y8 iSquare Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
* x: D: ?6 w$ V3 N( X/ y+ ENatural Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55. ]" \& h  N) t+ ]; y9 O1 `
Multiple Frequencies . Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3 e$ ^8 [; S( l1 z  x& @High Frequency Riding a Low Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
$ K$ F# p/ @7 A  g& q3 UMultiple Frequencies . Nonlinear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562 I6 z1 P! h* n- O. O
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57+ ?6 D0 U3 ]* }5 [5 [7 E4 J
Sum and Difference Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
  w4 D. A, H4 G; _9 ?5 A9 c  ZPulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4 D6 {+ q* s, V+ ?% FFrequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
" w7 V6 Z3 O$ ^/ T+ A$ G# kConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 88 W0 {; ^, k# P; f
Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5 I1 q8 C9 H; e' I. h& a% H. x0 s8 B" |; p" m; J
CHAPTER THREE: HARDWARE AND SOFTWARE REQUIRED FOR ACCURATE DIAGNOSTICS" B9 X8 n: r7 w& H
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713 _$ {7 W6 ?: B5 X1 ^1 L' w/ g( ~+ ^& ~
Personal Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72. R5 P# k, K9 Y# E& a! _
Real-time Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5 t2 X4 K5 Q% g" dData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76) V) t1 k) h4 @% d
Printers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78. p! F4 Z" V+ D  S1 T) V4 ^
Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78& j8 S+ P# }' H! R$ D
Displacement Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2 V& j" g, @- D9 I1 m# OVelocity Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
/ v) K& S$ t0 D5 ^5 o4 _* \5 Y) _+ ~Accelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82' n- G: t6 @: _7 g8 A
Pressure Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
. w1 n1 R: }/ V, M8 s6 AMicrophones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
; O5 N: T1 E( w6 K+ EOnce-Per-Revolution Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
" \3 K* b! U1 [Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
  J6 y( }+ }7 t: t0 EGauss Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877 u- U/ ?0 z" r
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87: l8 b! W0 e9 n: d; a4 B5 T
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
, a0 p; x; S& l! zGroup 1. Toolbox Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907 G! L! o, Y- o0 P+ @; r
Signal Analysis Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
1 q( \1 d& X, C3 C! q' Y# \) @Vibration Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90" C" N5 G, U! Y' f" [
Resonance and Deflection Calculator (RADC) . . . . . . . . . . . 92% N. w; E/ K' o  n! w
Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923 e! R  F/ b9 ?; _6 a6 a3 X% [
Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
  ~/ i# h7 x' Z% G8 [Roll Ratio Program and Rusch Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . 97' c( v, _( I7 b' J7 A
Group 2. Machine Doctor (MACHDOC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4 |! O+ _9 x  W/ m% i# u1 A8 g0 AMACHDOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
' ]% q$ T' D! @7 y6 r$ Q' FPolar Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100( y* B0 Y7 J" s! z0 g# X: c
Time Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
7 b7 U. Q& y2 SBalancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102& D6 _$ F' {4 G8 C4 _( E( p. d0 C8 ~
Diagnostic Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
, B' Q+ M$ a. A6 d* VDiagnostic Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
9 M( j4 x9 Y8 M4 dRoll Quality Assurance Program . . . . . . . . . . . . . 109" j: \- H4 q: m1 ?8 Z# h( t( U1 e
Group3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 10
# A  R4 S* c/ U7 H3 H# d- N2 MGroup4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
" e4 H1 W" y* w/ H1 m) P2 n+ ^% g  |  d; ]5 g
CHAPTER FOUR: ACCURATE EVALUATION OF MACHINERY CONDITION
2 Q; R8 u/ \& R9 j9 b5 U8 j' r% XIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
% x& V* j* a* f/ ?8 A! uTheory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11. ~5 d( S5 |2 T9 \
Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 155 L2 |# ~$ a- i' R0 K7 S
Frequencies Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
' K$ w- \+ x9 U  V/ uData collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 172 k5 |2 [$ i8 _
Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18$ f8 j; u  N) C) F
Continuous Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
1 p  r" s( J9 H4 X1 y4 y; UCommon Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119/ C5 ~8 [& H! t: O/ u8 ?' U8 U
Imbalance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
+ C+ X0 q/ U( o% P8 KBent shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119+ c: `( {  D3 Y  n, p" E# W
Soft Foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2 d' n* j( L: a5 yMisalignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223 }$ D! W9 v* j) a* G/ X
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125, C) U4 \! r: ?5 S
Bearings Loose on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1256 v. W! O9 x& {& q2 C8 L2 Z! q
Bearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126  @& u5 M* A2 p- j) s
Common Forms of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3 ?8 F5 C( k! a" pNoise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
1 [  B6 ]8 t( _: EDiagnosis of Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
; Q' }# A1 d! D9 H4 FResonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2 R4 y" Z9 ^( R) Z: hRubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7 s4 p; q3 J/ C' K5 i# b9 IProblems That Cause Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7 |. o; Z: {, ?% g: O8 vOil Whirl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134: ~  k3 l& N. G
Analysis of Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2 s9 p4 d; ^& m! {; ^+ ?2 p3 _# IMotors Out-of-Magnetic Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
: Y" G4 \! J- g$ ]7 a3 qBroken Rotor Bars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139( i* d) \) E5 A' T4 ?) \: q3 P
Turn-To-Turn Shorts in Windings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
1 u, v  p  V0 |Vibration Problems in Synchronous Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 44
4 l+ j2 q% J) z* I/ bSiren Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146' T" G  U6 k' z  j* B# D  ^0 t
Solo Data on Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
8 R. l* Q0 V6 o& o! B7 M' pSteam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
7 ]$ f! N6 L8 K- {: V# VPumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1506 I0 p! C$ E8 s2 `
Impeller Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 50
. r# O8 W' f5 F& e# M, |7 h; B3 \Starvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
, y6 e" U) L) ?# u" z) yCavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 524 o- i: {5 Y" u" B5 B
Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 524 N: \; z0 s% o: |7 C1 \3 O" |
Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
- y/ P3 j5 ~: V  Q) I0 oSpecial Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 55$ W7 c# }) @+ e4 Y3 Q$ V
Startup/Coast Down Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5 P% F* g# C3 L$ o$ G0 c2 vBump Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 8, ^. l4 N3 q: Z* p, H+ m5 i( [: W) k
Noise Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 602 b- `5 ]% M7 l& T+ D
Synchronous Time Averaging (STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 61
' u: x& E2 Z* u# `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
; }& `# l1 c( J( ZIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 74 k4 `3 A; T9 C. a; s; O
Data collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7
. H6 h- l0 o3 u+ [, {Transducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67$ a5 [6 ~) P4 l& H2 Y
Generated Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 67
; Y( X, B/ V' b! R- KFundamental Train Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 68
5 O+ A2 Z$ H; NBall Pass Frequency of Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 698 D4 X) ~% Y8 Y. e5 z% U, T: Q
Ball Pass Frequency of Inner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70# f. J9 g5 [6 q! @9 R6 F! [
Ball Spin Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 70% X; t0 M' _% V: p
Application of the Bearing Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 72
( c) I( m: A7 S/ D- W. o/ kOuter Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 5
3 _+ T% y; V4 {1 h% zInner Race Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 6
* H2 k" \1 {* s1 P' JBall Spin Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 76& b, ]6 P1 M7 u5 T7 H0 _8 M* h* ?+ o% w
Fundamental Train Frequency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177( J% L7 P3 E$ D6 C8 ~
VCI Bearing Calculation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177! |* Q% y2 H, g' }
Bearing Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178. U7 e) v/ E: f, _5 c0 @6 z7 }. t( u) o
Raceways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
/ \+ j5 c( @1 S  v$ K# G4 @Outer Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
: [% ~! b% ^: VInner Race . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181# D- l5 ]1 ]( K/ w
Outer and Inner Race Amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185& u: x  a; N( G6 k$ t+ P" o
Modulation of Ball Pass Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
) H/ L: x8 W  o& r6 Z) N/ k+ S6 zRolling Elements. Balls. and Rollers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186+ K7 e9 @/ R  j8 O% F! ~- V" S9 h
Cage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
% {1 F' O8 r0 c% F3 H% r" z0 k! gMultiple Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
8 j) O% P2 J* M1 e0 dProgressive Bearing Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
: ^% p: V$ V; d0 Y- \Defect severity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
- K% Q- T) |) M$ T# ]3 X, |2 fBearing Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196& {+ J  G/ A# j! M
Inner Race Defect Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1978 A9 Y+ t/ q' h; e
Defect Length Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2013 H# i, C/ @; S' E, \' o( t
Deep Fatigue Spalls vs . Shallow Flaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
3 i4 m; t# f$ S  q. dProblem Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208/ v. D' Z3 T: o' i$ b
Acid Etching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208/ A% {8 ]4 e2 s# A
Fluting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210. e6 p! Y; z) T' H" g
Inadequate Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214: C& S7 }+ i6 n3 z3 k
Looseness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216+ D( i1 d- N$ u2 B
Bearings That Have Excessive Internal Clearance . . . . . . . . . . . . . 216
1 [) G* u  t! _" W5 PBearings That are Turning on the Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
) a4 _4 W( x2 y7 TBearings Loose in the Housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7 D. Z$ S( c1 L5 }1 Q$ Y' LTesting for Bearing Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7 j9 c# J- g. f/ D# v9 G- B( A, WConclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
$ Y* c; \& M0 x) y
1 W* _+ }% A0 Y$ o- N$ |, OCHAPTER SIX: ACCURATE EVALUATION OF GEARS. [# q( K/ t1 e
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
0 b: o$ q! ~; q  V# HData Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
- v: K$ O8 w" x. p4 pHow To Take Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
( N$ J1 N! t, y1 d) P0 V9 X+ uTransducer Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
! J2 l3 h  E4 I. k+ TGear Vibration Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
2 Z/ T1 Z$ v: ^$ \Evaluation of Gear Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227& O( W) P' y& d. k/ ~) R( }$ Z
Factoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227+ k& Q" s3 o/ C! _( _( i8 _
Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
7 \4 [& a& Z3 G; WFractional Gear mesh Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
$ E& _4 n1 a5 wHunting Tooth Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230( [& T" {# t& o1 u4 a
Planetary Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 31% F+ P- L7 ]& O# b2 t$ R: Y& W
Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233/ V4 A! |+ z2 o( Q! [8 ~2 n
End Digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
: [4 h: T4 [% d/ w7 M; @! ?5 CGear Life Expectancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242: m# T; V% L" n- I* o
Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5 i) |1 I$ K+ p9 B+ q; X3 ?The Gears Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244' X" x7 }& J7 c0 a/ r8 t
The AGMA Quality Number System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
, N; h* W/ N, y2 m; }& zGear Problems and Causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 46
% U- g2 p( t3 C+ }3 fEccentric Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2460 S: W4 d& v7 O% g/ o/ v8 K, R
Meshing Gears That Have a Common Factor and One* v: c/ s; X0 z( Q+ G( R
Gear Is Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 463 t0 G. k( x% O/ `9 Q- ~
Gears That Do Not Have a Common Factor and One) i6 |5 d7 Z+ f/ A1 Y
or Both Gears Are Eccentric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
# {& X3 Y+ E; K; GGears That Are Out-of-Round or Have Several High Places . . . . . .2 62! e! H- Q  B2 x( L9 y+ y7 ~
Gears Installed on a Bent Shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265, z/ W" U8 u) r6 m( T! \
Loose and Worn Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
+ C1 I1 {' G1 ~; g6 LMisaligned Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
- [2 r0 s( X3 _, R% w: z+ ZBacklash Problems or Oscillating Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
$ Z9 K3 ]" ?3 |! m. P0 ]$ T1 bBroken. Cracked. or Chipped Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274! _+ @. w3 U9 f3 L+ y3 I
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
" Z+ ~( K' d  W: ~) ?5 B* F% `5 F5 S  h0 E8 T
CHAPTER SEVEN: ANALYZING AND SOLVING PRESS ROLL AND NIP PROBLEMS/ m; k' Y" l( Q- r' C
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2874 N4 t" _# }2 Q3 W8 X4 H
Vibration Theory of Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
- F0 Q5 `- M. D5 vHardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288/ ~) _! z! ^$ s7 c
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
, p" h5 g7 Y9 uSynchronous Time Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
+ @# B3 K. @9 s- q  OHardware Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
* ?1 [4 x4 P' sDynamic Measurement of Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
  ]4 @  ?: q9 O( sProblems Associated with Rolls In Nip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
2 P1 d" L3 Z3 E0 D$ nEccentric Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297" T, y+ x1 Z0 n6 B( k
Improper Ratios of Roll Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
* w9 |. M  A5 b( F$ j5 s' HResonant Frequencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299$ v! I5 p* h5 x5 b1 |# D$ ^
Installation of Improperly Ground Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6 i. C) @% ^) h, n( HDiagnosing Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302" ?4 Q5 e5 K9 Z  T8 @  D
Data Collection and Analysis of Overall Vibration Data . . . . . . . . . 302
  x% X" j+ S8 E4 T( t; @4 A( p. D" aRelative Motion between Rolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306' M% s: F3 o2 B7 C0 J8 j
Conclusions and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328. I0 W) d! Y' y
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329+ _( D, [" _5 R- ]" E
Appendix A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 316 A' T' B. ?8 a7 n( q* R; C- K
Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 41# _7 f+ k( }# e& |. O0 [
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3439 c* t" X2 j2 E" e
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 55
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