滚动轴承故障诊断方法,值得收藏!
滚动轴承故障诊断⽅法,值得收藏!
⼀、简易诊断法(仅判断有⽆异常)
1、测定部位的选择
(1)测定部位不要改变,以保证前提⼀致,最好是轴承座。
(2)测头接触表⾯光滑牢固。
(3)⼀般在垂直、轴向两⽅向上测量。速度需三个⽅向,加速度⼀个⽅向即可。
轴承座露在外⾯,测定部位:轴承座;轴承座在内部,测定部位:轴承座刚性⾼的部位或基础。
故障引起的冲击振动以半球⾯波⽅式向外传播,在零件界⾯传递⼀次,能量损失约80%。传感器放在承载⽅向时灵敏度为100%,45度⽅向为95%,轴向仅为2%。
2、测定参数
轴承振动频率范围在⼏HZ到数千HZ。⼀般⼩于10HZ,测位移;10HZ⾄1KHZ (中频),测速度;⼤于1KHZ (⾼频),测加速度(常⽤于⼤于10KHZ )。
常⽤速度和加速度,为去除其它振动信号,⽤滤波器取所需带宽。
正常⼯作的零件的幅值服从正态分布,异常情况下某⼀频率的幅值分布会⽐较集中。
3、测定周期
测定时间间隔取决于经济性,且不漏异常情况,越短越好。
4、判别标准
●绝对值判别标准和相对判别标准,兼⽤。
●适⽤于所有轴承的绝对标准是不存在的,同⼀种轴承⽤于不同的场合其判别标准也是不同的。所以⼀定要注意使⽤场合选择合适的判别标准。
●低频部分的绝对值判别标准难以确定,⽤相对标准或相对判定法,故对于同时存在⾼、低频的轴承振动要⽤两个判别标准来判别。
⽬前,国际和国内关于机器振动测量与评定的标准共有两个系列。ISO 7919(GB/T11348)系列“旋转机械转轴径向振动的测量和评定”,测量与评价的是轴的振动位移。ISO/TC10816(GB/T6075) 系列“在⾮旋转
部件上测量与评价机器的机械振动”,测量与评定的是轴承座的振动烈度。⽬前ISO/TC108已发布的状态检测与诊断国标标准有11项,正在进⾏的新国际标准⼯作项⽬有7个,包括:
1) ISO/DIS 13374-2,机器状态监测与诊断,数据处理,通信与表⽰,第2部分:数据处理。
2) ISO/DIS 18434-1,机器状态监测与诊断,热成像,第1部分:⼀般指南。
5、简易诊断
①⾸先检查润滑状态,加油后数⼩时数天后测量,发现振动明显增⼤,则要判别是否异常。
②根据各⾃情况制定出专门的绝对值标准,测定同条件下的振动初始值,即相对值判别标准。滚动轴承的特点
③确定判定⽅案,包括:位置、⽅向、参数、周期等。
④测量振动信号,作出⽐较判断或进⼀步作谱分析。
⽅法:
(1)冲击脉冲法( SPM法):轴承缺陷如疲劳剥落、裂纹、磨损等会产⽣脉冲衰减振动,随着故障的发展,脉冲值逐渐增⼤,当达到初始能量的1000倍时就认为轴承报废。
(2)峰值监测
(3)峭度监测:适合于脉冲故障
⼆、低频信号诊断法
通过直接测量滚动轴承损坏出现的振动,从振动谱图上观察突出的谱线频率来诊断轴承故障。如果在图上出现了异常振动的特征频率成分时,就认为对应的缺陷存在。
如果其他零件的⼲扰噪声和故障频率⾮常接近时,会产⽣扰作⽤,这时可以采⽤同期时间平均信号处理⽅法(相⼲滤波)来分离信号。
三、包络法(共振解调法)
轴承发⽣故障时,将引起⼀系列冲击脉冲,在频域中含有基频及其⼀系列⾼阶谐波,其脉冲间隔,即脉冲的重复速率是指⽰故障部位的重要信息由于重复速率容易倍背景噪声所淹没,从原始信号寻重复速率⽐较困难,⼀般要采⽤包络法(共振解调法)来出这些谐波。
包络法中,信号先被滤去其他低频分量(燥声)⽽只取经调制的⾼频分量(⾼频⾃由衰减振动),再经放⼤、滤波后送⼊峰值跟踪器解调(或低通滤波器),即可得到原来的低频脉动信号,在此基础上进⾏轴承缺陷的频谱分析。
所得解调波与故障脉冲有唯⼀对应关系,解调波的幅度反映故障严重程度,⽽解调波的基频为轴承故障频率(特征频率)包络法的优,点是它有效地消除了各种低频成分的⼲扰,更为突出地显⽰故障的频谱特征,提取有⽤信息使诊断结果更准确。
经过处理后的频谱图显⽰了脉冲的振动频率。与特征频率⽐较可以出故障的原因。
图中a、c⽆故障,b、d有故障,a、b低频信号接收法,c、d包络法
四、声发射诊断法
当零件多时或系统复杂时,振动信号分析法信号复杂⽽受到限制。
声发射:当固体受⼒的作⽤时,由于内部缺陷的存在,会产⽣应⼒集中,使塑性变形加⼤或形成裂纹及扩展,这时均要释放弹性波(应变能)。
释放弹性波(应变能)。
原理:
疲劳断裂⼀⼀交变载荷作⽤,⾦属产⽣错位运动,⾸先产⽣疲劳裂纹,再沿着最⼤切向应⼒⽅向扩展(⼀般是外圈),直⾄断裂。
疲劳磨损——循环接触压应⼒周期地作⽤在摩擦表⾯上,⾦属晶格的弹性应⼒达到临界值就会产⽣微观裂纹,进⽽扩展出现⿇点、微粒脱落。
这些轴承故障的发⽣与发展都伴随着声发射信号的发出。⾦属材料声发射频率为⼏⼗到⼏百兆赫,信号强度为⼏微伏到⼏百伏。故障的声发射明显强于燥声的声发射。所以以声发射信号作为分析源,来研究其频谱。(特别⽤于初期诊断效果好)。
声发射法特点:
1、特征频率明显
⽤振动加速度计和声发射传感器在同部位测得信号进⾏频谱分析,⽐较如图。
2、预报故障时间早
轴承微裂纹的扩展有⼀个过程,这个阶段不⾜以引起明显振动,⽽只要有裂纹产⽣,就有声发射。
五、轴承其他诊断⽅法
1、油液分析法;
2、油膜电阻诊断法——轴承零件之间有较好的油膜则内外圈之间的电阻⼤,可达兆欧,不受尺⼨限制,但低速不⾏,不适合点蚀诊断。
3、光纤检测诊断法;
4、温度检测法;
5、间隙测定诊断法。

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