轴承故障诊断
轴承故障的诊断与预测
轴承故障的诊断与预测第一章：引言轴承作为机器中的重要部件，对于机器的运行起着至关重要的作用。
轴承的故障会给生产过程带来不便，甚至导致设备瘫痪、生产中断。
因此，预测和诊断轴承故障至关重要，这不仅能够保障设备的正常运转，还能节省时间和资源。
第二章：轴承故障的分类轴承故障是指轴承在运行过程中出现的故障，根据故障的特征和表现，可以将轴承故障分为以下几类：1.疲劳故障：轴承因长时间的负荷使用而引起的故障，通常与轴承材料的强度有关。
2.过载故障：轴承因承受瞬时过载而发生故障，过载通常由负载增加或轴承受到意外力量引起。
3.润滑故障：轴承因为润滑不足或润滑不良引起的故障。
通常指轴承摩擦表面不能有效地形成油膜，从而导致轴承磨损。
4.灰尘、污垢故障：轴承因进入灰尘、污垢等杂质而发生故障。
5.安装错误故障：轴承因为安装不当引起的故障。
第三章：轴承故障的诊断方法轴承故障的诊断方法可以采用以下几种方法：1.视觉检查：使用工具检查轴承的外观和表面状况，例如检查轴承的表面是否有磨损痕迹、轴承是否有生锈迹象等等。
2.听觉检查：使用专用工具听取轴承滚球的声音，以判断轴承是否正常。
3.振动检查：使用专用仪器来测量轴承振动的强度和频率，以判断轴承是否正常。
4.温度检查：使用温度计测量轴承的温度，判断轴承是否存在过热现象。
第四章：轴承故障的预测方法轴承故障的预测方法可以采用以下几种方法：1.振动分析法：利用振动信号的特点来分析轴承的状态和预测轴承的寿命。
2.声学分析法：利用声学信号的变化来预测轴承的故障。
3.热分析法：利用轴承的温度变化来预测轴承的故障。
4.液压分析法：通过分析液压系统中的压力信号和流量变化等指标来预测轴承的故障。
第五章：结论准确地预测和诊断轴承故障对于设备维修和运行起着至关重要的作用。
诊断和预测方法的选择和应用应综合考虑不同类型的轴承，轴承的工作环境和工作状况，以及设备运行的要求。
这样，在设备维修中选择正确的方法，准确的预测和诊断轴承故障，以保障设备的正常运行，提高生产效率，降低设备故障率，节省更多的时间和资源。
滚动轴承故障及其诊断方法
滚动轴承故障及其诊断方法
滚动轴承是一种很常见的机械元件，广泛用于工业和消费市场，用于
转动机械装置的旋转部件。
它们的主要功能是支撑和稳定轴，允许轴在指
定的位置和方向上旋转，以及在转动时减少摩擦和重复负载。
滚动轴承可
以在各种不同类型的机械设备中找到，例如汽车，风能发电机，摩托车，
电机，空调，电气箱等。
滚动轴承可以长期高效工作，但如果不适当地维护和维修它，可能会
导致故障。
常见的滚动轴承故障包括损坏，轴承旋转变慢，轴承外壳发热，内部损坏，轴键变形，低速磨擦，扭矩问题等。
解决这些问题的关键是找
出故障的根本原因，并根据现场条件采取正确的解决方案。
要有效诊断滚动轴承故障，可以采用以下方法。
1.检查外壳：检查轴承外壳表面，以及固定螺丝和轴承挡圈是否松动、弯曲或破损。
检查底座是否正确安装，轴是否紧固，以及轴承应用的负载
是否正确。
2.状态检查：检查轴承内部和外壳的温度，查看是否有油漆和碳垢，
并检查轴承内部有无异响和异常磁性。
3.拆卸检查：仔细检查轴承内部的轴承衬套、滚珠和圆柱滚道，查看
是否有损坏、磨损或异物。
轴承故障诊断原理
轴承故障诊断原理引言：轴承是工业中常见的一种重要零部件，广泛应用于各种机械设备中，承担着支撑和传递载荷的重要功能。
然而，由于工作环境的恶劣和长时间的使用，轴承往往容易出现各种故障。
因此，轴承故障的诊断和预测具有重要意义。
本文将介绍轴承故障的诊断原理，帮助读者更好地了解轴承故障的表现和诊断方法。
一、振动信号分析法振动信号分析法是一种常见的轴承故障诊断方法。
通过采集轴承振动信号，分析其频谱和波形，可以判断轴承故障类型。
例如，当轴承内环故障时，振动信号的频谱会出现特征频率和倍频的峰值，波形会有明显的冲击和脉冲信号。
而当轴承外环故障时，振动信号的频谱则会出现特征频率和倍频的谷值，波形会有较为规则的周期性振动。
通过分析振动信号，可以准确判断轴承故障类型，并及时采取维修措施。
二、声音信号分析法声音信号分析法是另一种常用的轴承故障诊断方法。
通过采集轴承工作时的声音信号，分析其频谱和波形，可以判断轴承故障类型。
例如，当轴承出现裂纹或磨损时，会产生高频的杂音信号；当轴承出现滚珠错位或脱落时，会产生低频的冲击声。
通过分析声音信号，可以快速准确地判断轴承故障类型，从而采取相应的维修措施。
三、温度信号分析法温度信号分析法是一种简单有效的轴承故障诊断方法。
通过监测轴承的温度变化，可以判断轴承是否存在故障。
例如，当轴承内环故障时，由于摩擦和磨损产生的热量增加，轴承温度会升高；当轴承外环故障时，轴承温度则会降低。
通过分析温度信号，可以及时察觉轴承故障，并采取相应的维修措施。
四、油液分析法油液分析法是一种常用的轴承故障诊断方法。
通过对轴承工作时的润滑油进行取样分析，可以判断轴承的磨损和污染情况。
例如，当轴承出现磨损时，润滑油中会出现金属颗粒和磨粒；当轴承受到污染时，润滑油中会出现水分和杂质。
通过分析油液信号，可以及时判断轴承的工作状态，进行维护和更换。
五、红外热像仪诊断法红外热像仪诊断法是一种非接触式的轴承故障诊断方法。
通过使用红外热像仪对轴承进行热像检测，可以观察轴承的温度分布情况。
轴承故障诊断与分析
轴承故障诊断与分析
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主要内容
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轴承相关简介 滚动轴承故障诊断与分析 滑动轴承故障诊断与分析
参考文献
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轴承（Bearing）是机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生 相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件，就称之为 轴承。轴承是各种机电设备中的重要组成部件,在各个机械部门有着 广泛的应用。
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小波包分析
小波包分析(Wavelet Packet Analysis) 是一种比小波分析更精细的分析方 法,它将频带进行多层次划分,并对小波变换中没有细分的高频部分做进一步 分解,从而提高时频分辨率。 小波包分解是一种分解更为精细的分解方法,它不仅对低频段部分进行分解, 而且对高频段部分也进行分解,并能根据分析信号的特征,自适应地选择相应 的频带,使之与信号频谱相匹配,从而提高时频分辨率。因此,小波包分析可以 提取振动信号中能量突出的频带,分析其频率特征,找出故障产生的根源。
故 障 诊 断 技 术
时频域分析 光纤诊断分析 油液诊断分析 轴承润滑状态监测诊断法 声学诊断分析（基于声发射）
热诊断（热成像诊断和温度诊断）
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基于振动信号诊断技术及分析
基于振动信号的诊断技术能够诊断大多数滚动轴 承故障，其优点是可在运动中测得轴承信号。目 前国内外开发生产的各种滚动轴承故障诊断与监 测仪器大都是根据振动法的原理制成的。 步骤：
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小波变换
小波变换是时间(空间)频率的局部化分析，它通过伸缩平 移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频 处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析 的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，有人把小波变换 称为“数学显微镜”。 小波分析是调和分析的重大突破。它继承和发展了Gobor 变换的局部化思想，同时又克服了窗口大小不随频率变化、 缺乏离散正交基的缺点，不仅是比较理想的局部频谱分析 工具，而且在时域也具有良好的局域性。通过小波分解能 够把任何信号(平稳或非平稳)映射到由一个小波伸缩、平 移而成的一组基函数上，在通频范围内得到分布在各个不 同频道内的分解序列，其信息量是完整的。
轴承故障检测、诊断、分析技巧
为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，必须保养、检测、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。
对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等，根据检测结果，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。
一、异常旋转音分析诊断异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。
相对而言，使用电子听诊器进行监测，更有利于提高监测的可靠性。
轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。
异常声响所反映的轴承故障如下：1、轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。
一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。
若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。
应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。
2、轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。
声响的周期与轴承的转速成正比。
应对轴承进行更换。
3、轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。
声响强度较小，与转数没有联系。
应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。
4、轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。
声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。
二、振动信号分析诊断轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。
所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。
滚动轴承故障诊断方法与技术综述
滚动轴承故障诊断方法与技术综述引言：滚动轴承作为机械设备中常用的零部件之一，承担着支撑和传递载荷的重要作用。
然而，由于使用环境的恶劣和工作条件的复杂性，滚动轴承往往容易出现各种故障。
因此，为了保证机械设备的正常运行和延长轴承寿命，对滚动轴承的故障进行准确诊断非常重要。
一、故障诊断方法1. 观察法观察法是最常用的故障诊断方法之一。
通过观察滚动轴承的外观和运行状态来判断是否存在故障。
例如，如果发现滚动轴承有异常噪声、温度升高、润滑油泡沫、振动加剧等现象，很可能是轴承出现了故障。
2. 振动诊断法振动诊断法是一种先进的故障诊断方法，可以通过检测轴承的振动信号来判断轴承是否存在故障。
通过分析振动信号的频谱图，可以确定轴承故障的类型和位置。
常用的振动诊断方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
3. 声音诊断法声音诊断法是一种通过听觉判断轴承故障的方法。
通过专业人员对轴承产生的声音进行听觉分析，可以判断轴承是否存在异常。
常见的轴承故障声音包括金属碰撞声、摩擦声和振动声等。
4. 热诊断法热诊断法是一种通过测量轴承的温度来判断轴承故障的方法。
由于轴承在故障状态下会产生摩擦热，因此轴承的温度可以间接反映轴承的工作状态。
通过测量轴承的温度分布，可以判断轴承是否存在异常。
二、故障诊断技术1. 模式识别技术模式识别技术是一种基于机器学习的故障诊断技术，可以根据轴承的振动信号和声音信号等特征，通过训练模型来识别轴承的故障类型。
常用的模式识别技术包括支持向量机、神经网络和决策树等。
2. 图像诊断技术图像诊断技术是一种通过图像处理和分析来判断轴承故障的技术。
通过对轴承的外观图像进行特征提取和分类，可以实现对轴承故障的自动诊断。
常用的图像诊断技术包括边缘检测、纹理分析和目标识别等。
3. 声音信号处理技术声音信号处理技术是一种通过对轴承声音信号进行滤波、频谱分析和特征提取等处理，来判断轴承故障的技术。
通过对声音信号的频谱图和时域图进行分析，可以判断轴承故障的类型和位置。
滚动轴承故障诊断分析全解
滚动轴承故障诊断分析全解
滚动轴承是机械设备中的重要元件，也是故障率最高的构件。
其突发的故障可能会严重影响机械设备的正常运行，即使是轻微的故障，也会降低设备的使用寿命。
因此，对滚动轴承的故障进行及时诊断和维修，是确保轴承的正常运行的关键。
本文将对滚动轴承故障诊断进行全面阐述，以便于有助于轴承的可靠运行。
一般来讲，滚动轴承的故障可以归结为以下几类：
(1)疲劳损坏:由于长期的使用，滚动轴承中的滚动体和锥形齿轮等内部零件可能会因疲劳而损坏，最终导致轴承的故障;
(2)腐蚀破坏:由于设备运行时的温度、湿度及磨损较大，滚动轴承容易受到空气、油品及其他化学性腐蚀剂的作用，从而造成内部零件的磨损;
(3)水分侵入:滚动轴承组装后，如果存在漏油现象，则滚动轴承内部容易污染，从而导致滚动体及锥形齿轮等内部零件受损;
(4)润滑油工作性能不佳:润滑油在机械设备运行时，若由于品质或温度等原因，润滑油的性能不佳，轴承容易受到损坏;
(5)安装不良:滚动轴承安装后，若没有正确地调整轴的负荷和动转瞬间，将会对轴承组件产生振动和噪音，从而导致故障。
轴承故障诊断原理
轴承故障诊断原理
轴承故障诊断原理是指通过对轴承的特征和声学信号分析，可以诊断轴承是否存在故障并确定故障的类型和严重程度的一种方法。
轴承是机械传动系统中的重要组成部分，一旦轴承故障，会影响整个传动系统的运行效率和寿命，因此及时的故障诊断和处理非常重要。
轴承故障诊断原理基于声学信号分析，可以通过振动传感器获取轴承的振动信号，然后对信号进行分析，包括峰值、频域、时域等参数。
基于这些参数，可以判断出轴承是否存在故障，以及故障的类型和严重程度。
具体来说，轴承故障通常会表现出不同的声学信号特征，包括高频噪声、低频振动、非线性振动等。
高频噪声通常表明轴承存在表面磨损或者滚珠损坏等故障；低频振动通常表现为轴承内部的撞击和杂音，可能是因为滚道损坏或者球和滚道之间的间隙过大等原因；非线性振动通常表现为轴承内部的摩擦和振动，可能是因为润滑不良或者轴承过度磨损等原因。
除了声学信号分析外，轴承故障诊断还可以采用视觉检测、热学分析等方法。
视觉检测可以通过检查轴承的表面状况来确定是否存在表面磨损或者裂纹等故障；热学分析可以通过测量轴承的温度变化来诊断是否存在过度摩擦等问题。
总之，轴承故障诊断原理是一种非常重要的机械故障诊断方法，可以帮助工程师及时发现和处理轴承故障，提高机械设备的运行效率和寿命。
滚动轴承故障诊断频谱分析
滚动轴承故障诊断频谱分析滚动轴承在机械设备中扮演着重要的角色，但随着使用时间的增加，轴承可能会出现故障。
为了及时发现和诊断轴承故障，频谱分析是一种常用的方法。
本文将详细介绍滚动轴承故障的频谱分析原理、方法和应用。
频谱分析是一种将时域信号转换为频域信号的技术，通过分析频谱图可以获得轴承故障所产生的频率信息，从而诊断轴承故障类型和程度。
轴承故障通常会产生一些特征频率，如滚珠轴承故障产生的频率一般为滚动频率、内圈频率、外圈频率等。
通过对这些特征频率的分析，可以准确判断轴承故障的类型，如滚子瓦损坏、滚道脱落等。
频谱分析的方法主要有两种：时域频谱分析和频域频谱分析。
时域频谱分析是通过将时域信号进行快速傅里叶变换，将其转换为频域信号。
频域频谱分析是通过对信号进行谱分解，然后计算信号的能量谱密度，从而得到频域信号的频谱图。
这两种方法各有优劣，可以根据实际需要选择适合的方法。
滚动轴承故障的频谱分析主要包括以下几个步骤：信号采集、数据预处理、频谱分析和故障诊断。
信号采集是指通过传感器等设备将轴承运行时的振动信号采集下来，通常采集的信号有时间域振动信号、加速度信号和速度信号等。
数据预处理是对采集的信号进行滤波、降噪和修正等处理，目的是提高分析结果的准确性。
频谱分析是核心部分，可以通过FFT（快速傅里叶变换）等算法将时域信号转换为频域信号。
然后通过对频域信号进行谱分解，得到频谱图，可以观察到各种故障产生的特征频率。
故障诊断是根据频谱图的分析结果判断轴承故障的类型和程度，以及采取相应的维修措施。
频谱分析在滚动轴承故障诊断中有着广泛的应用。
它可以帮助工程师在轴承故障发生前及时发现问题，避免故障对设备造成更大的损坏。
此外，频谱分析还可以帮助工程师判断维修的紧急程度，提高设备的维修效率和可靠性。
总之，滚动轴承故障的频谱分析是一种有效的方法，可以帮助工程师及时发现和诊断轴承故障，并采取相应的维修措施。
通过合理使用频谱分析技术，可以提高设备的运行可靠性和寿命。
轴承故障诊断及python代码
轴承故障诊断及python代码轴承故障诊断是指通过对轴承的振动、噪声、温度等信号进行分析，判断轴承是否存在故障，并确定故障类型和严重程度。
轴承故障诊断可以采用的技术有很多，常用的有以下几种：1.振动分析：振动分析是轴承故障诊断中最常用的技术之一。
轴承故障会导致轴承的转速、振动幅度和频率发生变化。
通过分析轴承的振动信号，可以判断轴承是否存在故障，并确定故障类型和严重程度。
2.噪声分析：噪声分析与振动分析类似，都是通过分析轴承的声音信号来判断轴承是否存在故障。
3.温度分析：轴承故障会导致轴承的温度升高。
通过监测轴承的温度，可以判断轴承是否存在故障。
以下是使用Python实现轴承故障诊断的代码：●import numpy as np●import pandas as pd●import matplotlib.pyplot as plt●读取振动数据●data=np.loadtxt(data.csv,delimiter=,)●进行傅里叶变换●fft_data=np.fft.fft(data)●计算振动幅值●amplitude=np.abs(fft_data)●计算频率●frequency=np.linspace(0,data.shape[1],data.shape[1])●绘制振动幅值频谱图●plt.plot(frequency,amplitude)●plt.xlabel(Frequency(Hz))●plt.ylabel(Amplitude)●plt.show该代码首先读取振动数据，然后进行傅里叶变换。
傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号。
频域信号可以反映信号的频率成分。
在该代码中，我们计算了振动幅值频谱图。
振动幅值频谱图可以反映信号的频率成分和振动幅值。
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滚动轴承的失效形式
• 疲劳点蚀 : 因受滚动压应力 • 磨损: 因受压力又有与内外座圈的相对滑 动 • 腐蚀: 润滑油中的水分几其它化学物质产 生锈蚀 • 裂纹: 由于磨削或淬火时作用而产生 • 磨粒磨损: 由于磨屑作用而磨损
共振解调波的优点：
• 1）剔除了低频振动干扰 • 2）含有未知的故障信息（即S/N↑） • 对于共振解调波后续处理方法不同，可 分为SPM及IFD法
2. SPM法
• 它是应用共振解调波的幅值来进行诊断。共振 解调波通过峰值检波、平均、保持、测得冲击 量值SV。 • 再用一经验公式获得均一化冲击量值
2. 轴承运转声音的诊断
• 设备开动，各部轴承都在飞速运转，必 然产生各种声响。这些声响中，有的属 于正常的声响，有的则属于异常声响。 异常的声响表现为滚动轴承或滑动轴承 的故障先兆或是故障正在形成，或已经 发生。因此，我们就要通过各种声响， 采取不同的办法加以排除，以保证设备 正常运行。
• 滚动轴承或滑动轴承在运转中，其正常的工作 状态是：运转平稳、轻快、无停滞现象，发出 的声音和谐，而无任何杂音。如为“哗哗”声 音，均匀连续而无间断，则为正常的声响，亦 说明润滑良好。若有下列声响者，就是润滑不 良的声音或其他故障声响：如“咝咝”的声音： 是轴承内加脂量不够，缺少油脂所致，正确的 是油的粘度应高些，填充空隙在1/2~1/3之间， 润滑油面的高度一般不超过最低的一个钢球的 中心线。
.6 DBN=20log＊2000＊SV／n＊Dº
• 0dB • 20 dB • 35dB
正常状态 显示在绿框 不好状态 显示在黄框 坏的状态 显示在红框
3. IFD法
• 该法既应用共振解调波的幅值又利用它 的频率信息，即对共振解调波进行FFT后 做频谱分析，寻找上节中提到的轴承各 元件故障对应的频率。
四、振动的简易诊断法
• 可用简易的测振仪来获得轴承工况的信 息。 • 可用多种参数，如波峰因素、峭度、歪 度等。 •
五、接触电阻法
• 实例1） 某变速箱输出轴后轴承（型号 50309）滚动体外圈上有点蚀 • 测试时频域信号 •
实例：
• 1、某变速箱输出轴后轴承（型号为 50309）滚动体外圈有点蚀，
滑动轴承故障及其诊断
一.滑动轴承的故障
• 1. 润滑不良 • 2. 间隙不当（间隙过大，间隙过小） • 3. 轴瓦碰摩
二.润滑不良引起的振动
• 1. 半速涡动 ωj=ω/ 2 ω—轴角频率 ωj—轴径中心O’ 绕轴承中心旋转角频率，方向同。 一般ωj ≤ ω/ 2 • 2. 油膜振荡 当转子转速升高到第一临界转速两倍时，而 ωj= ω/2= ωr，此时会产生激 烈振动，振幅突然升高。 ωr —谐振角频率 • 3.油液不结会引起运转不稳 指轴与轴瓦间不能形成稳定油膜来支撑转子运转 。
• 测试时发现：
时域信号出现调制峰群
输入轴转速为1484rpm时：
• 2258.3Hz为外圈共振频率 • 调制频率： 34.47Hz外圈故障 23.06Hz滚珠故障
2 同一减速机另一次测振时结果中间 轴轴承（型号50308）
• 1）、2258.3Hz为外圈共振频率 • 2）、34.32Hz为外圈故障通过频率 • 3）、53.1Hz为内圈故障通过频率
• ―沙沙！”的连续且不规则的声音，有可 能是内圈有轴配合过松，或外圈与轴承 孔配合过松所致。 • “刺耳的啸叫”声音，且设备振动也 较大，则是润滑不良，干摩擦，或滚动 件局部接触过紧，内外滚道偏斜，轴承 外圈配合过紧等引起。
• ―咯吧、咯吧！”的尖叫声，则说明滚珠 或滚棒破裂，破坏了正常润滑所致。 • “哐当、哐当！”的敲击声，是滑动 轴承与轴之间的间隙过大，机器运转时， 在交变力的作用下，轴在轴承中跳动， 润滑油流失较快，不能形成适当的油膜 所致
• ―咣！咣！咣！”的声音，滑动轴承停机 时间过长，轴承润滑油流失，在启动时 的瞬间润滑油未形成一个完整的具有流 体压力的油膜，未将轴“托”起来，使 轴颈与轴承没有足够的油膜完全隔开， 相互接触的缘故。
4. 保持架有故障 fc=fo/2(1- dcosβ)m
• • • • • • •
Fo—轴承转频率 Z—滚珠个数 d—滚珠直径（参阅左图） D—轴承滚道节径 β—接触角 m—断裂数 *注：不论元件上剥落坑 有多少，频率不变。
四. 裂纹的扩展
• 裂纹的产生及在受载工作中继续扩展， 不但会引起振动，而且能量不会以声发 射形式释放出来。
五 轴承各种振动在频谱中的位置
Ⅰ— 各种故障频率范围 Ⅱ— 共振频率范围 Ⅲ— 声发射范围
轴承监测与故障诊断方法
• • • • • • 1. 2. 3. 4. 5. 6. 振动测试 噪声测试 温度测定 油液分析（磨屑分析） 轴承间隙测定 油膜电阻测定
振动（噪声）频谱分析法
经时域多段平均处理后
机组故障频谱图（9瓦垂直）
• 分析及处理：在谱图上除F0处有来窗的 2.3……高倍频成分随负荷增大，振动值 明显增大 • 判定：轴瓦间隙过大 • 解体观察：9号轴瓦轴承座下面固定螺栓 松脱，造成轴瓦松动，使间隙偏大
4. 循环机压缩机
•
额 定 功 率 1860KW ， 额 定 转 速
72094R/MIN，五块可倾瓦径向轴承
三. 滑动轴承轴瓦间隙不当引起的振动。
• 1. 间隙过小——不能形成稳定的油膜层，有 小的高频的振动，间有低频振动。 • * 可以通过瓦温与回油温度即可判别。 • 2. 间隙过大——主振频率为轴频Fo（与不平 衡及平行不对中故障类似）径向振动大。 • 3. * 不同处：A）单一方向定向振动（松动是 上下的） • B）振动随负荷增大而增大 • C）降低油温回有好转 • D）频谱图上会出现高信频率成分
三、SPM（SHOCK PULSE METHOD）和IFD （INCIPIENT FAILURE DETECTION）法
• 原理：对故障所引起的低频（通常是数 KHZ以内）的冲击脉冲激起了高频（数 十倍于冲击频率）共振波形进行包络、 检波、低通滤波（即解调）获得一个对 应于低频冲击的而又放大并展宽的共振 解调波形。
• • • •
50HZ——轴频 36.1HZ——保持架通过频率 200.91HZ——外圈通过频率 380HZ——滚动体通过频率
倒频谱分析法 正常滚动轴承的倒频谱分析图
有故障滚动轴承频谱图
有故障滚动轴承的倒频谱分析图特征值 • q1—9.470MS（105.60HZ）——滚珠故障 频率 • q2—37.90MS（26.39HZ）——内圈故障 频率
• ―咝咝、沙沙”的声音，是设备停机时间 过长或是轴承径向间隙过小，形成不了 良好的润滑油膜，应清洗调整。 • “哗哗”的声音中有周期性的“嗬罗！ 嗬罗”声音，则表明内外圈滚道出现伤 痕、沟槽、锈蚀斑点等现象。
• ―哽哽”声音，且不连续，则说明滚动轴 承保持架或内外圈有裂纹，经过运转冲 击裂纹加深加大，是润滑不良所致。 • “嚓嚓！”的声音，且极规则，不均 匀，则说明装配时或保养中掉入杂物， 即铁屑、砂粒或润滑油不干净，加油时 带入的杂质。
空压机结构及测点布置
• 处理：把油温降低50C • 反应：振动值下降从160μm降至150μm， 主频转为Fo • 判定：由于油膜不洁而不稳定，引起轴 瓦和轴径干摩擦，润滑不良 • 维修：把油过滤除去油中杂质及水分 • 效果：一切正常
2. 空压机
• 额定功率2500kW，额定转速8290r/min，五块可倾径向 轴承 •
判定：
• 由于进水后，机组功率增大，造成转子 与末端轴瓦摩碰，使支撑油膜破坏引起 激烈振动，随负荷增加情况恶化。 • 开机检查：五块瓦均有不同程度研磨
六.实验分析
• 用短时付氏变换 S(t.f）=∫-∝+∝x(t)h(t-)e‾2jfd
分析实验结果：
• 1. 非接触摩擦（有润滑油）：大多分布 在3KHz以下
非接触摩擦阶段的振动信号
非接触摩擦阶段的短时付立叶变换谱阵
2. 轻度摩擦
• （停油，留有一定油量，轴承间油膜时 有破裂，轴与轴承短暂接触）无论频率 还是幅值波动较大，主频大致在6KHZ到 10KHZ
轻度摩擦阶段的振动信号
轻度摩擦阶段的短时付立叶变换谱阵
3. 严重摩擦
• （油膜完全破裂，轴与轴承持续接触） • 由于轴与轴承连续接触，接触面较大， 摩擦力的冲击则较小且稳定，所以振值 反而比轻度摩擦微笑且平稳，其主频大 致在6KHZ左右。
循环气压缩机组结构图
振动故障频谱图
问题：
• 压缩机曾进水并造成机组功率突然提高， 排水后重新开车，振动恶化。 • 在800ch，振值由4μm增到10μm • 在801ch，振值达满量程 • 但机组轴瓦温度及润滑油温度没变化
测定：
• 二频F0振值明显增大，在1/2 F0 处出现低 值宽带，但振值不稳定，机组负荷由 80%提高到85%时，全频道振值增大，在 1/2处振幅增大更明显。
滚动轴承的振动
一 、随机振动 • 由于滚动元件的不圆度及表面的粗糙度 引起； • 又由于轴承工作，使不圆度及 表面粗 糙度增大。
• 二 滚动轴承各元件的谐振 受机器的各种振动的激励而引起
•
1. 钢球的谐振频率FBR
• fbr=0.848/2r*(E/2ρ)1/2
E—弹性模量 N/m2 P—滚动元件材料密度 kg/m3 R—滚动元件半径 m
• 2. 轴承座圈谐振频率FRR
Frr=K* (K2 –1)*a-2 ( EI／M) -2
a—回转轴线到中性轴半径 m K—共振阶数 I—座圈绕中性轴的惯性矩 m4 M—座圈的单位长度的质量 kg/m
三 滚动体具有缺陷后的振动
1. 内圈有剥落fi=fo/2(1+dcosβ/D) Z 2. 外圈有剥落 fo= fo/2(1+dcosβ/D) Z 3. 滚动体剥落 fb= Dfo/d[1-(d/D)²cos²β]