轴承不对中诊断要点
滚动轴承故障诊断
滚动轴承故障诊断工课设备管理看工课141篇原创内容公众号正文 1072 字丨3分钟阅读一、滚动轴承故障诊断的方式及要点对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的实用方法是振动分析。
实用中需注意选择测点的位置和采集方法。
要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集的信号准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点。
另外必须注意对振动信号进行多次采集和分析，综合进行比较，才能得到准确结论。
二、滚动轴承正常运行的特点与实用诊断技巧滚动轴承在其使用过程中会表现出很强的规律性，并且重复性非常好。
正常优质轴承在开始使用时，振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值都较小，可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。
运行一段时间后，振动和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。
极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。
继续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化较缓慢。
此时，轴承峭度值开始突然达到一定数值，此时认为轴承表现为初期故障。
这时，就要求对该轴承进行严密监测，密切注意其变化。
此后，轴承峭度值又开始快速下降，并接近正常值，而振动和噪声开始显著增大，其增大幅度开始加快，当振动超过振动标准时，其轴承峭度值也开始快速增大，当既超过振动标准，而峭度值也超过正常值时，认为轴承已进入晚期故障，需及时检修设备，更换滚动轴承。
轴承表现出晚期故障特征到出现严重故障(一般为轴承损坏如抱轴、烧伤、沙架散裂、滚道、珠粒磨损等)时间大都很短，设备容量越大，转速越快，其间隔时间越短。
因此，在实际滚动轴承故障诊断中，一旦发现晚期故障特征，应果断判断轴承存在故障，尽快安排检修。
三、实用的滚动轴承频谱分析与诊断技巧对于振动不大，轴承峭度不大，频谱复杂的振动信号，在现场难以判断有无故障情况时，需将振动信号采集回来，传到计算机进行精密分析。
此时，先进行常规分析，检查振动速度频谱和轴承峭度是否接近标准，观察频谱中各种频率成份。
滚动轴承常见故障及故障程度诊断方法
(6)座圈产生裂纹和保持架碎裂
轴承座圈产生裂纹的原因可能是 轴承配合过紧、轴承外圈或内圈 松动、轴承的包容件变形、安装 轴承的表面加工不良等。保持架 碎裂的原因是润滑不足、滚动体 破碎、座圈歪斜等。座圈滚道严 重磨损可能是座圈内落入异物、 润滑油不足或润滑油牌号不符合
要求引起的。
3．故障诊断
⑤保持架噪声。产生原因：滚动 体和保持架、保持架与引导面之 间的滑动摩擦，以及保持架与滚 动体发生相互撞击而发出的噪声。
特点：具有周期性；当采用滚动 体引导保持架时，这种运动的不 稳定性更加严重，深沟球轴承的 冲压保持架较薄，径向、轴向的 刚度较低，整体稳定性差，轴承 高速旋转时，因弯曲变形而产生
1．故障识别
运转中的检查项目有轴承的滚动 声、振动、温度等，主要识别方
法如下：
(1)噪声识别
这需要有丰富的经验，应尽量由 专人进行这项工作。用听音器或 听音棒贴在外壳上可清楚地听到 轴承的声音，也可采用测声器对 运转轴承的滚动声的大小及音质 进行检测，分辨出不同的故障。
轴承噪声主要有以下几种：
现振动。
表面疲劳剥落的初期是表面上出 现麻点，最后发展成片状的表层 脱落。轴承滚动体和内外圈滚道 面上均承受周期性脉动载荷的作 用，产生周期性变化的接触应力。 当应力循环次数达到一定数量后， 在滚动体或内外圈滚道工作面上 就产生疲劳剥落。如果轴承的负
荷过大，会使这种疲劳加剧。
另外，轴承安装不正、轴弯曲， 也会产生滚道剥落现象。轴承滚 道的疲劳剥落会降低轴的运转精
自激振动，发出“蜂鸣声”。
⑥夹杂物噪声。大约14%的轴承过 早损毁是污染所致，外部杂质进 入轴承工作面引起非周期性振动 和噪声。特点：随机性强，特别
是小型轴承对此很敏感。
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。
滚动轴承故障及其诊断方法
而一旦有了压痕，压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近 表面的剥落。
这样，载荷的累积作用或短时超载就有可能引起轴承塑性 变形。
1滚动轴承异常的基本形式
(4).腐蚀
润滑油、水或空气水分引起表 面锈蚀（化学腐蚀）
轴承内部有较大的电流通过造 成的电腐蚀
2.3 滚动轴承的振动及其故障特征
2. 幅值域中的概率密度特征 滚动轴承正常时和
发生剥落损伤时的轴 承振动信号的幅值概 率密度分布如图。
轴承振动的概率密度分布
从图中可以看出，轴承发生剥落时，幅值分布的幅 度广，这是由于存在剥落的冲击振动。这样，从概率 密度分布的形状，就可以进行异常诊断。
3 滚动轴承故障诊断方法
2.2 滚动轴承的特征频率
➢ 为分析轴承各部运动参数，先做如下假设： (1)滚道与滚动体之间无相对滑动； (2)每个滚道体直径相同，且均匀分布在内外滚道之间 (3)承受径向、轴向载荷时各部分无变形；
方法： 研究出不承受轴向力时轴承缺陷特征频率，进而，推导出 承受轴向力时轴承缺陷特征频率
1. 不承受轴向力时 轴承缺陷特征频率
d Dm
)
fr
滚动轴承的特征频率
➢ (3) 轴承内外环有缺陷时的特征频率：
➢ 如果内环滚道上有缺陷时，则Z个滚动体滚过该缺陷时的
频率为
fi
f Bi Z
1 (1 2
d Dm
) frZ
➢ 如果外环滚道上有缺陷时，则Z个滚动体滚过该缺陷时的
频率为
fo
f Bo Z
1 (1 2
d Dm
)
f
r
Z
➢ (4) 单个滚动体有缺陷时的特征频率：如果单个有缺陷的 滚动体每自传一周只冲击外环滚道（或外环）一次，则其 相对于外环的转动频率为
不对中故障机理与诊断
不对中故障机理与诊断大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。
由于机器的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机器基础的不均匀沉降等，有可能会造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。
具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应，如引起机器联轴器偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形等，导致机器发生异常振动，危害极大。
一、转子不对中的类型如图1-1所示，转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。
轴颈在轴承中偏斜称为轴承不对中。
轴承不对中本身不会产生振动，它主要影响到油膜性能和阻尼。
在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡力的反作用，会出现工频振动。
机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。
通常所讲的不对中多指轴系不对中。
造成轴系不对中的原因有安装误差、管道应变影响、温度变化热变形、基础沉降不均等。
由于不对中，将导致轴向、径向交变力，引起轴向振动和径向振动。
由于不对中引起的振动会随不对中严重程度的增加而增大。
不对中是非常普遍的故障，即使采用自动调位轴承和可调节联轴器也难以使轴系及轴承绝对对中。
当对中超差过大时，会对设备造成一系列有害的影响，如联轴节咬死、轴承碰磨、油膜失稳、轴挠曲变形增大等，严重时将造成灾难性事故。
J.—_…L一如图1-2所示，轴系不对中一般可分为以下三种情况:(1)轴线平行位移，称为平行不对中；(2)轴线交叉成一角度，称为角度不对中；(3)轴线位移且交叉，称为综合不对中。
图1-2齿式联轴器转子不对中形式二、不对中振动的机理大型高速旋转机械常用齿式联轴器，中小设备多用固定式刚性联轴器，不同类型联轴器及不同类型的不对中情况，振动特征不尽相同，在此分别加以说明。
1.齿式联轴器连接不对中的振动机理齿式联轴器由两个具有外齿环的半联轴器和具有内齿环的中间齿套组成。
两个半联轴器分别与主动轴和被动轴连接。
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析一、轴不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
轴不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中，联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
轴不对中的主要故障特征:(1)平行不对中:径向出现轴的一倍频、二倍频峰值，尤以二倍频显著。
(2)偏角不对中:轴向振动大，在基频、二倍频甚至三倍频处有稳定的高峰。
(3)平行偏角不对中:轴向和径向均发生振动。
二、滚动轴承故障机理滚动轴承的监测诊断技术有很多种，如振动信号分析诊断、声发射诊断、油液分析诊断、光纤监测诊断等，它们各具特点，其中振动信号分析诊断技术应用最为广泛。
在轴承工况监视与故障诊断的各方法中，振动法由于其适用性强，效果好，测试及信号处理简单直观等优点而被广泛采用。
振动信号作为预知滚动轴承故障的载体，具有很优良的性质。
1.滚动轴承的基本类型分类滚动轴承已是标准化、系列化、通用化、商品化的部件。
滚动轴承是机械构造中的基础运动元件，对机械的运动、做功和发挥机械的功能与效率具有直接的制约功能。
滚动轴承的数据信息繁多复杂，分类方式主要依据轴承所能承受的负荷方向、公称接触角及滚动体形状按照轴承类型对滚动轴承库的数据进行分类，基本类型如图所示。
2.滚动轴承的典型故障滚动轴承的主要故障形式有:(1)疲劳剥落滚动轴承工作时，滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下一定深度处(最大剪应力处)形成裂纹，继而扩展到接触表面层发生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就称为疲劳剥落。
(2)磨损由于滚道和滚动体的相对运动(包括滚动和滑动)和尘埃异物的侵入等都会引起表面磨损，而当润滑不良时更会加剧表面磨损。
磨损的结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低运转精度。
(3)塑性变形在工作负荷过重的情况下，轴承受到过大的冲击载荷和静载荷，或者因为热变形引起的额外的载荷，或者当有高硬度的异物侵入时，都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。
运转中轴承的点检项目及故障成因
OPL教育备案表格式
运转中轴承的点检及故障成因---讲义
轴承的点检工作就是要通过“听、闻、望、切”等手段监测运转中设备具体情况，及时对故障进行判断排除。
一般通过对这些运转中传动轴承的滚动声（噪声）、温度、振动及润滑状态等检查项目进行判断。
1. 噪音轴承在工作中允许有些微的运转声响，但如果响声过大或有不正常不均匀的噪声或撞击声，则表明轴承有故障，其产生的原因比较复杂，如轴承内、外圈配合表面磨损，由于这种磨损，破坏了轴承与轴承、轴承与轴颈的配合关系，导致轴线偏离了正确的位置，在轴高速运转时产生异响；或当轴承疲劳磨损时，其表面金属剥落，也会使轴承的径向间隙增大而产生异常声响，此外，润滑不足形成干摩擦，以及轴承破碎都会发出异响。
2. 温度在传动机构运转时，安装轴承的部位允许有一定温度，用手触摸轴承外壳时以不烫手为正常，用测温仪测量在60℃以下。
反之则表明温度过高，产生原因也较多：润滑油脂质量不符合使用要求或老化，轴承装配过紧，负荷过大，或者轴承碎裂，必要时打开轴承座，检查轴承的具体情况，更换失效的润滑油脂。
3. 振动轴承由于调整运转工作产生的疲劳剥落，水分异物的侵入，润滑不良引起的磨损，轴承安装不正，轴弯曲变形都会引起振动。
由于传
动轴的疲劳弯曲，轴线偏离正确位置，经常由于振动导致轴承座和联轴器的紧固失效，从而降低了轴承的使用寿命和机械的运转精度。
4. 润滑状态润滑对轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动都有重要影响，良好的润滑不但减小了轴承的磨损，还有散热、防锈、密封、缓和冲击等作用，只有保持良好的润滑状态，轴承才能正常工作。
因此必须对轴承定期定量填充润滑油脂。
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不对中-诊断要点
一、不对中情况的谱图特征。
1 角不对中故障角度不对中特征谱的特点:( 1) 会产生较大的轴向振动, 频谱为基频和2 倍频为主, 还常见基频和2 倍、3 倍频都占优势的情况。
(2) 如果3 倍频超过30% ~ 50%, 则可认为是存在角度不对中。
( 3) 联轴节两侧轴向振动相位相差180°。
2 平行不对中故障平行不对中特征谱的特点:( 1) 振动特性类似于角度不对中, 但径向振动较大。
( 2) 频谱中2 倍频较大, 常常超过基频。
( 3) 角度不对中和平行不对中严重时, 会产生较多谐波的高谐次( 4~ 8 倍频) 振动。
( 4) 联轴节两侧相位相差也是180°。
3 轴承不对中故障轴承不对中实际上反映的是轴承坐标高和左右位置的偏差。
由于结构上的原因。
轴承在水平方向和垂直方向具有不同的刚度和阻尼，不对中的存在加大了这种差别。
虽然油膜既有弹性又有阻尼，能够在一定程度上弥补不对中的影响，但当不对中过大时，会使轴承的工作条件改变，使转子产生附加的力和力矩，甚至使转子失稳和产生碰摩。
轴承不对中会产生基频、2 倍频, 振动以轴向为主;找对中无法消除振动, 只有卸下轴承重新安装。
轴承不对中使轴颈中心的平衡位置发生变化，使轴系的载荷重新分布。
负荷大的轴承油膜呈现非线型，在一定条件下出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承易引起油膜涡动进而导致油膜振荡，支承负荷的变化还使轴系的临界转速和振型发生改变。
二、不对中诊断要点1.频域：① 确认轴向和径向在1、2、3倍频处有稳定的高峰，特别注意2倍频分量。
②径向振动信号以1倍频和2倍频分量为主，轴系不对中越严重，其2倍频分量就越大，多数情况下会超过1倍频。
③轴向振动以1倍频分量幅值较大，幅值和相位稳定。
④联轴节两侧相临轴承的油膜压力反方向变化，一个油膜压力变大，另一个则变小。
相位基本上成180度。
⑤4-10倍频分量较小。
2) 时域：确认以稳定的周期波形为主，每转出现1个、2个或3个峰，没有大的加速度冲击现象。
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轴承不对中诊断要点
来源：大连轴研科技有限公司/
一、不对中情况的谱图特征。
1 角不对中故障
角度不对中特征谱的特点:
( 1) 会产生较大的轴向振动, 频谱为基频和2 倍频为主, 还常见基频和2 倍、3 倍频都占优势的情况。
(2) 如果3 倍频超过30% ~ 50%, 则可认为是存在角度不对中。
( 3) 联轴节两侧轴向振动相位相差180°。
2 平行不对中故障
平行不对中特征谱的特点:
( 1) 振动特性类似于角度不对中, 但径向振动较大。
( 2) 频谱中2 倍频较大, 常常超过基频。
( 3) 角度不对中和平行不对中严重时, 会产生较多谐波的高谐次( 4~ 8 倍频) 振动。
( 4) 联轴节两侧相位相差也是180°。
3 轴承不对中故障
轴承不对中实际上反映的是轴承坐标高和左右位置的偏差。
由于结构上的原因。
轴承在水平方向和垂直方向具有不同的刚度和阻尼，不对中的存在加大了这种差别。
虽然油膜既有弹性又有阻尼，能够在一定程度上弥补不对中的影响，但当不对中过大时，会使轴承的工作条件改变，使转子产生附加的力和力矩，甚至使转子失稳和产生碰摩。
轴承不对中会产生基频、2 倍频, 振动以轴向为主;找对中无法消除振动, 只有卸下轴承重新安装。
轴承不对中使轴颈中心的平衡位置发生变化，使轴系的载荷重新分布。
负荷大的轴承油膜呈现非线型，在一定条件下出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承易引起油膜涡动进而导致油膜振荡，支承负荷的变化还使轴系的临界转速和振型发生改变。
二、不对中诊断要点
1.频域：
① 确认轴向和径向在1、2、3倍频处有稳定的高峰，特别注意2倍频分量。
②径向振动信号以1倍频和2倍频分量为主，轴系不对中越严重，其2倍频分量就越大，多数情况下会超过1倍频。
③轴向振动以1倍频分量幅值较大，幅值和相位稳定。
④联轴节两侧相临轴承的油膜压力反方向变化，一个油膜压力变大，另一个则变小。
相位基本上成180度。
⑤4-10倍频分量较小。
2) 时域：
确认以稳定的周期波形为主，每转出现1个、2个或3个峰，没有大的加速度冲击现象。
如果轴向振动径向振动一样大或者比径向还大，则说明情况非常严重3）振动信号的原始波形是畸变的正弦波。
4）轴心轨迹呈香蕉形或8字形，正进动。
5）振动对负荷变化较为敏感，一般振动幅值随负荷的增大而升高。
提示：
1)在确认不对中的若干特征时，如果出现：轴向振动小且4-10倍频分量较大，则有可能是机械松动。
2)在诊断不对中时，如果1倍频分量比其他分量占优势，可能存在角不对中；2倍频分量比其他分量占优势，可能存在平行不对中。
3)如果时域波形不稳定或出现较大的冲击现象，可能是其他故障。
4)对于电机，如果基频及其他倍频分量大的同时，其振动时域波形有调制现象，或基频处出现边频，可能存在机电故障，如转子断条或轴承倾斜导致的偏心。
5)对于齿式联轴器在2倍频下，还可能出现3、4、5等倍频分量。
转子不对中通常指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分联轴器不对中和轴承不对中，联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
补充轴承不对中故障特征：
1。
轴承不对中时径向振动较大，可能出现高次谐波，振动不稳定。
2。
振动对负荷变化敏感，当负荷改变时，由联轴器传递的扭矩立即发生改变，如果联轴器不对中，则转子的振动状态也立即发生变化。
由于温度分布的变化，轴承座的热膨胀不均匀而引起轴承不对中，使转子的振动也要发生变化。
但由于热传导的惯性，振动的变化在时间上要比负荷的改变滞后一段时间
三、对心不良的征状
轴承、轴封、联轴器、转轴提早损坏。
轴承在轴向与径向产生一、二倍频的大振动。
轴承位置有高温甚至大量排出润滑油等现象。
基础桩螺丝有松脱现象。
联轴器间隙过大或破损。
联轴器有高温现象且橡塑料联轴器会有粉末排出。
马达运转电流偏高。
轴承损坏在轨道上有180度与内外对称磨损现象。
案例：误将100HZ看做是2X得出了不对中的故障，而当仔细查看之后会发现，2X不在最高点处，说明最高处并不是2X，而是2倍线频。
同时对应泵子的频谱一起查看就会发现没有不对中现象，所以此处的高点应该是2倍线频而非2X，通过查看对应的速度频谱，发现2倍线频的偕频，说明这个电机是气隙不均而非不对中。