滚动轴承故障诊断分析与典型案例
(完整word版)滚动轴承故障诊断分析
滚动轴承故障诊断分析学院名称：机械与汽车工程学院专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：摘要滚动轴承故障诊断本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。
通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。
本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述，关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征；ABSTRACT ：The Rolling fault diagnosisIn the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this paper, the parameters of the extraction, theoretical a nalysis, and process are described in detail. Keywords: Rolling Bearing; Fault Diagnosis; Symptom P arameter; Distinction Index; Distinction Rate0引言：随着科技的发展，现代工业正逐步向生产设备大型化、复杂化、高速化和自动化方向发展，在提高生产率、降低成本、节约能源、减少废品率、保证产品质量等方面具有很大的优势。
滚动轴承引起的故障事故案例
滚动轴承引起的故障事故案例滚动轴承是机械设备中常见的部件，但如果使用不当或者出现问题，可能会导致故障事故。
以下是一些可能由滚动轴承引起的故障案例：
1.轴承损坏：如果滚动轴承受到过大的负荷、振动或者温度过高，可能会导致轴承损坏。
例如，轴承过载或不正确的安装可能会导致轴承内部零件断裂或损坏，进而引发设备停机或者事故。
2.轴承磨损：长时间的运行或者不及时的维护保养可能会导致轴承磨损。
磨损轴承可能会导致设备运行不稳定、噪音增加以及性能下降，进而影响设备的正常运行。
3.轴承过热：轴承过热可能会由于润滑不足、轴承内部有异物、轴承密封不良等原因引起。
过热的轴承可能会造成润滑脂老化、轴承材料硬化，甚至引发润滑脂着火，造成设备损坏或者火灾事故。
4.轴承卡滞：如果轴承受到严重的污染或者润滑不良，可能会导致轴承卡滞。
轴承卡滞可能会导致设备运转不畅，增加摩擦力，最终引发设备故障或者事故。
5.轴承断裂：轴承断裂通常是由于过载、冲击负荷或者材料缺陷等原因引起的。
轴承断裂可能会造成设备停机、部件损坏甚至危及人身安全。
这些故障案例都说明了滚动轴承在机械设备中的重要性，以及在使用过程中需要进行适当的维护保养和监测，以确保设备的安全运行。
定期检查和维护轴承，保持良好的润滑状态，以及根据实际情况调整负荷和运行参数，都是预防轴承故障的关键措施。
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例可以包括以下几种情况：
1. 声音异常：当滚动轴承出现故障时，可能会出现异常的噪音，如嘶嘶声、刮擦声或者咔咔声等。
这种情况下，可以通过听觉判断故障的类型和位置。
噪音一般源于滚珠或滚道表面的损伤或者磨损。
2. 振动异常：故障的滚动轴承会导致轴承运行不稳定，产生过大的振动。
可以通过振动传感器来检测振动的频率和幅度，进而判断故障的严重程度和位置。
振动异常可能是由于轴承内部松动、滚子损伤或滚道不平整等问题引起的。
3. 温度异常：滚动轴承运行时，由于磨擦和摩擦产生的热量，轴承温度会有所上升。
但是，如果滚动轴承的温度明显高于正常值，可能表明存在故障。
可以通过红外测温仪或接触式温度计来测量轴承的温度，判断是否存在异常。
4. 润滑问题：滚动轴承需要得到正确的润滑以保持正常运行。
如果滚动轴承出现故障，润滑不足或者污染等问题，会导致滚动轴承的寿命缩短。
可以通过观察润滑脂或润滑油的颜色、黏度以及滚动轴承周围是否有渗漏等来判断润滑是否正常。
上述实例中的故障诊断需要依靠专业的设备和工具，同时需要具备相应的专业知识和经验，建议请专业人士进行诊断和修复。
滚动轴承的状态检测与故障诊断ppt课件
43.0Hz
Fourier Spectrum(M b)- Input (Mgnitude)
Wrking:
Input:
Input:FFT
Anal
yzer
87.0H
130.0Hz
260.0Hz
0
40
80
120
160
200
24z]
经过包络处理之后，不平衡、松动、皮带轮偏斜、轴向窜动等频率都被滤 掉了，只用考虑轴承故障和泵进排液阀冲击。而进排液阀产生的冲击频率是泵 转频的1、3、6 …倍，包络谱中主要频率分量是43Hz、87Hz、130Hz、260Hz, 不是转频5.58Hz 的倍频分量，由此断定故障不是由泵进排液阀窜绕引起的。当 轴承跑内圆或轴承磨损使间隙增大时也会在包络谱上产生转频及其谐波分量。 经过比对，这些频率分量是滚动体故障频率14.7Hz 的3、6、9、18倍频，表明滚 动体出现故障，并且很严重。
命。
2)磨损
由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨 损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也 降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。
3)擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接触面 受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成接触 面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将 局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
随着轴承的运转，轴承滚动表面会产生轻微的缺陷，这些轻微缺陷引 起的振动会激起轴承部件的固有频率(fn)振动或轴承支承结构共振， 一般振 动频率在500Hz～2kHz。
第二阶段
边频爷
1仪
3)第三阶段：轴承缺陷频率及其倍频振动阶段
滚动轴承故障诊断与分析
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing学院：机械与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010020101姓名：学号：指导老师：王林鸿摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一,旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。
因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。
关键词：滚动轴承故障诊断振动Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production.Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。
滚动轴承故障诊断分析与典型案例
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。2020年1月7日， 风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。于8 日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41 分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。 2、检查轴承箱，底部有金属屑。 3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。 4、振动测点信号线老化。
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
检修主要内容及更换的备品配件
— *—
三、滚动轴承故障特征频率
滚动轴承故障频率 计算经验公式：
外环故障频率：
BPFOr≌ 0.4Nn
内环故障频率： BPFIr≌ 0.6Nn
保持架故障频率： FTFr≌ 0.4N n=滚动体数目； N=轴的转速。
— *—
三、滚动轴承故障特征频率
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同； 2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍； 3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）； 4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带； 5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值； 6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
五、滚动轴承故障案例
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
滚动轴承故障诊断与案例分析
Fault diagnosis of rolling bearing and case analysisO LI Zhiwen(Yueyang Forestry and Paper Co., Ltd., Yueyang 414002, Hunan, China)滚动轴承故障诊断与案例分析©李志文（岳阳林纸股份有限公司，湖南岳阳414002）李志文先生高级工程师；工作方向为设备故障诊断；现 负责公司设备状态监测及故障诊断工作。
中图分类号：TS73文献标志码:B文章编号：1007-9211 （2020）24-0070-04摘 要：主要针对滚动轴承的点蚀、剥落故障诊断进行了说明，并对滚动轴承故障频率公式进行了详细地解读。
然后结合现场实际诊断案例来说明如何通过滚动轴承故障频率来对轴承故障进行精确地诊断。
关键词：滚动轴承；轴承故障频率；BPFO ； BPFAbstract: This paper focuses on the pitting and flaking of rollingbearing, and gives a detailed explanation to the formula of b earing fault frequency. Based on case analysis, it also describes how to diagnose the bearing fault according to bearing fault frequency. Key words: rolling bearing; bearing fault frequency; BPFO; BPFI1前言在工业发展的历程中，轴承（以下如无特别说明，均特指“滚动轴承”）一直扮演着非常重要的角色。
可 以说几乎所有传动机械都离不开轴承这个关键部件，因此，在工业领域轴承被形象地比喻为设备的“心脏”，足见其重要性。
(完整word版)机械故障诊断 滚动轴承故障诊断(DOC)
《机械故障诊断技术》读书报告滚动轴承的诊断案例分析综述Rolling Bearing Fault Diagnosis ApproachBased on Case-Based Reasoning学院：机械与汽车工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机制一班姓名:王天宇学号：1102135004指导教师：郑冬学年学期：2014—2015学年第一学期摘要：针对滚动轴承的故障诊断问题,提出了一种采用案例推理的诊断方法，为了解决检索相似案例时案例属性多、人工确定关键属性及其权重困难的问题，提出了一种复合特征选择算法，用领域粗糙集算法粗选属性，用遗传算法进一步精选属性和优化权重,并有效地解决了领域粗糙集算法中需要人工确定领域大小的问题，以滚动轴承运行时的振动信号为基本信息，建立了滚动轴承案例库，从案例库中检索与问题案例相似的历史案例,并根据这些历史案例来判断问题案例的故障类别，试验结果表明,故障诊断的正确率达到100%，故障位置诊断的正确率达到93.3％,且算法具有较好的稳定性.关键词:案例推理；滚动轴承；故障诊断Abstract：The case—based reasoning approach is introduced into rolling bearing fault diagnosis。
To solve the complexity of feature selection and weights optimization， a Filter Wrapper integrated features selection algorithm is proposed。
Neighborhood rough set algorithm is applied to select essential features from the feature candidate set，then genetic algorithm is applied to refine the essential features subset. This method solves the problem of determining the size of neighborhood manually in neighborhood rough set algorithm. Genetic algorithm is also used in feature weights optimization. With the run time vibration signal of rolling bearing as the basic information， a rolling bearing fault case database is constructed。
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滚动轴承故障诊断分析及典型案例
2020年2月19日
曹景芳
目录一、滚动轴承结构特点
二、滚动轴承故障模式
六、滚动轴承故障案例
四、滚动轴承故障特征频率
五、滚动轴承故障发展的九个阶段三、滚动轴承故障检测方法
一、滚动轴承结构特点
滚动轴承典型结构图
二、滚动轴承故障模式
滚动轴承故障模式
Ø内外圈故障
Ø滚动体故障
Ø保持架故障
Ø保持架松动
Ø内圈过度光洁
Ø轴承随轴旋转
Ø不对中或卡轴
Ø润滑不良滚动轴承故障原因
u轴承质量不良
u轴承选型不当
u检修工艺问题，如不正确的装配u润滑不良
u设备不正常运行
u设备运行振动过大
u正常磨损
听音法测温法油液检测法振动诊断分析法
超声检测法
滚动轴承一旦产生故障，可能会产生四种类型频率的振动，包括
(a)随机的超声频率；
(b)轴承零部件的自振频率；
(c)轴承故障特征频率；
(d)轴承故障和频及差频。
轴承故障特征频率
FTF－保持架故障特征频率BPFI－内圈故障特征频率BPFO－外圈故障特征频率BSF－滚动体故障特征频率
滚动轴承故障频率计算经验公式：u外环故障频率：
BPFOr≌0.4Nn
u内环故障频率： BPFIr≌0.6Nn
u保持架故障频率： FTFr≌0.4N
n=滚动体数目；
N=轴的转速。
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同；
2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍；
3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）；
4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带；
5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值；
6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
轴承故障特征频率特点：
7、轴承保持架故障频率通常不是以其基频出现；
8、当滚动体本身出现故障时，往往会产生不仅滚动体故障频率(BSF)，还有保持架故障频率(FTF)；
9、保持架断裂时，可能出现滚动体旋转故障频率；
10、一个以上滚动体有故障时，将产生等于有故障的滚动体数目×滚动体故障特征频率的频率。
11、轴承故障频率允许的振动幅值，不能给出绝对的答复。
第一阶段第二阶段
第三阶段第四阶段
第五阶段第六阶段
第七阶段
第八阶段
第九阶段，轴承报废，设备不能运转。
设备概述
电机： YKSL560-4 ， 功率KW：1500， 输入电压V：10000，
变频运行，工频1488
泵： 95LDTNB-5， 立式离心泵 扬程：318m， 轴承：7230BCBM（SKF）2副
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承高频频谱图主要振频率为电机转速频率的谐波频率高达30X转速频率，出现明显的配合松动
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承D图出现轴承外圈故障频率6.56X及其谐波频率
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承DW图
DW冲击值高达80.39g，冲击严重
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
结论：#8机A凝结水泵驱动端轴承存在配合松动，轴承配合间隙异常，出现磨损。
建议措施：1、检查#8机A凝结水泵驱动端轴承配合间隙情况及轴承磨损情况。
2、润滑油质化验。
检修情况：更换轴承，检查发现轴 承游隙超标，轴承外圈出现磨损变色。
检测润滑油颗粒度超标，更换润滑油。
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
设备概述
沈阳鼓风机集团有限公司生产的ASS-2900/2100-1KQ型、单级轴流引风机，风机为动叶可调轴流风机，电机额定功率2500kW，风机转速990r/min，叶片的外径2900mm、叶轮轮毂的直径2100mm，单级轴流式风机，叶片数量24片。
轴承型号为：NU1010MA 23240CC/W33 29344E(SKF)
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-X 9.0021E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-Y 7.3238E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:3UCURR15-30.394A
B 引风机轴振(X 向)
B 引风机轴振(Y 向)
#3炉引风机B 电流
2020/1/8 8:53:09.488
2019/12/18 8:53:09.488
21.00 天
Plot-0
1
2
3
4
5
6
7
00.857141.71432.57143.42864.28575.14296-50-7.142935.71478.571121.43164.29207.14250
2019/12/28 8:00:012.82272.4657214.65
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。
2020年1月7日，风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。
于8日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
时间
PI系统显示*表1测量**表2测
量1
**表2测
量2 mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm 水平垂直水平垂直水平垂直水平
#3炉A吸1月9日 6：23~6：26 1.25 1.31 1.4 1.10.09
#3炉B吸1月9日 6：20~6：22 4.98 4.27 1.8 1.50.011 #4炉A吸1月9日 6：28~6：300.40.240.540.450.90.60.013 #4炉B吸1月9日 6：31~6：330.660.430.480.280.80.70.013
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机轴承型号及故障特征频率
轴承型号保持架故障频率滚动体故障频率外圈故障频率内圈故障频率NU1040MA0.4490 4.8510.77613.22 23240CC/W330.4328 3.558.2210.776 29344E0.4577 3.7310.0711.93
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2020年2月5日、7日，
其峰值突然增大，在线
振动值增大至6.5mm/s，
现场噪声明显增大，
分析轴承劣化加速。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。
2、检查轴承箱，底部有金属屑。
3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。
4、振动测点信号线老化。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障1、更换轴承箱3套轴承及轴承箱密封。
2、更换叶柄轴承1套。
3、更换润滑油。
4、更换振动测点信号线。
检修主要内容及更换的备品配件
吸风机运行良好，在线振动值叶轮侧水平值0.56mm/s，电机侧垂直值0.36mm/s
修后情况
谢谢。