第1頁(yè),主講人：譚紅,滾動(dòng)軸承的故障及診斷技術(shù),第2頁(yè),3.3.4滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù),滾動(dòng)軸承的故障形式與振動(dòng)測(cè)定滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷法滾動(dòng)軸承的精密診斷簡(jiǎn)介,主要內(nèi)容：,第3頁(yè),疲勞點(diǎn)蝕磨損膠合燒傷銹蝕破損壓痕,保持架破損蠕變電蝕,3.3.4.1滾動(dòng)軸承的失效與振動(dòng)測(cè)定,1、滾動(dòng)軸承的失效形式,第4頁(yè),現(xiàn)象：深溝球軸承的內(nèi)圈滾道上產(chǎn)生等距離的剝離。原因：由于沖擊載荷造成的壓痕發(fā)展而成。,疲勞點(diǎn)蝕和疲勞剝落,第5頁(yè),現(xiàn)象：圓柱滾子軸承的保持架，兜孔產(chǎn)生的變形。原因：潤(rùn)滑不良，發(fā)熱造成的。,現(xiàn)象：向心推力角接觸球軸承的保持架，橫梁的折損。原因：內(nèi)外圈的相對(duì)傾斜，造成對(duì)保持架的異常載荷作用。,保持架破損,第6頁(yè),電蝕,現(xiàn)象：深溝球軸承，滾道上產(chǎn)生的條紋狀電蝕，鋼球變?yōu)樯詈谏?現(xiàn)象：圓錐滾子軸承的外圈，滾道上產(chǎn)生的條紋狀電蝕。原因：使用中有電流通過。,第7頁(yè),蠕變,現(xiàn)象：調(diào)心滾子軸承的內(nèi)圈，內(nèi)徑上出現(xiàn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)傷。原因：過盈量不足，產(chǎn)生蠕變?cè)斐傻摹?第8頁(yè),現(xiàn)象：表面變色和熔化，保持架磨損粉末壓碾并附著在上面。原因：潤(rùn)滑不足造成的損傷。,燒傷,第9頁(yè),原因：,裝配不當(dāng)潤(rùn)滑不良密封不良腐蝕過載疲勞磨損,第10頁(yè),3.3.4.1滾動(dòng)軸承的失效與振動(dòng)測(cè)定2、滾動(dòng)軸承的故障診斷方法,1、振動(dòng)分析法2、聲發(fā)射法3、溫度檢測(cè)法4、油液分析法5、光纖監(jiān)測(cè)法,第11頁(yè),3.3.4.1滾動(dòng)軸承的失效與振動(dòng)測(cè)定3.滾動(dòng)軸承的振動(dòng)測(cè)定(1）振動(dòng)特點(diǎn),滾動(dòng)軸承振動(dòng)的頻帶很寬，既有低頻振動(dòng)，又有高頻振動(dòng)。其中，高頻振動(dòng)的成分靠傳統(tǒng)的“手摸耳聽”根本感覺不出來。因此，在大多數(shù)情況下，軸承的故障和狀態(tài)只有用測(cè)振儀或分析儀對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào)在特定的頻帶進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，才能判斷并預(yù)測(cè)。,第12頁(yè),3.3.4.1滾動(dòng)軸承的失效與振動(dòng)測(cè)定（2）測(cè)定參數(shù)及頻帶的選擇,1)低頻段（1KHZ）檢測(cè)參數(shù)：速度2）中頻段（120KHZ）檢測(cè)參數(shù)：加速度、峭度系數(shù)。3）高頻段（2080KHZ）沖擊脈沖法（SPM）：標(biāo)準(zhǔn)沖擊能量,第13頁(yè),3.3.4.2滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷法,原理利用簡(jiǎn)易診斷儀器測(cè)出特定的振動(dòng)量（速度、加速度等），再與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以是否超出規(guī)定的界限值來判斷軸承是否存在故障及故障程度的方法。方法1、振動(dòng)信號(hào)法2、沖擊脈沖法（SPM法)3、共振解調(diào)法（IFD法）,第14頁(yè),3.3.4.2滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診法,振動(dòng)信號(hào)法參數(shù)的類型1)幅域參數(shù)例：速度、加速度特點(diǎn)：其值既與故障有關(guān)，也與工況（負(fù)載、轉(zhuǎn)速、儀表靈敏度）有關(guān)。2)無量綱參數(shù)例：峭度系數(shù)特點(diǎn)：對(duì)故障的靈敏性好，隨工況不同變化小。,第15頁(yè),3.3.4.2滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷法1、振動(dòng)信號(hào)法,1)幅域參數(shù)振幅值診斷法(最簡(jiǎn)單、最常用)測(cè)量?jī)x器：Vm63、HY系列、HG-2500系列測(cè)量參數(shù)：加速度、速度加速度峰值點(diǎn)蝕；速度有效值磨損。,第16頁(yè),3.3.4.2滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷法2)無量綱參數(shù)峭度系數(shù)診斷法,峭度系數(shù)Kv=（峭度：）無故障軸承，峭度值Kv3；如果出現(xiàn)故障，峭度值Kv先增大，后減小。峭度系數(shù)對(duì)于診斷軸承的點(diǎn)蝕等沖擊類故障，靈敏性好。,第17頁(yè),3.3.4.2滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)易診斷法(3)實(shí)例鞍鋼線材廠用巡檢儀監(jiān)測(cè)增速機(jī)軸承,測(cè)量?jī)x器：HY106巡檢儀測(cè)量參數(shù)：點(diǎn)加速度、速度,第18頁(yè),趨勢(shì)圖與趨勢(shì)分析,（圖1是垂直方向的加速度趨勢(shì)圖；圖2是水平方向的加速度趨勢(shì)圖。）初步結(jié)論：振動(dòng)異常。檢查驗(yàn)證,第19頁(yè),設(shè)備參數(shù),主電機(jī):功率P=4000KW，轉(zhuǎn)速可調(diào)n=1200r/min，一般在11501250之間波動(dòng)。齒輪：Z1=158，Z2=67，Z3=55軸承：摩根-140-106型圓柱滾子軸承頻率計(jì)算軸轉(zhuǎn)頻:fr=20HZ(19.17620.83HZ)軸承內(nèi)圈:fi=244.175Hz(234.004254.344)軸承外圈:fo=195.825Hz(187.670203.982)滾動(dòng)體:fb=89.906Hz(86.162-86.655)齒輪嚙合頻率fm=frZ1=3160HZ(3028.393291.61),第20頁(yè),頻譜圖,第21頁(yè),頻率分析,根據(jù)故障診斷理論，高頻段信號(hào)反映的是滾動(dòng)軸承故障及嚴(yán)重程度，低頻段一般可以診斷故障部位。由此推斷增速機(jī)的滾動(dòng)軸承存在嚴(yán)重故障。從低頻段信號(hào)分析中發(fā)現(xiàn)，其中一高峰值182Hz對(duì)應(yīng)的頻率恰好為滾動(dòng)軸承外圈的通過頻率，而另一高峰值851Hz恰好為軸承滾動(dòng)體通過頻率的10倍（滾動(dòng)體通過頻率fb=87Hz），同時(shí)發(fā)現(xiàn)這些高振幅的頻率間隔都為185Hz，而這個(gè)頻率恰好是軸承外圈的基本損壞頻率（軸承外圈通過頻率fi=189Hz）。根據(jù)軸承的振動(dòng)頻率信息，屬于典型的滾動(dòng)軸承零件發(fā)生點(diǎn)蝕的振動(dòng)特征，因此初步判斷軸承外圈及滾動(dòng)體可能存在點(diǎn)蝕等故障。,第22頁(yè),檢查驗(yàn)證,12月25日，利用停軋時(shí)間對(duì)齒輪進(jìn)行了檢查，齒輪嚙合正常、潤(rùn)滑良好，排除了齒輪存在故障的可能性,懷疑滾動(dòng)軸承有問題。打開增速機(jī)西側(cè)的軸承端蓋，移出銅環(huán)，用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)體有劃痕，其中一個(gè)滾動(dòng)體有點(diǎn)蝕現(xiàn)象、外圈內(nèi)滾道有一處出現(xiàn)大面積的點(diǎn)蝕，162250B軸承確實(shí)已失效了，由此證實(shí)了我們的分析判斷是正確的。12月26日利用檢修時(shí)間更換了162250B軸承，振幅值立刻下降，從而避免了一次重大的事故發(fā)生。返回,第23頁(yè),3.3.4.3滾動(dòng)軸承的精密點(diǎn)檢簡(jiǎn)介,精密點(diǎn)檢：主要是通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)的頻率分析，來判明軸承故障的類別、部位及原因。滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻率成分非常豐富，每一個(gè)元件都有各自的故障特征頻率。因此，通過振動(dòng)信號(hào)的頻率分析不但可以判斷軸承有無故障，而且可以具體地判斷軸承中損壞的元件。,第24頁(yè),滾動(dòng)軸承的頻譜分析,高頻段是否有能量堆積或峰群出現(xiàn),無：沒有早中期故障,有：存在早中期故障,在低頻段出現(xiàn)軸承的故障特征頻率及倍頻故障特征頻率的峰值增大，故障惡化,診斷思路,第25頁(yè),3.3.4.3滾動(dòng)軸承的精密點(diǎn)檢簡(jiǎn)介1.滾動(dòng)軸承的頻率結(jié)構(gòu),（1）故障特征頻率1)內(nèi)圈的故障特征頻率：2)外圈的故障特征頻率：3)滾動(dòng)體的故障特征頻率：4)保持架的故障特征頻率：,第26頁(yè),滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)如圖,第27頁(yè),（2）滾動(dòng)軸承的固有頻率（120KHZ）,滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈固有頻率可按以下公式計(jì)算：滾動(dòng)體固有頻率的簡(jiǎn)化計(jì)算公式：,第28頁(yè),3.3.4.3滾動(dòng)軸承的精密點(diǎn)檢簡(jiǎn)介2、滾動(dòng)軸承的頻率分析方法,由于滾動(dòng)軸承振動(dòng)的頻帶很寬，既有高頻振動(dòng)，也有低頻成分。在進(jìn)行頻譜分析時(shí)，可以選低頻段和高頻段兩個(gè)頻段進(jìn)行分析。低頻段：范圍1000HZ，覆蓋軸承的故障特征頻率；高頻段：范圍100010000HZ，主要是軸承的固有頻率及其高次諧波。,第29頁(yè),3.3.4.3滾動(dòng)軸承的精密點(diǎn)檢簡(jiǎn)介3.實(shí)例,（1）6210軸承的監(jiān)測(cè)與診斷一臺(tái)單級(jí)并流是鼓風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖3-53。該機(jī)組自86年1月30日起，測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)加速度逐漸增加至正常值10倍，為查明原因，對(duì)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。,第30頁(yè),已知：軸承型號(hào)6210（深溝球軸承），鋼球直徑d=12.7mm，節(jié)圓直徑D=70mm，鋼球個(gè)數(shù)Z=10，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速=900r/min。軸承的故障特征頻率：鼓風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：15（HZ）內(nèi)圈的故障特征頻率：88.6（HZ）外圈的故障特征頻率：61.3（HZ）滾動(dòng)體的故障特征頻率：40.6（HZ）,第31頁(yè),測(cè)點(diǎn)的頻譜圖,a）高頻段頻譜b）低頻段頻譜,第32頁(yè),頻譜分析：,在高頻段的加速度譜圖上，頻率1350Hz和2450Hz處，出現(xiàn)高頻峰群，這是軸承元件的固有頻率，表明該軸承可能已有損傷。在低頻段的加速度譜圖上，在軸的轉(zhuǎn)頻15Hz，內(nèi)圈的故障特征頻率88Hz，外圈的故障特征頻率61Hz及其2次、3次諧波上，均出現(xiàn)峰值。初步判定：軸承外圈存在故障，內(nèi)圈也可能有問題。,第33頁(yè),檢查驗(yàn)證：,停機(jī)后發(fā)現(xiàn)，軸承內(nèi)、外圈存在較長(zhǎng)的軸向裂紋現(xiàn)材實(shí)例,第34頁(yè),結(jié)論：,1）軸承疲勞后，加速度譜圖上出現(xiàn)高頻峰群；高頻峰群的中心頻率與軸承外圈振動(dòng)的固有頻率非常接近。2）譜圖上，低頻峰值與軸承的特征頻率有關(guān)。外圈有疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，在nf0處振幅增大；內(nèi)圈有疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，在nfi處振幅增大，還有邊頻；鋼球有疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，在nzfb處振幅增大，還有邊頻。,第35頁(yè),3.5設(shè)備狀態(tài)的判定標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介,3.5.1標(biāo)準(zhǔn)的種類1、按測(cè)量參數(shù)位移標(biāo)準(zhǔn)速度標(biāo)準(zhǔn)加速度標(biāo)準(zhǔn)2、按制定方法(1)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)(2)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)(3)類比標(biāo)準(zhǔn),第36頁(yè),3.5.1標(biāo)準(zhǔn)的種類,（1）絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)：用于判斷實(shí)測(cè)振值是否超限的絕對(duì)量值。目前應(yīng)用較廣的絕對(duì)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)有：ISO2372機(jī)器振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)ISO3945振動(dòng)烈度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定與評(píng)定VDI2056振動(dòng)烈度判據(jù)CAD/MS/NVSH107軸承振動(dòng)測(cè)量判據(jù),第37頁(yè),第38頁(yè),3.5.1標(biāo)準(zhǔn)的種類,（2）相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)：以正常狀態(tài)的測(cè)定值為初值，以當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到初值的倍數(shù)為閾值來判定設(shè)備當(dāng)前所出的狀態(tài)。1）常用的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ISO建議的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),第39頁(yè),3.5.1標(biāo)準(zhǔn)的種類,我國(guó)一些廠家采用的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)；,日本豐田利夫建議的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),第40頁(yè),2）企業(yè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的建立,對(duì)具體設(shè)備制定切實(shí)可行的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，是最合適的。確定基線（初值）：以等時(shí)間間隔為基礎(chǔ)，至少取二十個(gè)有效數(shù)據(jù)的平均值作為初值。注意：同測(cè)點(diǎn)、同方向、同角度和同壓力。計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)值：平均值：標(biāo)準(zhǔn)差：,第41頁(yè),2）企業(yè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的建立,注意標(biāo)準(zhǔn)：危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)：a)低頻領(lǐng)域（1KHZ以下）b)高頻領(lǐng)域（10KHZ以上）,計(jì)算注意和危險(xiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)：,第42頁(yè),企業(yè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的建立示例：,由上述平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的公式可計(jì)算出：0=0.211，0=0.056注意標(biāo)準(zhǔn)為：xe=0.211+30.056=0.380.38/0.211=1.81.5(判定標(biāo)準(zhǔn)有效。)危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)為：x=3*0.211+9*0.056=1.141.14/0.211=5.4,第43頁(yè),3.5.1標(biāo)準(zhǔn)的種類,（3）類比判定標(biāo)準(zhǔn):相同條件下，對(duì)數(shù)臺(tái)設(shè)備的同一部位進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)測(cè)定值相互比較進(jìn)行判定的方法，稱為類比判定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于同規(guī)格、同型號(hào)、同工況的小型機(jī)械如水泵,，在缺乏必要的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可采用類比標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別。,第44頁(yè),3.5.2診斷標(biāo)準(zhǔn)的使用方法,1.診斷標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與相對(duì)性不要將絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)化適用于所有設(shè)備的絕對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)是沒有的。2.明確標(biāo)準(zhǔn)適用的對(duì)象和應(yīng)用條件3.標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)用三種標(biāo)準(zhǔn)的采用原則（優(yōu)先順序）：絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)類比標(biāo)準(zhǔn)從維修的角度：兼用絕對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)和相對(duì)值判定標(biāo)準(zhǔn)。注：對(duì)具體設(shè)備制定切實(shí)可行的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，是最合適的。,第45頁(yè),3.5.3常見的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（1）電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)（2）風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)2、齒輪的判定標(biāo)準(zhǔn)3、滾動(dòng)軸承的判定標(biāo)準(zhǔn)4、綜合振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)5、引進(jìn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)6、管道振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),第46頁(yè),第47頁(yè),1、舉例說明用振動(dòng)信號(hào)法檢測(cè)軸承時(shí)，可測(cè)哪兩大類參數(shù)？各有什么特點(diǎn)？1)幅域參數(shù)例：速度、加速度特點(diǎn)：其值既與故障有關(guān)，也與工況（負(fù)載、轉(zhuǎn)速、儀表靈敏度）有關(guān)。2)無量綱參數(shù)例：峭度系數(shù)特點(diǎn)：對(duì)故障的靈敏性好，隨工況不同變化小。2、日本豐田利夫建議的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)