第七章滾動(dòng)軸承故障診斷主講：王林鴻教授、博士機(jī)械與汽車工程學(xué)院第七章滾動(dòng)軸承故障診斷主講：王林鴻教授、博士1滾動(dòng)軸承故障診斷的特點(diǎn)滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中使用量最多的零件之一，也是最易損壞的零件；滾動(dòng)軸承有著表面光滑、尺寸精密的滾道，因而早期故障的振動(dòng)信號(hào)非常微弱。常常淹沒(méi)在軸與齒輪的振動(dòng)信號(hào)中；因此找出并識(shí)別其故障特征就成為滾動(dòng)軸承診斷的主要任務(wù)。滾動(dòng)軸承故障診斷的特點(diǎn)滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中使用量最多的零件之2概述滾動(dòng)軸承的組成外圈內(nèi)圈滾動(dòng)體保持架按承載方向分類向心軸承推力軸承向心推力軸承概述滾動(dòng)軸承的組成3概述滾動(dòng)軸承的安裝冷壓法和熱套法壓力機(jī)、手錘和套筒、潤(rùn)滑劑、加熱器等滾動(dòng)軸承的拆卸使用專門(mén)的拆卸工具概述滾動(dòng)軸承的安裝47．1滾動(dòng)軸承的失效形式疲勞；磨損；腐蝕；塑變；斷裂；膠合。7．1滾動(dòng)軸承的失效形式疲勞；5疲勞剝落原因內(nèi)外滾道和滾動(dòng)體表面既承受載荷又相對(duì)滾動(dòng)，交變載荷的作用，在表面下一定深度處形成裂紋，裂紋擴(kuò)展到接觸表面使表層發(fā)生剝落坑后果造成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊載荷、振動(dòng)和噪聲加劇內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效疲勞剝落原因內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效6疲勞剝落是軸承失效的主要形式一般所說(shuō)的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命滾動(dòng)軸承的額定壽命在滾道或滾動(dòng)體上出現(xiàn)面積為0.5mm2的疲勞剝落坑就認(rèn)為軸承壽命終結(jié)同一批軸承中，最高壽命與最低壽命可以相差幾十倍甚至上百倍，因此正確診斷軸承故障可以合理利用軸承的壽命疲勞剝落是軸承失效的主要形式7磨損原因塵埃、異物的侵入潤(rùn)滑不良后果軸承游隙增大，表面粗糙度增加軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，振動(dòng)和噪聲增大磨損原因8銹蝕原因水分或酸、堿性物質(zhì)的侵入軸承停止工作后，軸承溫度下降，空氣中的水分凝結(jié)電流通過(guò)，引起電火花而產(chǎn)生電蝕后果高精度軸承由于表面銹蝕導(dǎo)致精度喪失而不能正常工作銹蝕原因9塑性變形原因：軸承受到過(guò)大的沖擊載荷或靜載荷硬度很高的異物侵入后果：運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲壓痕引起的沖擊載荷會(huì)進(jìn)一步引起附近表面的剝落塑性變形原因：10膠合原因:在潤(rùn)滑不良、高速重載情況下工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，軸承零件可以在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，使一個(gè)表面上的金屬粘附到另一個(gè)表面上后果:出現(xiàn)壓痕，產(chǎn)生剝落區(qū)膠合原因:11保持架損壞原因：由于裝配或使用不當(dāng)可能會(huì)引起保持架發(fā)生變形后果：保持架和滾動(dòng)體之間的摩擦增大，甚至使某些滾動(dòng)體卡死不能滾動(dòng)，也有可能造成保持架與內(nèi)外圈發(fā)生摩擦?xí)M(jìn)一步使振動(dòng)、噪聲與發(fā)熱加劇，導(dǎo)致軸承損壞保持架損壞12斷裂原因：過(guò)高的載荷可能引起軸承零件斷裂金屬材料有缺陷和熱處理不良轉(zhuǎn)速過(guò)高，潤(rùn)滑不良后果：軸承出現(xiàn)裂紋，加速劣化斷裂原因：13常見(jiàn)故障原因綜述裝配不當(dāng)潤(rùn)滑不良腐蝕水分和異物侵入征兆是在滾道、滾子、保持架或其他位置出現(xiàn)紅棕色區(qū)域過(guò)熱征兆是滾道，球和保持架變色，從金色變?yōu)樗{(lán)色溫度超過(guò)400F（204℃）使?jié)L道和滾動(dòng)體材料退火硬度降低導(dǎo)致軸承承重降低和早期失效嚴(yán)重情況下引起變形，另外溫升高會(huì)降低和破壞潤(rùn)滑性能過(guò)載引起過(guò)早疲勞（包括過(guò)緊配合，布氏硬度凹痕和預(yù)負(fù)荷）常見(jiàn)故障原因綜述裝配不當(dāng)147．2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征

滾動(dòng)軸承的時(shí)域信號(hào)圖7－1滾動(dòng)軸承振動(dòng)的時(shí)域信號(hào)

(a)新軸承的振動(dòng)波形(b)表面劣化后的軸承振動(dòng)波形7．2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征圖7－1滾動(dòng)軸承振動(dòng)的15滾動(dòng)軸承承載時(shí)，由于不同的位置承載的滾動(dòng)體數(shù)目不同，因而承載剛度會(huì)有變化，引起軸心的起伏波動(dòng)當(dāng)滾動(dòng)體處于載荷下非對(duì)稱位置時(shí),有水平分力。滾動(dòng)軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系軸承剛度變化引起的振動(dòng)

（必振無(wú)疑）滾動(dòng)軸承承載時(shí)，由于不同的位置承載的滾動(dòng)體數(shù)目不同，因而承載16在軸承制造過(guò)程中，加工設(shè)備的振動(dòng)而產(chǎn)生加工面的波紋度滾動(dòng)體大小不均勻引起軸心擺動(dòng)軸承的裝配制造原因引起的振動(dòng)軸承的裝配制造原因引起的振動(dòng)172.由滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)副引起的振動(dòng)（計(jì)算特征頻率）

滾動(dòng)軸承的特征頻率完全可以根據(jù)軸承元件之間滾動(dòng)接觸速度關(guān)系通過(guò)計(jì)算得到。計(jì)算特征頻率值往往與測(cè)量數(shù)值十分接近，所以在診斷前總是先算出這些值，再與測(cè)量值比較，作為診斷的依據(jù)。2.由滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)副引起的振動(dòng)（計(jì)算特征頻率）18幾何參數(shù)Z—滾珠個(gè)數(shù)d—滾珠直徑D—軸承滾道節(jié)徑β—接觸角r1—內(nèi)圈滾道半徑r2—外圈滾道半徑滾動(dòng)軸承的特征頻率幾何參數(shù)滾動(dòng)軸承的特征頻率19滾動(dòng)軸承的特征頻率保持架旋轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體通過(guò)外圈一點(diǎn)的頻率滾動(dòng)體通過(guò)內(nèi)圈一點(diǎn)的頻率內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)頻率內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)軸承的特征頻率保持架旋轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體通過(guò)外20內(nèi)圈故障頻率：fi

=0.6×z×fr

外圈故障頻率：fo

=0.4×z×fr

保持架故障頻率：fc

=0.381~0.4×fr滾動(dòng)體故障頻率：fb

=0.23×z×fr(z<10)fb

=0.18×z×fr

(z>10)外圈與保持架關(guān)系：fo

=z×fc

外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi

=z×fr故障頻率經(jīng)驗(yàn)公式(fr為轉(zhuǎn)頻；z為滾動(dòng)體個(gè)數(shù))滾動(dòng)軸承的特征頻率fifofbfrfc故障頻率經(jīng)驗(yàn)公式(fr為轉(zhuǎn)頻；z為滾動(dòng)體個(gè)數(shù))滾動(dòng)21滾動(dòng)軸承的特征頻率關(guān)于特征頻率的幾點(diǎn)說(shuō)明：公式計(jì)算時(shí)假設(shè)外圈與軸承座沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)際頻率與上述理論計(jì)算值會(huì)有出入，所以在譜圖上尋找各特征頻率時(shí)應(yīng)找其近似值來(lái)判斷公式是指“一個(gè)剝落坑”時(shí)，若有n個(gè)剝落坑，仍是此公式特征頻率都是軸工作轉(zhuǎn)速的非同步頻率內(nèi)圈故障頻率：fi

=0.6×z×fr

外圈故障頻率：fo

=0.4×z×fr

保持架故障頻率：fc

=0.381~0.4×fr滾動(dòng)體故障頻率：fb

=0.23×z×fr(z<10)fb

=0.18×z×fr

(z>10)滾動(dòng)軸承的特征頻率關(guān)于特征頻率的幾點(diǎn)說(shuō)明：22圖7－4滾動(dòng)軸承內(nèi)缺陷所激發(fā)的振動(dòng)波形3.滾動(dòng)軸承早期缺陷所激發(fā)的振動(dòng)特征第一類振動(dòng)是以特征頻率進(jìn)行的沖擊振動(dòng)；第二類振動(dòng)是被每一個(gè)脈沖激發(fā)的以軸承元件固有頻率的衰減振蕩。

圖7－4滾動(dòng)軸承內(nèi)缺陷所激發(fā)的振動(dòng)波形3.滾動(dòng)軸承早期缺23滾動(dòng)體產(chǎn)生損傷時(shí)，缺陷部位通過(guò)內(nèi)圈或外圈滾道表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)滾動(dòng)軸承無(wú)徑向間隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生頻率為n×fb的沖擊振動(dòng)有徑向間隙時(shí)，根據(jù)損傷部位與內(nèi)圈或外圈發(fā)生沖擊接觸的位置不同，會(huì)發(fā)生以保持架旋轉(zhuǎn)頻率fc進(jìn)行振幅調(diào)制的情況。軸承滾動(dòng)體故障滾動(dòng)體產(chǎn)生損傷時(shí)，缺陷部位通過(guò)內(nèi)圈或外圈滾道表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊24

內(nèi)滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，如剝落、裂紋、點(diǎn)蝕等，若滾動(dòng)軸無(wú)徑向間隙，會(huì)產(chǎn)生頻率為n×fi的沖擊振動(dòng)通常滾動(dòng)軸承都有徑向間隙，且為單邊載荷，根據(jù)損傷部分與滾動(dòng)體發(fā)生沖擊接觸的位置不同，振動(dòng)的振幅會(huì)發(fā)生周期性的變化，即發(fā)生振幅調(diào)制。軸承內(nèi)圈故障內(nèi)滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，如剝落、裂紋、點(diǎn)蝕等，若滾動(dòng)軸無(wú)徑向間隙25

外滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，在滾動(dòng)體通過(guò)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)由于損傷的位置與載荷方向的相對(duì)位置關(guān)系是一定的，所以不存在振幅調(diào)制的情況軸承外圈故障外滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，在滾動(dòng)體通過(guò)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)軸承外圈故26

滾動(dòng)軸承如果存在潤(rùn)滑不良造成的干磨擦故障，在時(shí)域波形中會(huì)出現(xiàn)削波現(xiàn)象軸承摩擦滾動(dòng)軸承如果存在潤(rùn)滑不良造成的干磨擦故障，在時(shí)域波形中會(huì)出27隨著磨損的進(jìn)行，振動(dòng)加速度峰值和RMS值緩慢上升，振動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)較強(qiáng)的隨機(jī)性峰值與RMS值的比值從5左右逐漸增加到5.5～6軸承磨損時(shí)振動(dòng)加速度軸承磨損隨著磨損的進(jìn)行，振動(dòng)加速度峰值和RMS值緩慢上升，振動(dòng)信號(hào)呈28軸承出現(xiàn)偏心，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸心便會(huì)繞外圈中心擺動(dòng)嚴(yán)重磨損導(dǎo)致軸承偏心嚴(yán)重磨損導(dǎo)致軸承偏心29在A點(diǎn)以前，振動(dòng)加速度略微下降，溫度緩慢上升A點(diǎn)之后振動(dòng)值急劇上升，而溫度卻還有些下降，這一段軸承表面狀態(tài)已惡化在B點(diǎn)之前，軸承中已有明顯的金屬與金屬的直接接觸和短暫的滑動(dòng)B點(diǎn)之后有更頻繁的金屬之間直接接觸及滑動(dòng)，潤(rùn)滑劑惡化甚至發(fā)生炭化，直至發(fā)生膠合

從圖中可以看出，振動(dòng)值比溫度能更早地預(yù)報(bào)膠合的發(fā)生，由此可見(jiàn)軸承振動(dòng)是一個(gè)比較敏感的故障參數(shù)膠合振動(dòng)溫度在A點(diǎn)以前，振動(dòng)加速度略微下降，溫度緩慢上升膠合振動(dòng)溫度30當(dāng)軸承零件上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)因?yàn)榕鲎捕a(chǎn)生沖擊脈沖鋼球沖擊過(guò)程在碰撞點(diǎn)產(chǎn)生很大的沖擊加速度(a圖和b圖)，大小和沖擊速度成正比構(gòu)件變形產(chǎn)生衰減自由振動(dòng)(c圖)振動(dòng)頻率取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為其固有頻率(d圖)振幅的增加量A也與沖擊速度成正比疲勞剝落損傷a當(dāng)軸承零件上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)因?yàn)榕鲎捕a(chǎn)生31疲勞剝落故障軸承的振動(dòng)信號(hào)T取決于碰撞頻率，T=1/f碰疲勞剝落損傷

疲勞剝落故障軸承的振動(dòng)信號(hào)疲勞剝落損傷

327．3滾動(dòng)軸承信號(hào)分析方法（測(cè)試特征頻率）

圖7－5滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻譜7．3滾動(dòng)軸承信號(hào)分析方法（測(cè)試特征頻率）33故障信號(hào)三頻段（三座大山）a).低頻段：在8kHz以下，滾動(dòng)軸承中與結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系相聯(lián)系的故障信號(hào)在這個(gè)頻率段，少數(shù)高速滾動(dòng)軸承的信號(hào)頻段能延展到B點(diǎn)以外。因?yàn)檩S的故障信號(hào)、齒輪的故障信號(hào)也在這個(gè)頻段，因而這也是絕大部分在線故障監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的頻段。b).高頻段：位于Ⅱ區(qū)，這個(gè)頻段的信號(hào)是軸承故障所激發(fā)的軸承自振頻率的振動(dòng)。c).超高頻段：位于Ⅲ區(qū)，它們是軸承內(nèi)微裂紋擴(kuò)張所產(chǎn)生的聲發(fā)射超聲波信號(hào)。故障信號(hào)三頻段（三座大山）a).低頻段：在8kHz以下，滾34分析譜帶的選擇低頻段低頻率段指1kHz以下的頻率范圍一般可以采用低通濾波器（例如截止頻率fb≤1kHz）濾去高頻成分后再作頻譜分析此法可直接觀察頻譜圖上相應(yīng)的特征譜線，做出判斷這個(gè)頻率范圍容易受到機(jī)械及電源干擾，并且在故障初期反映故障的頻率成分在低頻段的能量很小。因此，信噪比低，故障檢測(cè)靈敏度差中頻段

中頻段指1k～20kHz頻率范圍使用截止頻率為1kHz的高通濾波器濾去1kHz以下的低頻成分，以消除機(jī)械干擾；用信號(hào)的峰值、RMS值或峭度指標(biāo)作為監(jiān)測(cè)參數(shù)使用帶通濾波器提取軸承零件或結(jié)構(gòu)零件的共振頻率成分，用通帶內(nèi)的信號(hào)總功率作為監(jiān)測(cè)參數(shù)分析譜帶的選擇低頻段35分析譜帶的選擇高頻段高頻率段指20～80kHz頻率范圍軸承故障引起的沖擊有很大部分沖擊能量分布在高頻段如果采用合適的加速度傳感器和固定方式保證傳感器較高的諧振頻率，利用傳感器的諧振或電路的諧振增強(qiáng)所得到衰減振動(dòng)信號(hào)，對(duì)故障診斷非常有效瑞典的沖擊脈沖計(jì)（SPM）和美國(guó)首創(chuàng)的IFD法就是利用這個(gè)頻段分析譜帶的選擇高頻段36測(cè)點(diǎn)的選擇測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近被測(cè)軸承的承載區(qū)，應(yīng)盡量減少中間傳遞環(huán)節(jié)，探測(cè)點(diǎn)離軸承外圈的距離越近越直接越好應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)止推軸承測(cè)點(diǎn)的選擇測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近被測(cè)軸承的承載區(qū)，應(yīng)盡量減少中間傳37滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析方法1．有效值與峰值判別法有效值：可以用有效值作為軸承異常的判斷指標(biāo)。峰值：有效值指標(biāo)對(duì)具有瞬間沖擊振動(dòng)的異常是不適用的。因?yàn)闆_擊波峰的振幅大，并且持續(xù)時(shí)間短，用峰值比有效值更適用。2．峰值系數(shù)法正常時(shí)，滾動(dòng)軸承的峰值系數(shù)約為5，當(dāng)軸承有故障時(shí)，可達(dá)到幾十。滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析方法1．有效值與峰值判別法383．峭度指標(biāo)法峭度指標(biāo)Cq對(duì)信號(hào)中的沖擊特征很敏感，正常情況下其值應(yīng)該在3左右，如果這個(gè)值接近4或超過(guò)4，則說(shuō)明機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀況中存在沖擊性振動(dòng)。當(dāng)軸承出現(xiàn)初期故障時(shí)，有效值變化不大，但峭度指標(biāo)值已經(jīng)明顯增加，達(dá)到數(shù)十甚至上百，非常明顯。它的優(yōu)勢(shì)在于能提供早期的故障預(yù)報(bào)。當(dāng)軸承故障進(jìn)入晚期，由于剝落斑點(diǎn)充滿整個(gè)滾道，峭度指標(biāo)反而下降。也就是對(duì)晚期故障不適應(yīng)。3．峭度指標(biāo)法394．沖擊脈沖法（SPM）沖擊脈沖法是利用軸承故障所激發(fā)的軸承元件固有頻率的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)加速度傳感器的共振放大、帶通濾波及包絡(luò)檢波等信號(hào)處理，所獲得的信號(hào)振幅正比于沖擊力的大小。在沖擊脈沖技術(shù)中，所測(cè)信號(hào)振幅的計(jì)量單位是dB。測(cè)到的軸承沖擊dBi值與軸承基準(zhǔn)值dB0相減（dB0是良好軸承的測(cè)定值）。dBN=dBi－dB0沖擊脈沖計(jì)的刻度就是用dBN值表示的。軸承的狀況分為三個(gè)區(qū)：（0～20）dBN表示軸承狀況良好（20～35）dBN表示軸承狀況已經(jīng)劣化，屬發(fā)展中的損傷期（35～60）dBN表示軸承已經(jīng)存在明顯的損傷。4．沖擊脈沖法（SPM）40圖7—6共振解調(diào)法的信號(hào)變換過(guò)程5．共振解調(diào)法共振解調(diào)法也稱為包絡(luò)檢波頻譜分析法，是目前滾動(dòng)軸承故障診斷中最常用的方法之一?；驹砜捎脠D7—6所示信號(hào)變換過(guò)程中的波形特征來(lái)說(shuō)明。圖7—6共振解調(diào)法的信號(hào)變換過(guò)程5．共振解調(diào)法41圖7－7兩種信號(hào)處理方法比較頻譜分析法與共振解調(diào)法的比較圖7－7兩種信號(hào)處理方法比較頻譜分析法與共振解調(diào)法的比較426．頻譜分析法

將低頻段測(cè)得振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)低通抗疊混濾波器后，進(jìn)行FFT快速富里葉變換，得到頻譜圖。

根據(jù)各項(xiàng)計(jì)算特征頻率，在頻譜圖中找出其對(duì)應(yīng)值、觀察其變化，從而判別故障的存在與部位。

圖7－8故障軸承與完好軸承的頻譜圖對(duì)比a)故障軸承

b)完好軸承6．頻譜分析法圖7－8故障軸承與完好軸承的頻譜圖對(duì)比437.倒頻譜分析法對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)情況，其諧波成分更加復(fù)雜而密集，僅僅去觀察其頻譜圖，可能什么也辨認(rèn)不出。利用倒譜分析方法，對(duì)功率譜上的周期分量進(jìn)行再處理，找出功率譜上不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。處理過(guò)程：離散信號(hào)序列{xi}FFT變換功率譜S{f}求對(duì)數(shù)lgS(f)求逆傅里葉變換F-1{lgS(f)}得到倒譜C(τ)C(τ)=F-1{lgS(f)}7.倒頻譜分析法離散信號(hào)序列{xi}FFT變換功率譜S{f44圖7－9倒頻譜分析的有效性示意圖倒譜分析示例圖7－9倒頻譜分析的有效性示意圖倒譜分析示例458、波形因數(shù)診斷法波形因數(shù)：峰值與均值之比（脈沖指標(biāo)）當(dāng)波形因數(shù)值過(guò)大時(shí)，表明滾動(dòng)軸承可能有點(diǎn)蝕；而波形因數(shù)小時(shí)，則有可能發(fā)生了磨損8、波形因數(shù)診斷法469、概率密度診斷法無(wú)故障軸承：典型正態(tài)分布曲線有故障軸承：概率密度曲線可能出現(xiàn)偏斜或分散9、概率密度診斷法47典型的軸承故障發(fā)展過(guò)程潤(rùn)滑分析感官振動(dòng)分析聲發(fā)射檢測(cè)典型的軸承故障發(fā)展過(guò)程潤(rùn)滑分析感官振動(dòng)分析聲發(fā)射檢測(cè)48典型的軸承故障發(fā)展過(guò)程軸承故障劣化發(fā)展不是按線性規(guī)律，而是按指數(shù)規(guī)律變化

通常約百分之八十至九十的軸承壽命12341X234階段軸承剩余壽命的10-20%階段軸承剩余壽命的5-10%階段軸承剩余壽命的1-5%階段一小時(shí)至軸承剩余壽命的1%災(zāi)難性破壞累積的損傷時(shí)間典型的軸承故障發(fā)展過(guò)程軸承故障劣化發(fā)展不是按線性規(guī)律，而是按49軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段I.初始階段噪聲正常溫度正常可以用超聲，振動(dòng)尖峰能量，聲發(fā)射測(cè)量出來(lái)，軸承外環(huán)有缺陷振動(dòng)總量比較小，無(wú)離散的軸承故障頻率尖峰剩余壽命大于10％II.第二階段噪聲略增大溫度正常超聲，聲發(fā)射，振動(dòng)尖峰能量有大的增加，軸承外環(huán)有缺陷，振動(dòng)總量略增大(振動(dòng)加速度總量和振動(dòng)速度總量)對(duì)數(shù)刻度頻譜上可清楚看到軸承故障頻率，線性刻度頻譜上難得看到，噪聲地平明顯提高剩余壽命5％軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段I.初始階段50軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段III.第三階段可聽(tīng)到噪聲溫度略升高非常高的超聲，聲發(fā)射，振動(dòng)尖峰能量，軸承外環(huán)有故障振動(dòng)加速度總量和振動(dòng)速度總量有大的增加

在線性刻度的頻譜上清楚地看出軸承故障頻率及其諧波和邊帶振動(dòng)頻譜噪聲地平明顯提高剩余壽命小于1％IV．第四階段噪聲的強(qiáng)度改變溫度明顯升高超聲，聲發(fā)射，振動(dòng)尖峰能量迅速增大，隨后逐漸減小，軸承外環(huán)處在損壞之前故障狀態(tài)振動(dòng)速度總量和振動(dòng)位移總量明顯增大，振動(dòng)加速度總量減小

較低的軸承故障頻率占優(yōu)勢(shì)的振動(dòng)尖峰，振動(dòng)頻譜中噪聲地平非常高剩余壽命小于0.2％軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段III.第三階段51Stage1Stage2Stage3Stage4noapparentchangeontypicalvelocityspectrumdefect’sharmonicfrequenciesappeardefect’sfundamentalfrequenciesalsoappearandmayexhibitsidebandsdefect’sharmonicfrequenciesdevelopmultiplesidebands(haystack),fundamentalfreqs.growandalsodevelopsidebandsdefect’s“fund.”frequencyrangedefect’s“harmonic”frequencyrange軸承故障四個(gè)階段的頻譜Stage1Stage2Stage3Stage4no52軸承失效的九個(gè)階段：第I階段頻率范圍在20KHz～60KHz之間或更高普通的頻譜上不會(huì)出現(xiàn)任何指示峰值能量、HFD、沖擊脈沖、SEE等超音頻測(cè)量?jī)x器軸承失效的九個(gè)階段：第I階段頻率范圍在20KHz～6053軸承失效第II階段在共振（固有）頻率處發(fā)出鈴叫聲。共振頻率還作為載波頻率調(diào)制軸承的故障頻率。

軸承失效第II階段在共振（固有）頻率處發(fā)出鈴叫聲。共振頻率還54軸承失效第III階段出現(xiàn)軸承故障頻率當(dāng)軸承磨損進(jìn)一步加劇，峰值將隨著時(shí)間線性增加軸承失效第III階段出現(xiàn)軸承故障頻率55軸承失效第IV階段故障頻率將產(chǎn)生諧波，這表明發(fā)生了一定程度的沖擊故障頻率的諧波有時(shí)會(huì)比基頻峰更早被發(fā)現(xiàn)同時(shí)，時(shí)域波形中也會(huì)出現(xiàn)沖擊脈沖顯示軸承失效第IV階段故障頻率將產(chǎn)生諧波，這表明發(fā)生了一定程度的56軸承失效第V階段出現(xiàn)更多軸承故障諧波，由于故障自身的性質(zhì)，還會(huì)出現(xiàn)邊頻帶時(shí)域波形上的尖峰波將更加清晰和明顯高頻率軸承檢測(cè)，如峰值能量和沖擊脈沖趨勢(shì)持續(xù)上升能夠從頻譜中看到諧波，特別是邊帶后，軸承磨損就已經(jīng)能夠用肉眼觀察到了軸承失效第V階段出現(xiàn)更多軸承故障諧波，由于故障自身的性質(zhì)，還57軸承失效第VI階段1X幅值增大，并出現(xiàn)1X的諧波，這是由于磨損引起間隙增大的結(jié)果軸承失效第VI階段1X幅值增大，并出現(xiàn)1X的諧波，這是由于磨58軸承失效第VII階段故障頻率及其邊頻帶變成峰丘狀，經(jīng)常被叫作“干草堆”。還能聽(tīng)到軸承發(fā)出的噪聲。高頻率的軸承測(cè)量值可能會(huì)逐漸減少。如果有下降趨勢(shì)，不要以為是出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，而應(yīng)該盡快去定購(gòu)用來(lái)更換的軸承了！軸承失效第VII階段故障頻率及其邊頻帶變成峰丘狀，經(jīng)常被叫作59軸承失效第VIII階段頻譜中的“干草堆”將繼續(xù)擴(kuò)大，諧波隨著松動(dòng)的增加而增大。高頻率軸承測(cè)量值趨勢(shì)可能會(huì)繼續(xù)降低，重要的是整個(gè)噪聲水平都在上升。能清晰的聽(tīng)到軸承發(fā)出的聲音。預(yù)示著軸承即將報(bào)廢。軸承失效第VIII階段頻譜中的“干草堆”將繼續(xù)擴(kuò)大，諧波隨著60軸承失效第IX階段這個(gè)階段頻譜會(huì)變平，機(jī)器已經(jīng)不能運(yùn)轉(zhuǎn)了！

軸承失效第IX階段這個(gè)階段頻譜會(huì)變平，機(jī)器已經(jīng)不能運(yùn)轉(zhuǎn)了！61解調(diào)頻譜與軸承故障當(dāng)軸承破壞第七或第八階段時(shí)，噪聲水平將上升到接近波峰。這預(yù)示著軸承即將完全失效！嚴(yán)重故障時(shí)，峰值將高出噪聲水平20dB（100X）損壞程度較低時(shí)波峰將非常小解調(diào)頻譜與軸承故障當(dāng)軸承破壞第七或第八階段時(shí)，噪聲水平將上升62解調(diào)譜與常規(guī)頻譜振動(dòng)解調(diào)可以在滾動(dòng)軸承故障發(fā)展的初始階段檢測(cè)到故障信息，并且可跟蹤軸承故障發(fā)展，在第二，三和第四階段中以不同的信息反映軸承不同的故障狀態(tài)。同時(shí)采用振動(dòng)速度或振動(dòng)加速度檢測(cè)常規(guī)振動(dòng)頻譜可以在滾動(dòng)軸承故障發(fā)展的第三階段有效地檢測(cè)到軸承的故障頻率(內(nèi)環(huán)故障BPFI，外環(huán)故障BPFO，滾動(dòng)體故障BSF和保持架故障FTF)等。振動(dòng)解調(diào)和振動(dòng)速度或振動(dòng)加速度相結(jié)合可以有效地早期檢測(cè)滾動(dòng)軸承的故障。解調(diào)譜與常規(guī)頻譜振動(dòng)解調(diào)可以在滾動(dòng)軸承故障發(fā)展的初始階段檢測(cè)63解調(diào)譜/常規(guī)譜結(jié)合用于軸承故障監(jiān)測(cè)解調(diào)頻譜作為一個(gè)早期指示故障的測(cè)量參數(shù)檢查常規(guī)頻譜和解調(diào)頻譜：都沒(méi)有故障頻率，狀態(tài)良好，作為基線繼續(xù)監(jiān)測(cè)只在解調(diào)頻譜存在故障頻率，早期故障指示，或需要潤(rùn)滑在兩種頻譜中都存在譜峰值，計(jì)劃下一次維修更換軸承只在常規(guī)頻譜中存在峰值，同時(shí)在解調(diào)頻譜中噪聲水平升高，立即更換解調(diào)譜/常規(guī)譜結(jié)合用于軸承故障監(jiān)測(cè)解調(diào)頻譜作為一個(gè)早期指示故64用振動(dòng)頻譜沒(méi)有檢測(cè)出

第一階段軸承故障

用振動(dòng)解調(diào)譜檢測(cè)出

第一階段軸承故障用振動(dòng)頻譜沒(méi)有檢測(cè)出

第一階段軸承故障用振動(dòng)解調(diào)譜檢測(cè)出

65速度譜解調(diào)譜軸承外圈故障速度譜解調(diào)譜軸承外圈故障66

軸承外圈有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承外圈缺陷頻率BPFO及其高次諧波，如果外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，可能出現(xiàn)其轉(zhuǎn)速頻率的邊頻。軸承外圈故障的解調(diào)頻譜特點(diǎn)軸承外圈缺陷軸承外圈缺陷解調(diào)譜軸承外圈有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承外圈缺陷頻率BPF67

軸承內(nèi)圈有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承內(nèi)圈缺陷頻率BPFI及其高次諧波，對(duì)內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，可能出現(xiàn)其轉(zhuǎn)速頻率的邊頻。軸承內(nèi)圈故障的解調(diào)頻譜特點(diǎn)軸承內(nèi)圈缺陷軸承內(nèi)圈缺陷解調(diào)譜

調(diào)制的原因：當(dāng)內(nèi)圈出現(xiàn)故障時(shí)，如果它位于加載區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生的沖擊會(huì)更加劇烈，從而產(chǎn)生更高的振幅。當(dāng)內(nèi)圈故障位置移出加載區(qū)后，其振幅又會(huì)降低，并在軸承頂部達(dá)到最小值。在這種情況下內(nèi)圈的故障頻率被（內(nèi)圈的）旋轉(zhuǎn)頻率所調(diào)制，可以在頻譜中看到1X邊頻帶出現(xiàn)。軸承內(nèi)圈有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承內(nèi)圈缺陷頻68軸承內(nèi)圈故障的解調(diào)頻譜舉例軸承內(nèi)圈故障的解調(diào)頻譜舉例69

軸承滾動(dòng)體有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承滾動(dòng)體缺陷頻率BSF及其高次諧波，以及出現(xiàn)轉(zhuǎn)速頻率的邊頻；此外，由于滾動(dòng)體對(duì)外圈的碰撞強(qiáng)于對(duì)內(nèi)圈的碰撞，在解調(diào)譜上還會(huì)存在BSF的半諧波。軸承滾動(dòng)體故障的解調(diào)頻譜特點(diǎn)軸承滾動(dòng)體缺陷軸承滾動(dòng)體缺陷解調(diào)譜

如果滾珠故障也會(huì)產(chǎn)生調(diào)制。當(dāng)滾珠運(yùn)轉(zhuǎn)在載荷區(qū)會(huì)產(chǎn)生比運(yùn)轉(zhuǎn)在非載荷區(qū)更強(qiáng)烈的沖擊。越接近載荷區(qū)，振幅越高。滾珠沿軸承以保持架頻率FT滾動(dòng)。該頻率低于1X，大約等于0.4X。軸承滾動(dòng)體有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承滾動(dòng)體缺陷頻70

軸承保持架有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承保持架缺陷頻率FIF及其高次諧波；此外，由于軸承潤(rùn)滑不良也會(huì)引起保持架與滾動(dòng)體的直接接觸而出現(xiàn)保持架缺陷頻率。軸承保持架故障的解調(diào)頻譜特點(diǎn)軸承保持架缺陷軸承保持架缺陷解調(diào)譜軸承保持架有缺陷時(shí)，在解調(diào)頻譜上可見(jiàn)軸承保持架缺陷頻71圖7－26吐絲機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖7．4滾動(dòng)軸承故障診斷案例例7-4：2006年6月27日，安陽(yáng)鋼鐵公司高速線材軋制線上的吐絲機(jī)Ⅱ軸發(fā)生軸承碎裂事故，被迫停產(chǎn)檢修。事后檢視在線故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)早在4月13日時(shí)域峰值指標(biāo)狀態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)發(fā)出紅色警報(bào)。圖7－26是吐絲機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。

作為事后調(diào)查，欲對(duì)所有故障監(jiān)測(cè)指標(biāo)作一下回顧，以便認(rèn)識(shí)哪些指標(biāo)對(duì)這類故障信息敏感。所以將各項(xiàng)時(shí)域監(jiān)測(cè)指標(biāo)列舉分析如下：圖7－26吐絲機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖7．4滾動(dòng)軸承故障診斷案例例721、時(shí)域指標(biāo)趨勢(shì)分析

(1)Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峰值趨勢(shì)圖由圖7－27可見(jiàn)，在2～6月份軋Ф6.5鋼時(shí)，吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)時(shí)域峰值從4月13日（50m/s2）開(kāi)始有所上升，到4月25日達(dá)到85m/s2，此后到5月6日已達(dá)到260m/s2以上，并且到吐絲機(jī)軸承出現(xiàn)損壞事故前在線系統(tǒng)一直連續(xù)出現(xiàn)紅色警報(bào)（均在200m/s2以上）。圖7－27峰值趨勢(shì)圖1、時(shí)域指標(biāo)趨勢(shì)分析(1)Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峰值73(2)軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35水平測(cè)點(diǎn)峰值系數(shù)趨勢(shì)圖

由圖7－28可見(jiàn)，在2～6月份軋Ф6.5鋼時(shí)，吐絲機(jī)a35水平測(cè)點(diǎn)峰值系數(shù)在4月13日之前維持在5以下，到4月16日達(dá)到10，此后到5月25日之間一直維持在6.5以上，軸承在正常狀態(tài)下的峰值系數(shù)為5左右，說(shuō)明吐絲機(jī)在4月13日時(shí)已有故障隱患了，到5月25日后吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峰值系數(shù)又降到5以下，說(shuō)明此時(shí)軸承到已經(jīng)損壞了。圖7－28峰值系數(shù)趨勢(shì)圖(2)軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35水平測(cè)點(diǎn)峰值系數(shù)趨勢(shì)圖圖7－74(3)軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峭度指標(biāo)趨勢(shì)圖由圖7－29可見(jiàn)，在2～6月份軋Ф6.5鋼時(shí)，吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峭度在4月13日之前維持在5以下，到4月16日達(dá)到14，此后到5月25日之間一直維持在6.5以上，軸承在正常狀態(tài)下的峭度為3左右，說(shuō)明吐絲機(jī)在4月13日（9.4）時(shí)已有故障隱患了，到5月25日后吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峭度又降到5以下，說(shuō)明此時(shí)軸承到已經(jīng)損壞了。由以上分析可見(jiàn)，從峰值、峰值系數(shù)、峭度三個(gè)時(shí)域指標(biāo)都可看出吐絲機(jī)軸承在4月13日時(shí)已有故障隱患了，在5月初到5月25日是軸承逐漸損壞時(shí)期，若在這個(gè)時(shí)期能夠?qū)ν陆z機(jī)進(jìn)行必要的檢查，就可避免6月27日軸承碎裂事故的發(fā)生。圖7－29峭度指標(biāo)趨勢(shì)圖(3)軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)峭度指標(biāo)趨勢(shì)圖圖7－29752、頻域指標(biāo)趨勢(shì)分析

軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)II軸軸頻幅值趨勢(shì)圖

由圖7－30可見(jiàn)，在2～6月份軋Ф6.5鋼時(shí)，吐絲機(jī)II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的幅值在4月24日之前維持在0.25m/s2以下，4月24日開(kāi)始上升，達(dá)到0.4m/s2，到5月6日達(dá)到9.659m/s2，此后到6月27日之間一直維持在8.5m/s2以上，6月6日最高達(dá)到30.82m/s2，說(shuō)明吐絲機(jī)在4月24日（0.4）時(shí)已有故障隱患了，到5月6日幅值發(fā)生突變，增大了20多倍，說(shuō)明此時(shí)吐絲機(jī)軸承已經(jīng)損壞了。圖7－30II軸軸頻幅值趨勢(shì)圖2、頻域指標(biāo)趨勢(shì)分析軋Φ6.5鋼吐絲機(jī)II軸軸頻幅值趨勢(shì)圖763、譜圖分析(1)a35測(cè)點(diǎn)正常時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖（軋Φ6.5鋼）圖7－31(a)

吐絲機(jī)06年3月9日19：00時(shí)域波形圖3、譜圖分析(1)a35測(cè)點(diǎn)正常時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖（軋Φ677圖7－31(b)

吐絲機(jī)06年3月9日19：00頻域波形圖圖7－31(b)吐絲機(jī)06年3月9日19：00頻域波形圖78特征頻率表1

特征頻率表1（圖7－31軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：1071r/min）吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)譜圖數(shù)據(jù))

圖7－31顯示為吐絲機(jī)3月9日19：00的時(shí)域和頻域波形圖，吐絲機(jī)II軸（高速軸）轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的振幅為0.151m/s2，并且II軸軸頻的2、5、7倍頻的振幅較為突出（見(jiàn)特征頻率表1），這時(shí)II軸已有輕微松動(dòng)故障了。由于振幅相對(duì)很低，不易看出。序號(hào)故障信號(hào)頻率(Hz)計(jì)算特征頻率(Hz)振幅絕對(duì)誤差（Hz）相對(duì)誤差%可信度%故障部位及性質(zhì)分析129.29730.6650.1511.3684.4690II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率258.59461.330.9482.7364.46902×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率392.77391.9950.630.7780.851003×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率4151.367153.3251.1791.9581.281005×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率5205.078214.6551.9169.5774.46907×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率特征頻率表1特征頻率表1（圖7－31軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速79(2)．a(chǎn)35測(cè)點(diǎn)峰值明顯上升時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ6.5鋼)圖7－32(a)

吐絲機(jī)06年4月25日4：00時(shí)域波形圖(2)．a(chǎn)35測(cè)點(diǎn)峰值明顯上升時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ6.80圖7－32(b)

吐絲機(jī)06年4月25日4：00頻域波形圖圖7－32(b)吐絲機(jī)06年4月25日4：00頻域波形圖81特征頻率表2

特征頻率表2（圖7－32軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：1052r/min）吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)譜圖數(shù)據(jù))

圖7－32顯示為吐絲機(jī)4月25日4：00的時(shí)域和頻域波形圖，吐絲機(jī)II軸（高速軸）轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的振幅為0.386m/s2，并且II軸軸頻的2、5、7倍頻幅值較為突出（見(jiàn)特征頻率表2），與3月9日波形圖相比，II軸（高速軸）軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的振幅上升了2倍多，且II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的2、5、7倍頻幅值也相對(duì)上升了，表明吐絲機(jī)II軸松動(dòng)故障在逐漸加重。序號(hào)故障信號(hào)頻率(Hz)計(jì)算特征頻率(Hz)振幅絕對(duì)誤差（Hz）相對(duì)誤差%可信度%故障部位及性質(zhì)分析129.29730.1210.3860.8242.73100II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率258.59460.2421.0261.6482.731002×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率387.89190.3630.6392.4722.731003×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率4151.367150.6050.9480.7625.06905×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率5205.078210.8472.2265.7692.731007×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率特征頻率表2特征頻率表2（圖7－32軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：82(3)．a(chǎn)35測(cè)點(diǎn)峰值上升非常大時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ6.5鋼)圖7－33吐絲機(jī)06年5月6日10：00時(shí)域和頻域波形圖(3)．a(chǎn)35測(cè)點(diǎn)峰值上升非常大時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ683特征頻率表3

特征頻率表3（圖7－33軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：1063r/min）吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)譜圖數(shù)據(jù))

圖7－33顯示為吐絲機(jī)5月6日10：00的時(shí)域和頻域波形圖，吐絲機(jī)II軸（高速軸）轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的振幅為9.659m/s2，并伴有II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的2、3倍頻振幅較為突出（見(jiàn)特征頻率表3），與4月25日波形圖相比，II軸（高速軸）軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率振幅上升了20多倍，且II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的2、3倍頻振幅也相對(duì)上升了，表明吐絲機(jī)II軸上軸承已經(jīng)損壞了。這個(gè)時(shí)間距軸承破碎還有40多天，而且頻譜圖上已有極明顯的故障征兆。低頻段升高20倍，使高頻振幅都?jí)合氯チ?。在此期間處理，完全可以避免事故發(fā)生。序號(hào)故障信號(hào)頻率(Hz)計(jì)算特征頻率(Hz)振幅絕對(duì)誤差（Hz）相對(duì)誤差%可信度%故障部位及性質(zhì)分析129.29730.4369.6591.1393.74100II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率258.59460.8723.5212.2783.741002×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率387.89191.3082.7733.4173.741003×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率特征頻率表3特征頻率表3（圖7－33軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：84(4)．吐絲機(jī)軸承碎裂當(dāng)天的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ6.5鋼)圖7－34吐絲機(jī)06年6月27日06：51時(shí)域和頻域波形圖(4)．吐絲機(jī)軸承碎裂當(dāng)天的時(shí)域波形及頻譜圖(軋Φ6.5鋼)85特征頻率表4

特征頻率表4（圖7－34軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速：1084r/min吐絲機(jī)a35測(cè)點(diǎn)譜圖數(shù)據(jù))

圖7－34顯示為吐絲機(jī)6月27日06：51的時(shí)域和頻域波形圖，吐絲機(jī)II軸（高速軸）轉(zhuǎn)動(dòng)頻率幅值為15.201m/s2,比5月9日幅值又有所上升，說(shuō)明吐絲機(jī)II軸軸承已嚴(yán)重?fù)p壞，從而導(dǎo)致II軸軸頻幅值持續(xù)上升。序號(hào)故障信號(hào)頻率(Hz)計(jì)算特征頻率(Hz)振幅絕對(duì)誤差（Hz）相對(duì)誤差%可信度%故障部位及性質(zhì)分析129.29731.03815.2011.7415.6190II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率258.59462.0767.5733.4825.61902×II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率特征頻率表4特征頻率表4（圖7－34軋φ6.5鋼時(shí)轉(zhuǎn)速864、診斷結(jié)論1、根據(jù)以上分析，一煉軋廠吐絲機(jī)有以下兩方面的故障征兆。

(1)吐絲機(jī)II軸在初期（3、4月份）有輕微松動(dòng)故障征兆，實(shí)質(zhì)是軸承定心劣化。(2)吐絲機(jī)II軸兩端的軸承有損傷。2、吐絲機(jī)II軸有松動(dòng)的故障特征，是由于在頻域圖中II軸轉(zhuǎn)頻(基頻)及其2、5、7倍頻幅值在2、3月份較小，到4、5月份都有較大增長(zhǎng)，與松動(dòng)故障很吻合，尤其在軋小規(guī)格鋼(10mm鋼以下)時(shí)候更為突出。3、吐絲機(jī)II軸兩端的軸承有損傷是由于在時(shí)域指標(biāo)中峰值系數(shù)和峭度指標(biāo)2、3月份都屬于正常范圍內(nèi)，到4、5月份上升了幾倍甚至十幾倍，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了軸承正常運(yùn)行的技術(shù)狀態(tài)。4、吐絲機(jī)II軸兩端的軸承損壞，表現(xiàn)為軸承在早期（3、4月份）與II軸之間配合間隙大而引起II軸出現(xiàn)松動(dòng)故障，后期（5、6月份）軸承損壞主要表現(xiàn)為II軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率振幅很高，而其3、5、7倍頻幅值不再突出，頻譜圖與3、4月份明顯不同。4、診斷結(jié)論1、根據(jù)以上分析，一煉軋廠吐絲機(jī)有以下兩方面的故875、從在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)域和頻域兩方面都能表明吐絲機(jī)II軸上軸承損壞的漸變過(guò)程。

綜合此事件所獲得的經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)峭度指標(biāo)異常升高，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率振幅也有很大的增加，同時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的高階次諧頻。這些條件綜合起來(lái)，就是滾動(dòng)軸承故障的判定條件。附圖：軸承（型號(hào)10284776）損壞照片如下：

圖7－35、軸承內(nèi)外圈損壞照片圖7－36、吐絲機(jī)II高速軸5、從在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)域和頻域兩方面都能表明吐絲機(jī)II軸上軸88廢氣風(fēng)機(jī)診斷案例

廢氣風(fēng)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置圖

設(shè)備參數(shù)

電機(jī)轉(zhuǎn)速943r/min

電機(jī)容量630kw

測(cè)點(diǎn)3軸承型號(hào)SKF22230滾動(dòng)體個(gè)數(shù)21

計(jì)算特征頻率

轉(zhuǎn)頻

fr=943/60=15.72Hz

內(nèi)圈故障頻率fr=0.6*Z*fr=198.10Hz

外圈故障頻率fo=0.4*Z*fr=132.02

Hz廢氣風(fēng)機(jī)診斷案例廢氣風(fēng)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置圖設(shè)備參數(shù)89幅域特征值分析測(cè)點(diǎn)測(cè)試日期垂直V水平H軸向A32007.08.101.081.902.792007.08.212.252.097.64超過(guò)ISO2372國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中“C”級(jí)振動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)7.1mm/s，屬于“不滿意”狀態(tài)

1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1低頻段分析

2.1.2共振解調(diào)分析

2.2軸向

2.2.1低頻段分析

2.3.2共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程幅域特征值分析測(cè)點(diǎn)測(cè)試日期垂直V水平H軸向A32007.0890頻域分析轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波非同步頻率135.31Hz及諧波測(cè)點(diǎn)3V低頻分析2007.08.10非同步頻率135.31Hz及諧波2007.08.21轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波特征頻率幅值增大4倍1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1低頻段分析

2.1.2共振解調(diào)分析

2.2軸向

2.2.1低頻段分析

2.3.2共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程頻域分析轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波非同步頻率135.31Hz及910.40.30.20.10頻域分析測(cè)點(diǎn)3V共振解調(diào)分析2007.08.10故障頻率135.31Hz及諧波2007.08.21故障頻率135.31Hz及諧波被16.56Hz頻率