滾動(dòng)軸承故障診斷滾動(dòng)軸承故障診斷第1頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)滾動(dòng)軸承故障診斷第2頁概述滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中主要零件滾動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)摩擦系數(shù)小，運(yùn)動(dòng)精度高對(duì)潤(rùn)滑劑黏度不敏感，多數(shù)滾動(dòng)軸承可使用潤(rùn)滑脂低速下也能承受載荷產(chǎn)品已經(jīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，易于大批量生產(chǎn)，成本低廉，交換性好滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)承受沖擊能力差滾動(dòng)體上載荷分布不均勻滾動(dòng)軸承故障診斷第3頁概述滾動(dòng)軸承組成外圈內(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滾動(dòng)軸承故障診斷第4頁概述滾動(dòng)軸承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)軸承拆卸使用專門拆卸工具滾動(dòng)軸承故障診斷第5頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)疲勞剝落磨損銹蝕塑性變形斷裂膠合保持架損壞滾動(dòng)軸承故障診斷第6頁常見故障形式疲勞剝落原因內(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)沖擊載荷、振動(dòng)和噪聲加劇滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效滾動(dòng)軸承故障診斷第7頁常見故障形式疲勞剝落是軸承失效主要形式普通所說軸承壽命就是指軸承疲勞壽命滾動(dòng)軸承額定壽命在滾道或滾動(dòng)體上出現(xiàn)面積為0.5mm2疲勞剝落坑就認(rèn)為軸承壽命終止同一批軸承中，最高壽命與最低壽命能夠相差幾十倍甚至上百倍，所以正確診療軸承故障能夠合理利用軸承壽命滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因滾動(dòng)軸承故障診斷第8頁常見故障形式磨損原因塵埃、異物侵入潤(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)和噪聲增大滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因滾動(dòng)軸承故障診斷第9頁常見故障形式銹蝕原因水分或酸、堿性物質(zhì)侵入軸承停頓工作后，軸承溫度下降，空氣中水分凝結(jié)電流經(jīng)過，引發(fā)電火花而產(chǎn)生電蝕后果高精度軸承因?yàn)楸砻驿P蝕造成精度喪失而不能正常工作滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因滾動(dòng)軸承故障診斷第10頁常見故障形式滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因塑性變形原因：軸承受到過大沖擊載荷或靜載荷，熱變形引發(fā)額外載荷硬度很高異物侵入后果：運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生猛烈振動(dòng)和噪聲壓痕引發(fā)沖擊載荷會(huì)深入引發(fā)附近表面剝落膠合原因:在潤(rùn)滑不良、高速重載情況下工作時(shí)，因?yàn)槟Σ涟l(fā)燒，軸承零件能夠在極短時(shí)間內(nèi)到達(dá)很高溫度，使一個(gè)表面上金屬粘附到另一個(gè)表面上后果:出現(xiàn)壓痕，產(chǎn)生剝落區(qū)滾動(dòng)軸承故障診斷第11頁常見故障形式滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因保持架損壞原因：因?yàn)檠b配或使用不妥可能會(huì)引發(fā)保持架發(fā)生變形后果：保持架和滾動(dòng)體之間摩擦增大，甚至使一些滾動(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)钊胧拐駝?dòng)、噪聲與發(fā)燒加劇，造成軸承損壞保持架斷裂原因：過高載荷可能引發(fā)軸承零件斷裂金屬材料有缺點(diǎn)和熱處理不良轉(zhuǎn)速過高，潤(rùn)滑不良后果：軸承出現(xiàn)裂紋，加速劣化滾動(dòng)軸承故障診斷第12頁常見故障原因綜述裝配不妥潤(rùn)滑不良腐蝕水分和異物侵入征兆是在滾道、滾子、保持架或其它位置出現(xiàn)紅棕色區(qū)域過熱征兆是滾道，球和保持架變色，從金色變?yōu)樗{(lán)色溫度超出400F（204℃）使?jié)L道和滾動(dòng)體材料退火硬度降低造成軸承承重降低和早期失效嚴(yán)重情況下引發(fā)變形，另外溫升高會(huì)降低和破壞潤(rùn)滑性能過載引發(fā)過早疲勞（包含過緊配合，布氏硬度凹痕和預(yù)負(fù)荷）滾動(dòng)軸承故障診療

常見故障形式及原因滾動(dòng)軸承故障診斷第13頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)疲勞剝落磨損銹蝕塑性變形斷裂膠合保持架損壞裝配不妥潤(rùn)滑不良腐蝕過熱過載滾動(dòng)軸承故障診斷第14頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)軸承制造裝配原因引發(fā)振動(dòng)故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷第15頁軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)滾動(dòng)軸承承載時(shí)，因?yàn)椴灰粯游恢贸休d滾動(dòng)體數(shù)目不一樣，因而承載剛度會(huì)有改變，引發(fā)軸心起伏波動(dòng)采取游隙較小軸承或加預(yù)緊力可減小此振動(dòng)滾動(dòng)軸承承載剛度和滾子位置關(guān)系振動(dòng)原因分析滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第16頁軸承裝配制造原因引發(fā)振動(dòng)在軸承制造過程中，加工設(shè)備振動(dòng)而產(chǎn)生加工面波紋度滾動(dòng)體大小不均勻引發(fā)軸心擺動(dòng)振動(dòng)原因分析滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第17頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)軸承制造裝配原因引發(fā)振動(dòng)故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)磨損膠合疲勞剝落損傷滾動(dòng)軸承故障診斷第18頁軸承磨損伴隨磨損進(jìn)行，振動(dòng)加速度峰值和RMS值遲緩上升，振動(dòng)信號(hào)展現(xiàn)較強(qiáng)隨機(jī)性峰值與RMS值比值從5左右逐步增加到5.5～6軸承磨損時(shí)振動(dòng)加速度振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(1)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第19頁嚴(yán)重磨損造成軸承偏心軸承出現(xiàn)偏心，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸心便會(huì)繞外圈中心擺動(dòng)振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(1)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第20頁膠合在A點(diǎn)以前，振動(dòng)加速度略微下降，溫度遲緩上升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，軸承中已經(jīng)有顯著金屬與金屬直接接觸和短暫滑動(dòng)B點(diǎn)之后有更頻繁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

從圖中能夠看出，振動(dòng)值比溫度能更早地預(yù)報(bào)膠合發(fā)生，由此可見軸承振動(dòng)是一個(gè)比較敏感故障參數(shù)振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(2)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理振動(dòng)溫度滾動(dòng)軸承故障診斷第21頁疲勞剝落損傷當(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程在碰撞點(diǎn)產(chǎn)生很大沖擊加速度(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)結(jié)構(gòu)，為其固有頻率(d圖)振幅增加量A也與沖擊速度成正比振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(3)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理a滾動(dòng)軸承故障診斷第22頁疲勞剝落損傷疲勞剝落故障軸承振動(dòng)信號(hào)T取決于碰撞頻率，T=1/f碰振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(3)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第23頁軸承外滾道損傷軸承內(nèi)滾道損傷滾動(dòng)體損傷振動(dòng)原因分析---故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)(3)滾動(dòng)軸承故障診療

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷第24頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)軸承制造裝配原因引發(fā)振動(dòng)故障缺點(diǎn)引發(fā)振動(dòng)磨損膠合疲勞剝落損傷滾動(dòng)軸承故障診斷第25頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診療精密診療測(cè)點(diǎn)選擇傳感器選擇傳感器安裝測(cè)量參數(shù)設(shè)定獲取數(shù)據(jù)計(jì)算特征值頻譜分析滾動(dòng)軸承故障診斷第26頁振動(dòng)測(cè)量測(cè)點(diǎn)選擇測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被測(cè)軸承承載區(qū)，應(yīng)盡可能降低中間傳遞步驟，探測(cè)點(diǎn)離軸承外圈距離越近越直接越好應(yīng)盡可能考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)止推軸承向心軸承滾動(dòng)軸承故障診斷第27頁振動(dòng)測(cè)量測(cè)點(diǎn)選擇振動(dòng)傳遞路徑會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)滾動(dòng)軸承故障診斷第28頁振動(dòng)測(cè)量傳感器選擇與固定方式滾動(dòng)軸承振動(dòng)可能是頻率為1kHz以下低頻脈動(dòng)，也有可能是頻率在1kHz以上，數(shù)千赫茲甚至數(shù)十千赫茲高頻振動(dòng)，通常二者皆有傳感器獲取信號(hào)應(yīng)同時(shí)覆蓋上述兩個(gè)頻帶傳感器尺寸和重量應(yīng)盡可能小提議采取鋼制螺栓固定滾動(dòng)軸承故障診斷第29頁振動(dòng)測(cè)量分析譜帶選擇低頻段低頻率段指1kHz以下頻率范圍

普通能夠采取低通濾波器（比如截止頻率f≤1kHz）濾去高頻成份后再作頻譜分析可直接觀察頻譜圖上對(duì)應(yīng)特征譜線，做出判斷這個(gè)頻率范圍輕易受到機(jī)械及電源干擾，而且在故障早期反應(yīng)故障頻率成份在低頻段能量很小。所以，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高通濾波器濾去1kHz以下低頻成份，以消除機(jī)械干擾；用信號(hào)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)零件共振頻率成份，用通帶內(nèi)信號(hào)總功率作為監(jiān)測(cè)參數(shù)滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)滾動(dòng)軸承故障診斷第30頁振動(dòng)測(cè)量分析譜帶選擇高頻段高頻率段指20～80kHz頻率范圍

軸承故障引發(fā)沖擊有很大個(gè)別沖擊能量分布在高頻段假如采取適當(dāng)加速度傳感器和固定方式確保傳感器較高諧振頻率，利用傳感器諧振或電路諧振增強(qiáng)所得到衰減振動(dòng)信號(hào)，對(duì)故障診療非常有效瑞典沖擊脈沖計(jì)（SPM）和美國(guó)首創(chuàng)IFD法就是利用這個(gè)頻段滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)頻率Hz1KHz20KHz80KHz滾動(dòng)軸承4個(gè)零部件故障頻率區(qū)潤(rùn)滑不好零部件固有頻率區(qū)結(jié)構(gòu)件固有頻率區(qū)傳感器固有頻率區(qū)滾動(dòng)軸承故障診斷第31頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診療精密診療獲取數(shù)據(jù)常見特征值波形指標(biāo)峰值指標(biāo)概率密度峭度指標(biāo)

SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第32頁簡(jiǎn)易診療目標(biāo)簡(jiǎn)易診療：判斷滾動(dòng)軸承是否出現(xiàn)了故障精密診療：判斷故障軸承故障類別及原因滾動(dòng)軸承故障簡(jiǎn)易標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)

絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是指用于判斷實(shí)測(cè)振值是否超限絕對(duì)量值相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)軸承同一部位定時(shí)進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，并按時(shí)間先后進(jìn)行比較，以軸承無故障情況下振值為基準(zhǔn)，依據(jù)實(shí)測(cè)振值與該基準(zhǔn)振值之比來進(jìn)行判斷標(biāo)準(zhǔn)類比判定標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)對(duì)若干同一型號(hào)軸承在相同條件下在同一部位進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，并將振值相互比較進(jìn)行判斷標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承故障診斷第33頁簡(jiǎn)易診療振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診療法振幅值診療法振幅值指峰值、均方根值峰值反應(yīng)是某時(shí)刻振幅最大值，因而它適合用于像表面點(diǎn)蝕損傷之類含有瞬時(shí)沖擊故障診療；對(duì)于轉(zhuǎn)速較低情況（如300r/min以下），也常采取峰值進(jìn)行診療均方根值是對(duì)時(shí)間平均，因而它適合用于像磨損之類振幅值隨時(shí)間遲緩改變故障診療滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)滾動(dòng)軸承故障診斷第34頁簡(jiǎn)易診療振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診療法波形指標(biāo)診療法波形指標(biāo)：峰值與均值之比

當(dāng)波形指標(biāo)值過大時(shí)，表明滾動(dòng)軸承可能有點(diǎn)蝕；當(dāng)波形指標(biāo)較小時(shí)，則有可能發(fā)生了磨損；滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)點(diǎn)蝕磨損滾動(dòng)軸承故障診斷第35頁簡(jiǎn)易診療振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診療法峰值指標(biāo)診療法峰值指標(biāo)：峰值與均方根值之比

不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及載荷影響，也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度改變影響，尤其適合用于點(diǎn)蝕類故障診療當(dāng)滾動(dòng)軸承無故障時(shí)，Xp/Xrms，為一較小穩(wěn)定值一旦軸承出現(xiàn)了損傷，則會(huì)產(chǎn)生沖擊信號(hào)，振動(dòng)峰值顯著增大，但此時(shí)均方根值尚無顯著增大，故Xp/Xrms增大當(dāng)故障不停擴(kuò)展，峰值逐步到達(dá)極限值后，均方根值則開始增大，Xp/Xrms逐步減小，直至恢復(fù)到無故障時(shí)大小滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)故障劣化峰值指標(biāo)故障嚴(yán)重正常t滾動(dòng)軸承故障診斷第36頁簡(jiǎn)易診療振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診療法概率密度診療法無故障軸承：經(jīng)典正態(tài)分布曲線有故障軸承：概率密度曲線可能出現(xiàn)偏斜或分散滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)正常軸承故障軸承滾動(dòng)軸承故障診斷第37頁簡(jiǎn)易診療振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診療法峭度指標(biāo)診療法振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律無故障軸承，其峭度指標(biāo)值約為3。伴隨故障出現(xiàn)和發(fā)展，峭度指標(biāo)含有與峰值指標(biāo)類似改變趨勢(shì)與軸承轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無關(guān)，主要適合用于點(diǎn)蝕類故障診療滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)試驗(yàn)中第74h軸承發(fā)生了疲勞破壞，峭度指標(biāo)由3上升到6，而此時(shí)RMS值尚無顯著增大故障深入惡化后，RMS值才有所反應(yīng)，RMS適合于磨損類故障說明：圖中虛線表示在不一樣轉(zhuǎn)速（800~2700r/min）和不一樣載荷（0~11KN）下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)各特征值變動(dòng)范圍。例子：滾動(dòng)軸承故障診斷第38頁概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)獲取數(shù)據(jù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診療精密診療常見特征值波形指標(biāo)峰值指標(biāo)概率密度峭度指標(biāo)

SPM滾動(dòng)軸承故障診療滾動(dòng)軸承故障診斷第39頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)特點(diǎn)無須專業(yè)人員進(jìn)行分析，可直接得到軸承損傷程度診療快捷、準(zhǔn)確，可作為滾動(dòng)軸承監(jiān)測(cè)主要伎倆一樣適合用于低轉(zhuǎn)速軸承可輕易取得軸承早期故障信息滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第40頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)沖擊脈沖因?yàn)榻佑|面上物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生振動(dòng)與振動(dòng)不一樣：振動(dòng)是連續(xù)；沖擊脈沖是斷續(xù)；沖擊能量大小取決于物體碰撞時(shí)沖擊速度物體表面凹凸不平度滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第41頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第42頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)微弱沖擊輕易被淹沒在噪聲中UnbalancePeaksaroundtheresonansfrequencyBandpassfilterbearingdamageunbalances簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第43頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)001.0.100.1Signalafterbandpassfilter

0.1AfterenvelopAfterrectifying簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第44頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)Frequencydomain簡(jiǎn)易診療---SPMTimedomainFFT滾動(dòng)軸承故障診斷第45頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)dBsv:衡量沖擊脈沖能量強(qiáng)度絕對(duì)值，對(duì)加速度信號(hào)取20lg

dBi：滾動(dòng)軸承初始值，相當(dāng)于一個(gè)沒有任何損傷良好軸承所含有沖擊值

dBN:評(píng)定滾動(dòng)軸承工作狀態(tài)簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第46頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)標(biāo)準(zhǔn)沖擊能量(dBN):總沖擊能量與初始沖擊能量之差0≤dBN≤20dB

正常狀態(tài)，軸承工作狀態(tài)良好

20dB≤dBN≤35dB

注意狀態(tài)，軸承有早期損傷

35dB≤dBN≤60dB

警告狀態(tài)，軸承已經(jīng)有顯著損傷滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)簡(jiǎn)易診療---SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第47頁沖擊脈沖診療法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動(dòng)軸承故障診療

故障診療技術(shù)簡(jiǎn)易診療---SPM評(píng)價(jià)指標(biāo)分析流程方法原理研究對(duì)象滾動(dòng)軸承故障診斷第48頁滾動(dòng)軸承故障診療概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診療技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診療精密診療獲取數(shù)據(jù)常見特征值波峰因數(shù)波形因數(shù)概率密度峭度

SPM滾動(dòng)軸承故障診斷第49頁振動(dòng)頻率：為軸承各個(gè)別固有頻率故障頻率：滾動(dòng)體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊間隔頻率滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療精密診療高頻低頻固有頻率故障頻率滾動(dòng)軸承故障診斷第50頁鋼球振動(dòng)固有頻率：設(shè)為鋼材，帶入得：軸承圈在自由狀態(tài)下徑向彎曲振動(dòng)固有頻率：上式均為理論計(jì)算值，與實(shí)際值有出入滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第51頁幾何參數(shù)Z—滾珠個(gè)數(shù)d—滾珠直徑D—軸承滾道節(jié)徑ɑ—接觸角r1—內(nèi)圈滾道半徑r2—外圈滾道半徑滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第52頁接觸角—滾動(dòng)軸承外圈與滾動(dòng)體接觸點(diǎn)法線和垂直于軸承軸線夾角.向心軸承推力軸承接觸角α反應(yīng)軸承主要承受載荷方向徑向力徑向力、軸向力

(主要)徑向力、軸向力

(主要)軸向力滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第53頁滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第54頁精密診療滾動(dòng)軸承特征頻率滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療保持架旋轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率滾動(dòng)體經(jīng)過外圈一點(diǎn)頻率滾動(dòng)體經(jīng)過內(nèi)圈一點(diǎn)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)軸承故障診斷第55頁內(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))精密診療滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療fifofbfrfc滾動(dòng)軸承故障診斷第56頁精密診療關(guān)于特征頻率幾點(diǎn)說明：公式計(jì)算時(shí)假設(shè)外圈與軸承座沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)假設(shè)滾動(dòng)體沒有滑動(dòng)，做純滾動(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)找其近似值來判斷，還與頻率分辨率相關(guān)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)速非同時(shí)頻率滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第57頁滾動(dòng)體產(chǎn)生損傷時(shí)，缺點(diǎn)部位經(jīng)過內(nèi)圈或外圈滾道表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)滾動(dòng)軸承無徑向間隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生頻率為nZfb沖擊振動(dòng)有徑向間隙時(shí)，依據(jù)損傷部位與內(nèi)圈或外圈發(fā)生沖擊接觸位置不一樣，會(huì)發(fā)生以保持架旋轉(zhuǎn)頻率fc進(jìn)行振幅調(diào)制情況。精密診療滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療軸承滾動(dòng)體故障滾動(dòng)軸承故障診斷第58頁內(nèi)滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，如剝落、裂紋、點(diǎn)蝕等，若滾動(dòng)軸無徑向間隙，會(huì)產(chǎn)生頻率為nZfi沖擊振動(dòng)通常滾動(dòng)軸承都有徑向間隙，且為單邊載荷，依據(jù)損傷個(gè)別與滾動(dòng)體發(fā)生沖擊接觸位置不一樣，振動(dòng)振幅會(huì)發(fā)生周期性改變，即發(fā)生振幅調(diào)制。軸承內(nèi)圈故障精密診療滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第59頁軸承內(nèi)圈故障精密診療滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療變形圖受力分布圖滾動(dòng)軸承故障診斷第60頁軸承外圈故障外滾道產(chǎn)生損傷時(shí)，在滾動(dòng)體經(jīng)過時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)因?yàn)閾p傷位置與載荷方向相對(duì)位置關(guān)系是一定，所以不存在振幅調(diào)制情況精密診療滾動(dòng)軸承故障診療

精密診療滾動(dòng)軸承故障診斷第61頁滾動(dòng)軸承故障診療1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例簡(jiǎn)易診療，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較，判斷有沒有故障自由能量改變?cè)诘皖l段尋找故障頻率及其諧波是否存在沖擊、摩擦、偏載等情況尋找故障頻率及其諧波滾動(dòng)軸承故障診斷第62頁滾動(dòng)軸承故障診療某廠煤粉1#廢氣風(fēng)機(jī)軸承故障診療某廠大脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診療滾動(dòng)軸承故障診斷第63頁滾動(dòng)軸承故障診療廢氣風(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廢氣風(fēng)機(jī)診療案例計(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滾動(dòng)軸承故障診斷第64頁滾動(dòng)軸承故障診療幅域特征值分析（單位：mm/s）

測(cè)點(diǎn)測(cè)試日期垂直V水平H軸向A3.08.101.081.902.79.08.212.252.097.64超出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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第65頁滾動(dòng)軸承故障診療轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波非同時(shí)頻率135.31Hz及諧波測(cè)點(diǎn)3V低頻分析.08.10非同時(shí)頻率135.31Hz及諧波.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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第66頁0.40.30.20.10滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3V共振解調(diào)分析.08.10故障頻率135.31Hz及諧波.08.21故障頻率135.31Hz及諧波被16.56Hz頻率調(diào)制特征頻率幅值增大，并被轉(zhuǎn)頻所調(diào)制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0.070.050.030.010廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第67頁滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3A低頻分析.08.10非同時(shí)頻率135.31Hz及諧波調(diào)制頻率16.56Hz故障頻率135.31Hz及諧波轉(zhuǎn)頻16.56Hz邊帶.08.212.01.51.00.5097531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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第68頁滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3A共振解調(diào)分析.08.10轉(zhuǎn)頻16.56Hz及其諧波故障頻率135.16Hz及其諧波轉(zhuǎn)頻16.56Hz及其諧波故障頻率135.16Hz及其諧波.08.210.10.080.060.040.0200.180.120.080.040特征頻率幅值顯著增大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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第69頁滾動(dòng)軸承故障診療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)域分析診斷流程測(cè)點(diǎn)3A時(shí)域分析.08.10削波現(xiàn)象削波處.08.21廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第70頁滾動(dòng)軸承故障診療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)域分析診斷流程診療結(jié)論經(jīng)過兩次測(cè)量比較，軸承故障特征頻率135.31Hz增加顯著，且?guī)мD(zhuǎn)軸邊帶

。依據(jù)計(jì)算故障頻率135.31Hz是軸承外圈特征頻率，所以能夠確定軸承外圈出現(xiàn)故障

滾動(dòng)體與內(nèi)圈或外圈局部有碰磨現(xiàn)象，從而造成軸承溫度升高生產(chǎn)驗(yàn)證點(diǎn)蝕嚴(yán)重廢氣風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第71頁滾動(dòng)軸承故障診療診療案例某廠煤粉1#廢氣風(fēng)機(jī)軸承故障診療某廠大脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診療滾動(dòng)軸承故障診斷第72頁滾動(dòng)軸承故障診療大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例大脫硫風(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850r/min

液力耦合器輸入軸轉(zhuǎn)速850r/min、輸出軸轉(zhuǎn)速740r/min風(fēng)機(jī)兩測(cè)滾動(dòng)軸承型號(hào)：22344CA

滾動(dòng)體個(gè)數(shù)13計(jì)算特征頻率

轉(zhuǎn)頻

fr=740/60=12.33Hz

內(nèi)圈故障頻率fr=0.6*Z*fr=96.2

Hz

外圈故障頻率fo=0.4*Z*fr=64.1

Hz滾動(dòng)軸承故障診斷第73頁滾動(dòng)軸承故障診療幅域特征值分析（單位：mm/s）

測(cè)點(diǎn)測(cè)試日期垂直V水平H軸向A3.9.132.983.055.31.1.295.003.527.75超出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高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第74頁滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3V高頻分析1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程.09.13.01.291.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s自由能量加大幅值增大大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第75頁1.51.20.80.6RMSAccelerationinG-s0.32004006008001000滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3

V低頻分析1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程.09.13.01.29非同時(shí)頻率60.31Hz及諧波非同時(shí)頻率63.91Hz及諧波大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第76頁12963RMSAccelerationinG-s02004006008001000滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3

V共振解調(diào)分析1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程.09.13.01.29故障頻率63.91Hz及諧波60.31Hz頻率及諧波幅值增大5倍大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第77頁1.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s010004000600080003000滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)3

H

高頻分析1.幅域分析2.頻域分析

2.1垂直方向

2.1.1高頻段分析

2.1.2低頻段分析

2.1.3共振解調(diào)分析

2.2水平方向

2.2.1高頻段分析

2.2.2低頻段分析

2.3.3共振解調(diào)分析3.時(shí)域分析診斷流程.09.13.01.29自由能量加大大脫硫風(fēng)機(jī)診療案例滾動(dòng)軸承故障診斷第78頁1.20.80.60.3PKVelocityinmm/Sec06008001000200400滾動(dòng)軸承故障診療測(cè)點(diǎn)