滚动轴承故障的检测方法

              北京海诚信丰科技有限公司

滚动轴承是泵和电机的主要基础零部件之一，是日常生产运行中重点监测对象。图1描述了泵和电机主要存在的故障。

滚动轴承是泵和电机的易损件，轴承的故障会导致泵和电机剧烈振动和噪声，甚至会引起设备的损坏。滚动轴承在运转过程中可由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑**、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可使轴承过早损坏。滚动轴承的主要故障形式有：疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合和保持架损坏等。

滚动轴承故障监测方法主要是振动信号法及油污染 分析法（铁谱分析）
 

振动信号法有以下几种方法：

1.峰值检测法

滚动轴承运行故障一般特征：振动大、温度高、噪声响

检测振动峰值（一般为振动加速度峰值），配合温度检测和噪声比较

2.崤度检测法

 峭度：

  随着故障的发生和发展，一般峰值Xp=Xmax、Xrms、∣X∣和β均会逐渐增大，其中峭度β对大幅值振动*敏感，当大幅值出现的概率增加时，β值会迅速增大，对信号中含有脉冲的故障特别有效。峰值Xp检测和脉冲故障的灵敏度居中。

3.频谱分析法

利用振动数据采集器对滚动轴承振动信号进行频谱分析，需要建立轴承数据库软件（几万个轴承型号），得到滚动轴承内圈、外圈、滚珠和保持架的特征频率进行比对分析

4.冲击脉冲法（SPM）

冲击脉冲传感器测量原理：带通滤波器，中心频率为：32KHz，带宽：左右500Hz，信号放大倍率5～7倍，信号调制/解调

状态评定参数的含义：

dBsv：冲击脉冲值的**分贝，是用来衡量冲击脉冲能量强度的**值。

dBi： 冲击脉冲值的背景分贝，即滚动轴承初始值。其数值大小取决于滚动轴承内径大小和转速的大小。

dBn： 冲击脉冲值的标准分贝。用来评定滚动轴承工作状态的标准。dBn＝ dBsv- dBi

dBm：*大分贝，它的定义是时间窗口中*强的脉冲，表示滚动轴承元件损坏的*大程度。

dBc： 地毯分贝。其数值为每秒产生200个冲击脉冲信号的*高读数。地毯值一般低于10 dBn

              
     绿色：   0≤dBn≤20  dB   正常状态

  黄色：   20≤dBn≤35 dB  注意；轴承有初期损伤

  红色：   35≤dBn≤60 dB  警告；轴承已有明显损伤

  5.振动高频滤波检测法

轴承状态值：轴承状态值系测量滚动轴承损坏频率可能出现的范围，并显示其振动速度有效值，作为轴承状态的参考。一般机械故障如不平衡或不对中等其产生的振动频率很少超过600Hz，而一般超过频率12000Hz的振动信号已相当微弱，所以提取这个范围内的振动值定义为轴承状态值。

L－方法:检查滚动轴承状态的方法

      理论计算和实验及实际测试表明：源于轴承的故障频率集中在高频范围，L－方法测量600 Hz 至 12k Hz 的振动，所有由机械故障如不平衡和不对中引起的振动被滤波器所抑制。L－方法也反映润滑状态，在高L－值时应先检查润滑状态。机器转速、功率和轴承尺寸对L－值几乎没有影响。

L－方法只定义了两个标准状态，好和差 

1．良好的轴承状态和润滑状态，L值<1，继续运行。

2．差的轴承状态和润滑状态，L值>2，更换轴承。

3. 当 1<L<2时，加油，改善润滑状况。

如果机器转速或齿轮啮合频率在600Hz至12000Hz之间时，则此时可能L值很高却没有轴承损坏问题，因此应用此轴承状态参考标准时，必须特别注意这个问题。

优点：

¨ 无须专业人员进行分析，直接得到轴承运行状态

¨ 诊断方便快捷、准确，可作为滚动轴承监测的主要手段

¨ 同样适用于低转速轴承

¨ 能轻易获得轴承早期故障信息