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轴承故障的检测诊断技术-中诺仪器
日期：2024-11-21 22:45
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摘要： 为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，**保养、检测、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等，根据检测结果，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。
2 异常旋转音分析诊断
异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。相对而言，使用安铂电子听诊...
为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，**保养、检测、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等，根据检测结果，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。
2 异常旋转音分析诊断
异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。相对而言，使用安铂电子听诊器APM-20进行监测，更有利于提高监测的可靠性。轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。异常声响所反映的轴承故障如下。
（1）轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。
（2）轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。声响的周期与轴承的转速成正比。应对轴承进行更换。
（3）轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。声响强度较小，与转数没有联系。应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。
（4）轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。
3 振动信号分析诊断
轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。所以，通过采用特殊的安铂轴承振动测量器VBA10(频率分析器等)可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。
滚动轴承故障的检测诊断技术有很多种,如振动信号检测、润滑油液分析检测、温度检测、声发射检测等。在各种诊断方法中,基于振动信号的诊断技术应用*为**,该技术分为简易诊断法和精密诊断法两种。简易诊断利用振动信号波形的各种参数,如幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等,以及各种解调技术对轴承进行初步判断以确认是否出现故障;精密诊断则利用各种现代信号处理方法判断在简易诊断中被认为是出现了故障的轴承的故障类别及原因。
3.1滚动轴承故障的简易诊断法
在利用振动对滚动轴承进行简易诊断的过程中，通常是要测得的振值(峰值、有效值等)与预先给定的某种判定标准进行比较，根据实测的振值是否超出了标准给出的界限来判断轴承是否出现了故障，以决定是否需要进一步进行精密诊断。用于滚动轴承简易诊断的判断标准可大致分为三种：
（1）**判定标准:是用于判断实测振值是否超限的**量值；
（2）相对判定标准:是对轴承的同一部位定期进行振动检测，并按时间先后进行比较，以轴承无故障的情况下的振值为标准，根据实测振值与该基准振值之比来进行诊断的标准；
（3）类比判定标准:是把若干同一型号的轴承在相同的条件下在同一部位进行振动检测，并将振值相互比较进行判断的标准。
**判定标准是在规定的检测方法的基础上制定的标准，因此**注意其适用频率范围，并且**按规定的方法进行振动检测。适用于所有轴承的**判定标准是不存在的，因此一般都是兼用**判定标准、相对判定标准和类比判定标准，这样才能获得准确、可靠的诊断结果。
3.2滚动轴承故障的精密诊断法
滚动轴承的振动频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分，而且每一种特定的故障都对应有特定的频率成分。使用精密安铂轴承检测仪VBA20完成精密诊断的任务，就是要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，从而指示特定故障的存在。
常用的精密诊断有下面几种。
（1）低频信号分析法
低频信号是指频率低于8kHz的振动。一般测量滚动轴承振动时都采用加速度传感器，但对低频信号都分析振动速度。因此，加速度信号要经过电荷放大器后由积分器转换速度信号，然后再经过上限截止频率为8kHz的低通滤波器去除高频信号，*后对其进行频率成分分析，以找到信号的特征频率，进行诊断。
（2）中、高频信号解调分析法
中频信号的频率范围为8kHz-20kHz，高频信号的频率范围为20kHz-80kHz。由于对中、高频信号可直接分析加速度，传感器信号经过电荷放大器后，直接通过高通滤波器去除低频信号，然后对其进行解调，*后进行频率分析，以找出信号的特征频率。
4 轴承的温度分析诊断
轴承的温度，一般有轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度，则更为合适。
通常，轴承的温度随着轴承运转开始慢慢上升，1-2小时后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速及负载而不同。如果润滑、安装不合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时**停止运转，采取必要的防范措施。
用高温经常表示轴承已处于异常情况。高温也有害于轴承润滑剂。有时轴承过热可归诸于轴承的润滑剂。若轴承在超过125℃的温度长期连转会降低轴承寿命。引起高温轴承的原因包括：润滑不足或过分润滑、润滑剂内含有杂质、负载过大、轴承损坏、间隙不足及油封产生的高摩擦等等。
因此，连续性的监测轴承温度是有必要的，无论是量测轴承本身或其它重要的零件。如果是在运转条件不变的情况下，任何的温度改变可表示已发生故障。
轴承温度的定期量测可藉助于温度计，例如数字型安铂轴承检测仪VBT30，可**地测轴承温度并依℃或华氏温度定单位显示。
重要性的轴承，意味着当其损坏时，会造成设备的停机，因此这类轴承*好应加装温度探测器。
正常情况下，轴承在刚润滑或再润滑过后会有自然的温度上升并且持续**或二天。
2 异常旋转音分析诊断
异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。相对而言，使用安铂电子听诊器APM-20进行监测，更有利于提高监测的可靠性。轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。异常声响所反映的轴承故障如下。
（1）轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。
（2）轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。声响的周期与轴承的转速成正比。应对轴承进行更换。
（3）轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。声响强度较小，与转数没有联系。应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。
（4）轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。
3 振动信号分析诊断
轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。所以，通过采用特殊的安铂轴承振动测量器VBA10(频率分析器等)可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。
滚动轴承故障的检测诊断技术有很多种,如振动信号检测、润滑油液分析检测、温度检测、声发射检测等。在各种诊断方法中,基于振动信号的诊断技术应用*为**,该技术分为简易诊断法和精密诊断法两种。简易诊断利用振动信号波形的各种参数,如幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等,以及各种解调技术对轴承进行初步判断以确认是否出现故障;精密诊断则利用各种现代信号处理方法判断在简易诊断中被认为是出现了故障的轴承的故障类别及原因。
3.1滚动轴承故障的简易诊断法
在利用振动对滚动轴承进行简易诊断的过程中，通常是要测得的振值(峰值、有效值等)与预先给定的某种判定标准进行比较，根据实测的振值是否超出了标准给出的界限来判断轴承是否出现了故障，以决定是否需要进一步进行精密诊断。用于滚动轴承简易诊断的判断标准可大致分为三种：
（1）**判定标准:是用于判断实测振值是否超限的**量值；
（2）相对判定标准:是对轴承的同一部位定期进行振动检测，并按时间先后进行比较，以轴承无故障的情况下的振值为标准，根据实测振值与该基准振值之比来进行诊断的标准；
（3）类比判定标准:是把若干同一型号的轴承在相同的条件下在同一部位进行振动检测，并将振值相互比较进行判断的标准。
**判定标准是在规定的检测方法的基础上制定的标准，因此**注意其适用频率范围，并且**按规定的方法进行振动检测。适用于所有轴承的**判定标准是不存在的，因此一般都是兼用**判定标准、相对判定标准和类比判定标准，这样才能获得准确、可靠的诊断结果。
3.2滚动轴承故障的精密诊断法
滚动轴承的振动频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分，而且每一种特定的故障都对应有特定的频率成分。使用精密安铂轴承检测仪VBA20完成精密诊断的任务，就是要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，从而指示特定故障的存在。
常用的精密诊断有下面几种。
（1）低频信号分析法
低频信号是指频率低于8kHz的振动。一般测量滚动轴承振动时都采用加速度传感器，但对低频信号都分析振动速度。因此，加速度信号要经过电荷放大器后由积分器转换速度信号，然后再经过上限截止频率为8kHz的低通滤波器去除高频信号，*后对其进行频率成分分析，以找到信号的特征频率，进行诊断。
（2）中、高频信号解调分析法
中频信号的频率范围为8kHz-20kHz，高频信号的频率范围为20kHz-80kHz。由于对中、高频信号可直接分析加速度，传感器信号经过电荷放大器后，直接通过高通滤波器去除低频信号，然后对其进行解调，*后进行频率分析，以找出信号的特征频率。
4 轴承的温度分析诊断
轴承的温度，一般有轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度，则更为合适。
通常，轴承的温度随着轴承运转开始慢慢上升，1-2小时后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速及负载而不同。如果润滑、安装不合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时**停止运转，采取必要的防范措施。
用高温经常表示轴承已处于异常情况。高温也有害于轴承润滑剂。有时轴承过热可归诸于轴承的润滑剂。若轴承在超过125℃的温度长期连转会降低轴承寿命。引起高温轴承的原因包括：润滑不足或过分润滑、润滑剂内含有杂质、负载过大、轴承损坏、间隙不足及油封产生的高摩擦等等。
因此，连续性的监测轴承温度是有必要的，无论是量测轴承本身或其它重要的零件。如果是在运转条件不变的情况下，任何的温度改变可表示已发生故障。
轴承温度的定期量测可藉助于温度计，例如数字型安铂轴承检测仪VBT30，可**地测轴承温度并依℃或华氏温度定单位显示。
重要性的轴承，意味着当其损坏时，会造成设备的停机，因此这类轴承*好应加装温度探测器。
正常情况下，轴承在刚润滑或再润滑过后会有自然的温度上升并且持续**或二天。