典型機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷

第三章典型機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)生振動(dòng)的主要原因及其比率（以鋼鐵工業(yè)為例）第三章典型機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷§3.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與診斷§3.2滾動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)與診斷§3.3齒輪(箱)的監(jiān)測(cè)與診斷§3.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與診斷一、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象二、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)易診斷三、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的精密診斷一、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象

低頻：不平衡、不對(duì)中（不同軸）、松動(dòng)、潤(rùn)滑油起泡

中頻：壓力脈動(dòng)、通過葉片時(shí)的振動(dòng)

高頻：空穴作用、流體噪聲振動(dòng)返回二、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)易診斷診斷對(duì)象（設(shè)備）的選定

測(cè)定參數(shù)選定

測(cè)定點(diǎn)的選定

測(cè)定周期的確定

判斷標(biāo)準(zhǔn)的確定

簡(jiǎn)易診斷實(shí)例測(cè)定參數(shù)選定趨勢(shì)分析是把所測(cè)得的特征數(shù)據(jù)值和預(yù)報(bào)值按一定的時(shí)間順序排列起來進(jìn)行分析。這些特征數(shù)據(jù)可以是通頻振動(dòng)、1X振幅、2X振幅、0.5X振幅、軸心位置等，時(shí)間順序可以按前后各次采樣、按小時(shí)、按天等。趨勢(shì)分析利用瀑布圖可以判斷機(jī)器的臨界轉(zhuǎn)速、振動(dòng)原因和阻尼大小瀑布圖返回測(cè)定點(diǎn)的選定旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析征兆變化一般規(guī)律旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析征兆變化一般規(guī)律返回測(cè)定周期的確定與設(shè)備劣化速度有關(guān)：劣化緩慢--〉采用較長(zhǎng)周期劣化變快--〉縮短測(cè)定周期劣化加劇--〉連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)定高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械：汽輪壓縮機(jī)、汽輪機(jī)--〉每日測(cè)定一般旋轉(zhuǎn)機(jī)械：水泵、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)--〉每周測(cè)定返回判斷標(biāo)準(zhǔn)的確定絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)：是根據(jù)對(duì)某類機(jī)械長(zhǎng)期使用、觀察、維修與測(cè)試后的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并由企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)或國(guó)家頒布，作為一標(biāo)準(zhǔn)供工程實(shí)踐使用。

相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)：是對(duì)機(jī)器的同一部位定期測(cè)定，并按時(shí)間先進(jìn)行比較，以正常情況下的值為初始值，根據(jù)實(shí)測(cè)值與該值的比值來判斷的方法。

類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：是指數(shù)臺(tái)同樣規(guī)格的機(jī)械在相同條件下運(yùn)行時(shí)，通過各臺(tái)機(jī)械的同一部位進(jìn)行測(cè)定和互相比較來掌握其劣化程度的方法。

大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)以軸承振動(dòng)位移峰峰值作評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速/rpm

標(biāo)準(zhǔn)/mm優(yōu)良合格15003050703000203050水電部汽輪機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(雙振峰)機(jī)械部離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(r/min)mm≤3000≤6500≤10000>10000-16000主軸軸承50≤40≤30≤20齒輪軸承

≤40≤40≤30IEC汽輪機(jī)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（mm）轉(zhuǎn)速(r/min)≤1000150030003600≥6000軸承上7550252112軸上(靠近軸承)150100504420汽輪機(jī)組軸振動(dòng)最大位移限定值工業(yè)透平機(jī)軸振動(dòng)最大位移限定值相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)返回類比判斷標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)易診斷實(shí)例返回簡(jiǎn)易診斷實(shí)例三、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的精密診斷

不平衡

不對(duì)中

松動(dòng)不平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障由于設(shè)計(jì)、制造、安裝中轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻、結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、加工和裝配誤差等原因和由于機(jī)器運(yùn)行時(shí)結(jié)垢、熱彎曲、零部件脫落、電磁干擾力等原因而產(chǎn)生質(zhì)量偏心。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，質(zhì)量不平衡將激起轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。不平衡的分類：固有不平衡轉(zhuǎn)子彎曲：初始彎曲、熱彎曲轉(zhuǎn)子部件脫落聯(lián)軸節(jié)精度不良DDDDDDDDb)a)聯(lián)軸節(jié)精度不良引起的初始彎曲a)端面偏擺b)徑向偏擺DDDDDDDD不平衡的類型靜不平衡動(dòng)不平衡靜不平衡偶不平衡綜合不平衡不平衡的特征：振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)速頻率一致，轉(zhuǎn)速頻率的高次諧波幅值很低，時(shí)域波形接近正弦波；剛性轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而在軸承座測(cè)得的振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速增加而加大，但不一定與轉(zhuǎn)速的平方成正比，這是由于軸承與轉(zhuǎn)子之間的非線性所致；在臨界轉(zhuǎn)速附近，振幅出現(xiàn)峰值，且相位在臨界轉(zhuǎn)速前后相差近180°。不平衡振動(dòng)的特征不平衡的波形特征：類似正弦波不平衡的頻譜特征：轉(zhuǎn)頻能量占主要成分不平衡的特征1X不平衡故障的危害1、加大了設(shè)備振動(dòng)水平；2、加大了設(shè)備軸承的負(fù)載；3、加速了設(shè)備軸承的磨損、失效。波形為簡(jiǎn)諧波，少毛刺。軸心軌跡為圓或橢圓。1X頻率為主。軸向振動(dòng)不大。振幅隨轉(zhuǎn)速升高而增大。過臨界轉(zhuǎn)速有共振峰。不平衡的故障診斷1X頻率(水平)1X頻率(水平)1X頻率(垂直)1X頻率(垂直)軸向很小軸向很小一臺(tái)射流泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在工頻（1800r／min）處幅值最大，達(dá)1.5μm。3個(gè)月后再測(cè)量，同一處的最大峰值已是2.83μm，達(dá)到泵安全運(yùn)行的報(bào)警值。拆機(jī)修理發(fā)現(xiàn)一異物纏繞在葉輪上，改變了質(zhì)心。清除異物，工頻處幅值僅為0.97μm，振幅明顯減小，泵運(yùn)行正常。返回

轉(zhuǎn)子不對(duì)中旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般是由多根轉(zhuǎn)子所組成的多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子間一般采用剛性或半撓性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接。由于制造、安裝及運(yùn)行中支承軸架不均勻膨脹、管道力作用、機(jī)殼膨脹、地基不均勻下沉等多種原因影響，造成轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障，從而引起機(jī)組的振動(dòng)。

DDDDDDDDDDDD平行不對(duì)中角度不對(duì)中組合不對(duì)中完全對(duì)中

角度不對(duì)中平行不對(duì)中轉(zhuǎn)軸中心線在聯(lián)軸器處相交。注意聯(lián)軸器無位移，并且軸承的徑向和軸向位移大。轉(zhuǎn)軸中心線在軸承處相交。注意到聯(lián)軸器徑向位移大，軸承徑向位移小，軸向位移大。角度不對(duì)中的特征:1、1Xrpm軸向振動(dòng)大,可能在2X&3X有諧波.2、2Xrpm軸向可能和1X的軸向同樣大或更大.3、徑向振動(dòng)在1X,2X和3X可能比軸向振幅小.4、徑向振動(dòng)取決于轉(zhuǎn)軸中心線在何處與裝配中心線相交。通過聯(lián)軸器的軸向相位變化明顯(>60°)。轉(zhuǎn)軸中心線不相交。注意到軸承的徑向和軸向位移大。轉(zhuǎn)軸中心線不相交。注意到軸承的徑向和軸向位移甚至更高。平行不對(duì)中的特征:

1、1Xrpm徑向振動(dòng)大,2X&3X處有諧波；2、2Xrpm軸向振幅可能和1x的一樣大或更大；3、在1X、2X和3X的徑向振動(dòng)可能比軸向??；4、聯(lián)軸器的徑向相位變化明顯(>60°)；聯(lián)軸器的軸向相位變化明顯(>60°)。不對(duì)中振動(dòng)的特征不對(duì)中的特征頻譜特征：存在較大的2X轉(zhuǎn)頻的頻率分量波形特征：總體模樣類似正弦波2X1X振動(dòng)值變大軸承失效密封失效聯(lián)軸節(jié)磨損效率降低能量損失過熱不對(duì)中的危害減少生產(chǎn)損失延長(zhǎng)設(shè)備的生產(chǎn)時(shí)間減少軸承和密封失效減少設(shè)備的振動(dòng)減少聯(lián)軸節(jié)的磨損降低維修成本良好的不對(duì)中不對(duì)中的故障診斷出現(xiàn)2X頻率成分。軸心軌跡成香蕉形或8字形。振動(dòng)有方向性。軸向振動(dòng)一般較大。電機(jī)水泵POPIMOMI1X頻率2X頻率葉片通過頻率返回

松動(dòng)不是振動(dòng)源而是放大器.這意味著當(dāng)部件松動(dòng)時(shí),無論產(chǎn)生的力有多大，都會(huì)很容易使受影響的部件發(fā)生振動(dòng).但是，如果力很小或沒有，可能只增大很少的振動(dòng)量.為了明白這一點(diǎn),假設(shè)一臺(tái)理想的機(jī)器–沒有任何機(jī)械故障，沒有任何振動(dòng).現(xiàn)在松動(dòng)固定地腳的螺釘，...什么也沒發(fā)生因?yàn)闆]有力會(huì)把機(jī)器抬高離開基礎(chǔ).

松動(dòng)許多位置會(huì)發(fā)生影響振動(dòng)測(cè)量的松動(dòng):

軸承/轉(zhuǎn)軸(軸承松動(dòng))軸承/支架(軸承松動(dòng))軸承的內(nèi)部裂紋(軸承松動(dòng))相鄰的加固表面(結(jié)構(gòu)松動(dòng))基礎(chǔ)面(結(jié)構(gòu)松動(dòng))只在松動(dòng)方向振幅很大（垂直的或水平的）結(jié)構(gòu)松動(dòng)特征:1X、2X徑向振動(dòng)大(經(jīng)常2X較大)，也有可能有較小3X徑向振動(dòng)；可能只在松動(dòng)方向振幅很大(垂直的或水平的)；很容易發(fā)現(xiàn)鄰近表面上的背景振動(dòng)；低速運(yùn)動(dòng)的研究是診斷此類狀態(tài)的有效工具。軸承松動(dòng)產(chǎn)生更多的方波，多于正弦波，并形成更多的諧波軸承松動(dòng)的特征:1X的徑向振動(dòng)諧波大；當(dāng)松動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生更多的方波，多于正弦波，并形成更多的諧波，甚至在極端情況下會(huì)產(chǎn)生半諧波(1.5，2.5，3.5等)。松動(dòng)的故障診斷波形出現(xiàn)許多毛刺。譜圖中噪聲水平高。出現(xiàn)精確2X，3X…等成分，最高可達(dá)16X。松動(dòng)結(jié)合面兩邊，振幅有明顯差別。電機(jī)水泵POPI轉(zhuǎn)速的精確倍頻成分最高可出現(xiàn)16X成分噪聲水平高一臺(tái)電機(jī)地腳螺栓診斷的譜圖。但更換地腳螺栓后，譜圖上除工頻處有一峰值，其它峰值均已消失。返回§3.2滾動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)與診斷一、滾動(dòng)軸承發(fā)生的異?，F(xiàn)象二、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷原理三、滾動(dòng)軸承的診斷法一、滾動(dòng)軸承發(fā)生的異?，F(xiàn)象損傷的軸承表面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）滾動(dòng)體在滾道上由于反復(fù)承受載荷，工作到一定時(shí)間后，首先在接觸表面一定深度處形成裂紋（該處的剪應(yīng)力最大），然后逐漸發(fā)展到接觸表面，使表層金屬呈片狀剝落下來，形成剝落凹坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞剝落。疲勞剝落使軸承在工作時(shí)發(fā)生沖擊性振動(dòng)。在正常工作條件下，疲勞剝落是軸承失效的主要原因。磨損或擦傷

滾動(dòng)體與滾道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及外界污物的侵入，是軸承工作面產(chǎn)生磨損的直接原因。潤(rùn)滑不良，裝配不正確均會(huì)加劇磨損或擦傷。磨損量較大時(shí)，軸承游隙增大，不僅降低了軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，也會(huì)帶來機(jī)器的振動(dòng)和噪聲，對(duì)于精密機(jī)械用的軸承，磨損量就成為限定軸承使用壽命的主要因素。銹蝕和電蝕

銹蝕是由于空氣中或外界的水分帶入軸承中，或者機(jī)器在腐蝕性介質(zhì)中工作，軸承密封不嚴(yán)，從而引起化學(xué)腐蝕。銹蝕產(chǎn)生的銹斑使軸承工作表面產(chǎn)生早期剝落，而端面生銹則會(huì)引起保持架磨損。電蝕主要是轉(zhuǎn)子帶電，在一定條件下，電流擊穿油膜而形成電火花放電，使軸承工作表面形成密集的電流凹坑。斷裂軸承零件的裂紋和斷裂是最危險(xiǎn)的一種損壞形式，這主要是由于軸承超負(fù)荷運(yùn)行、金屬材料有缺陷和熱處理不良所引起的。轉(zhuǎn)速過高，潤(rùn)滑不良，軸承在軸上壓配過盈量太大以及過大的熱應(yīng)力會(huì)引起裂紋和斷裂。故障形式故障現(xiàn)象故障原因磨粒磨損1.滾道表面無光澤潤(rùn)滑不良，軸承中有粗糙研磨物2.滾道表面有光亮帶軸承中有細(xì)小研磨物3.滾動(dòng)體磨損痕跡不規(guī)則研磨引起振動(dòng)4.滾道、滾動(dòng)體與保持架接觸部位磨損潤(rùn)滑不良；有異物落入；生銹5.滾道與滾動(dòng)體松動(dòng)潤(rùn)滑不良，過濾不良，研磨顆粒進(jìn)入，由磨損引起松動(dòng)。疲勞剝落和點(diǎn)蝕1.整個(gè)滾道剝落過載，內(nèi)圈膨脹或外圈收縮，使間隙過小，產(chǎn)生擴(kuò)展型疲勞剝落2.向心軸承滾道一側(cè)表面剝落軸承載荷過大，軸向力過大3.滾道圓周方向?qū)ΨQ位置剝落軸承座孔不圓，內(nèi)圈與軸頸配合處不圓，使內(nèi)外圈呈橢圓形。4.滾道上斜向表面剝落軸承不對(duì)中，內(nèi)、外圈安裝不正，軸彎曲。5.滾道上出現(xiàn)與滾動(dòng)體等距離的剝落如伴有光滑壓痕，則是由于過載所致，或安裝時(shí)承受較大沖擊載荷，或過大的過盈量；如伴有粗糙壓痕，則是微動(dòng)磨損所致。6.滾動(dòng)體表面剝落強(qiáng)力安裝，過載或潤(rùn)滑不足，間隙過小，生銹。7.推力軸承滾道上有偏心分布的點(diǎn)蝕凹坑裝配偏心或加載偏心故障形式故障現(xiàn)象故障原因裂紋和斷裂1.內(nèi)、外圈上有貫穿裂紋沖擊載荷過大；配合太緊；裝配不勻稱；軸承座不圓；軸圓度誤差大；熱裂紋發(fā)展，旋轉(zhuǎn)爬行；微動(dòng)磨損和膠著現(xiàn)象的發(fā)展。2.內(nèi)、外圈內(nèi)表面有軸向裂紋發(fā)生旋轉(zhuǎn)爬行或微動(dòng)磨損3.內(nèi)、外圈上有周向裂紋軸承座變形；裝配不均勻；過載4.動(dòng)圈（內(nèi)圈或外圈）端面上有徑向裂紋動(dòng)圈運(yùn)轉(zhuǎn)期間與軸承座或軸肩發(fā)生碰撞或摩擦5.滾子軸承座圈上擋邊斷裂擋邊上裝配壓力分布不均勻；裝配時(shí)錘擊力過大6.保持架開裂或斷裂對(duì)向心軸承，可能原因有：潤(rùn)滑劑供給不充分；速度或慣性力過大；膠合；滾動(dòng)體斷裂和不對(duì)中等對(duì)推力軸承，可能原因有：座圈安裝偏心或不正；有一列滾珠不承受載荷。7.滾動(dòng)體裂紋負(fù)荷過大；過盈量大；疲勞剝落和膠著現(xiàn)象的發(fā)展。壓痕1.滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上有光滑壓痕靜載荷過大；錘擊組裝力大或裝配時(shí)承受沖擊載荷；裝配程序錯(cuò)誤。2.滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上有粗糙壓痕軸承靜止時(shí)有振動(dòng)；有金屬粉末和異物落入。3.整個(gè)滾動(dòng)體上有不規(guī)則壓痕有研磨物或外來異物落入燒損滾道、滾動(dòng)體、凸緣面變色、軟化、熔化間隙過小，潤(rùn)滑不良，裝配不良，速度太高。故障形式故障現(xiàn)象故障原因腐蝕1.滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上有局部腐蝕斑點(diǎn)或麻點(diǎn)靜止時(shí)間較長(zhǎng)，軸承內(nèi)有濕氣或酸液侵入2.軸承表面上有腐蝕斑點(diǎn)或麻點(diǎn)有腐蝕性介質(zhì)侵入，表面未防護(hù)，潤(rùn)滑劑帶水或帶有酸性介質(zhì)。電蝕1.滾珠磨損軌跡上均勻地分布著許多微小凹坑電流連續(xù)通過，發(fā)生電火花放電2.滾珠磨損軌跡上出現(xiàn)隨機(jī)的或帶狀分布的微小凹坑電流間斷通過，發(fā)生電火花放電膠合︵粘著︶1.保持架金屬粘著在滾動(dòng)體上滾動(dòng)體滾動(dòng)受阻；速度太高；潤(rùn)滑不良；慣性力大。2.內(nèi)圈內(nèi)孔或外圈圓柱面有粘著條痕與內(nèi)、外圈相配合的圓柱面松動(dòng)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)爬行。3.座圈端面有粘著條痕軸承兩端與軸肩或端蓋擋肩接觸處發(fā)生旋轉(zhuǎn)爬行。4.滾道和滾動(dòng)體上有軸向粘著痕跡潤(rùn)滑不良，內(nèi)、外圈在強(qiáng)力裝配下相互脫位；帶載裝配；受載情況下內(nèi)外圈之間有軸向位移；軸向推力過大。5.調(diào)心推力軸承球面滾道上有軸向粘著痕跡不適當(dāng)?shù)难b配；潤(rùn)滑不良；在空載時(shí)軸承產(chǎn)生徑向位移；與軸承毗鄰零件存在加工誤差6.滾道或滾動(dòng)體上出現(xiàn)邊緣條痕潤(rùn)滑不當(dāng)；載荷小而速度高滾動(dòng)軸承的損傷現(xiàn)象和檢測(cè)方法

檢測(cè)方法損傷現(xiàn)象振動(dòng)和聲音溫度磨損顆粒軸承間隙油膜電阻剝落○×○××裂紋○×△××壓痕○××××磨損○△○○○腐蝕○△○○○污斑○×○×○燒傷○○××○生銹△×○××可否在轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)定可以可以不可以不可以可以*檢測(cè)方法的適用性：○—有效；△—有可能性；×—不適用。

表面損傷其產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)從性質(zhì)上可分為兩類：軸承元件工作表面損傷點(diǎn)在運(yùn)行中反復(fù)撞擊與之相接觸的其它元件表面而產(chǎn)生的低頻振動(dòng)成分，其頻率與轉(zhuǎn)速和軸承的幾何尺寸有關(guān)，這一頻率稱為故障特征頻率；由于損傷沖擊作用而誘發(fā)的軸承系統(tǒng)的高頻固有振動(dòng)成分，如軸承內(nèi)、外圈的徑向彎曲固有振動(dòng)，滾動(dòng)體的固有振動(dòng)，或者是測(cè)振傳感器的固有振動(dòng)。特點(diǎn)：頻率成分豐富，頻帶很寬。

低頻帶(1kHz以下)：主要包含有軸承故障特征頻率和加工裝配誤差引起的振動(dòng)特征頻率。這一頻帶易受機(jī)械中其它零件及結(jié)構(gòu)的影響，并且在故障初期反映損傷類故障沖擊的特征頻率成分信息的能量很小，信噪比較低。返回

中高頻帶（1kHz～20kHz）：包含有軸承元件表面損傷引起的軸承外圈的固有振動(dòng)頻率等。通過分析這一頻帶內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)，可以較好地診斷出軸承的損傷類故障。如果測(cè)量用的傳感器諧振頻率較高，那么由于軸承損傷引起的沖擊在高頻帶（20kHz以上），對(duì)此頻帶分析也可以診斷出軸承的故障。二、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷原理假設(shè)：1、軸承的各部件都為剛性體2、軸承內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體之間沒有間隙3、滾動(dòng)體在滾道內(nèi)只轉(zhuǎn)動(dòng)不滑動(dòng)D—節(jié)圓直徑d—滾珠直徑—接觸角z—滾珠數(shù)n—軸的轉(zhuǎn)速dD滾動(dòng)軸承故障的特征（接觸或間隔）頻率1、外圈存在缺陷時(shí)，周期為外圈間隔頻率的倒數(shù)1/fo；2、內(nèi)圈存在缺陷時(shí)，周期為內(nèi)圈間隔頻率的倒數(shù)1/fi，并出現(xiàn)了對(duì)fi的幅值調(diào)制，調(diào)制頻率為滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)頻率（即保持架旋轉(zhuǎn)頻率）fc或轉(zhuǎn)速頻率f；3、滾動(dòng)體存在缺陷時(shí)，周期為滾動(dòng)體間隔頻率的倒數(shù)1/fb，調(diào)制頻率為fc。滾動(dòng)軸承的特征頻率：外圈：nfo；內(nèi)圈：nfi±fc（或f）；滾動(dòng)體：nfb±fcn為正整數(shù)（n＝1，2，3，…）軸承每一種零件有其特殊的故障頻率。隨著故障發(fā)展，它的幅值增加，并有諧波；諧波兩邊產(chǎn)生邊頻。還可用非頻率域的診斷方法，如共振解調(diào)。軸承的故障診斷不平衡不對(duì)中松動(dòng)滾動(dòng)軸承故障頻率剛返回三、滾動(dòng)軸承的診斷法診斷對(duì)象的選定（轉(zhuǎn)速>100rpm的軸承）測(cè)定參數(shù)選定（速度、加速度）測(cè)定點(diǎn)的選定測(cè)定周期的確定判斷標(biāo)準(zhǔn)的確定診斷實(shí)例滾動(dòng)軸承發(fā)生剝落故障時(shí)概率密度函數(shù)曲線會(huì)“變胖”a)時(shí)域波形，采樣頻率25.6KHz離心泵，故障特征：軸承滾動(dòng)體表面點(diǎn)蝕

診斷實(shí)例b)幅頻譜圖c)0～500Hz頻段解調(diào)后幅頻譜圖轉(zhuǎn)子工頻滾動(dòng)體接觸頻率返回§3.3齒輪的監(jiān)測(cè)與診斷一、齒輪發(fā)生的異?，F(xiàn)象二、齒輪的振動(dòng)診斷原理三、齒輪的診斷法一、齒輪發(fā)生的異?，F(xiàn)象齒斷裂（折斷）

疲勞斷裂或過負(fù)荷斷裂。最常見的是疲勞斷裂，通常先從受力側(cè)齒根產(chǎn)生龜裂、逐漸向齒端發(fā)展而致折斷。過負(fù)荷斷裂是由于機(jī)械系統(tǒng)速度的急劇變化、軸系共振、軸承破損、軸彎曲等原因，使齒輪產(chǎn)生不正常的一端接觸，載荷集中到齒面一端而引起的。

齒磨損

由于金屬微粒、污物、塵埃和沙粒等進(jìn)入齒輪而導(dǎo)致材料磨損、齒面局部熔焊隨之又撕裂的現(xiàn)象。

齒面疲勞

由于齒面接觸應(yīng)力超過材料允許的疲勞極限。表面層先是產(chǎn)生細(xì)微裂紋，然后是小塊剝落，直至嚴(yán)重時(shí)整個(gè)齒斷裂。

齒面塑性變形

如壓碎、應(yīng)變硬化、起皺、隆起。失效原因失效比重（%）齒輪箱缺陷設(shè)計(jì)1240裝配9制造8材料7修理4運(yùn)行缺陷維護(hù)2443操作19相鄰部件（聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)等）缺陷17齒輪箱失效原因及失效比重失效零件失效比重（%）齒輪60軸承19軸10箱體7緊固件3油封1齒輪箱的失效零件及失效比重返回二、齒輪的振動(dòng)診斷原理齒輪振動(dòng)特征頻率的計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)頻率嚙合頻率定軸轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪：在生產(chǎn)條件下很難直接檢測(cè)某一個(gè)齒輪的故障信號(hào)，一般是在軸承、箱體有關(guān)部位測(cè)量。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，無論齒輪發(fā)生了異常與否，齒的嚙合都會(huì)發(fā)生沖擊嚙合振動(dòng)，其振動(dòng)波形表現(xiàn)出振幅受到調(diào)制的特點(diǎn)，甚至既調(diào)幅又調(diào)頻。

齒輪均勻磨損（齒隙增大）：嚙合頻率及其諧波分量保持不變，但幅值大小改變，高次諧波幅值增大較多；

調(diào)幅振動(dòng)：由于齒面載荷波動(dòng)對(duì)幅值的影響造成的，調(diào)幅的一個(gè)原因是齒輪偏心，此時(shí)的調(diào)制頻率為齒輪的回轉(zhuǎn)頻率。當(dāng)在齒輪上有一個(gè)齒存在局部缺陷、點(diǎn)蝕、剝落時(shí)，相當(dāng)于齒輪的振動(dòng)受到一個(gè)短脈沖的調(diào)制，脈沖的長(zhǎng)度等于齒的嚙合周期；齒輪故障在頻域中的特征：頻率成分：除了原有的嚙合頻率fm之外，在其兩側(cè)還增加了一對(duì)邊頻：嚙合頻率與旋轉(zhuǎn)頻率的和頻（fm

+fr）與差頻（fm-fr）。t0y載波t0x調(diào)制信號(hào)t0xm調(diào)幅波xm(t)=x(t)y(t)=x(t)cos2f0tf0fmfr調(diào)幅振動(dòng)的頻譜圖

調(diào)頻振動(dòng)：齒輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)（齒形誤差、周節(jié)誤差、偏心），會(huì)引起頻率調(diào)制。頻率成分：除了原有的嚙合頻率fm之外，在其兩側(cè)還增加了兩組邊頻帶群：嚙合頻率與旋轉(zhuǎn)頻率的和頻（fm

+nfr）與差頻（fm-nfr）。調(diào)頻振動(dòng)的頻譜圖t0y載波t0x調(diào)制信號(hào)t0xm調(diào)頻波…f0fmfr

附加脈沖：附加脈沖是回轉(zhuǎn)頻率的低次諧波。平衡不良、對(duì)中不良和機(jī)械松動(dòng)等，均是回轉(zhuǎn)頻率的低次諧波振源，但不一定與齒輪缺陷直接有關(guān)。附加脈沖的影響一般在嚙合頻率以下；隱含譜線：產(chǎn)生的原因?yàn)榧庸ふ`差使齒輪存在周期性缺陷。齒輪故障的診斷齒輪嚙合頻率fm等于齒數(shù)乘以齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率fr。齒輪嚙合頻率兩邊有邊頻，間距為1X轉(zhuǎn)動(dòng)頻率fr。隨著齒輪故障發(fā)展，邊頻越來越豐富，幅值增加?？捎玫诡l譜作進(jìn)一步分析。OUBSISOL齒輪箱上輥下輥輸入軸嚙合頻率fm上邊頻帶下邊頻帶2X倒譜：邊頻帶分析齒輪箱不同部件故障的振動(dòng)特征徑向變化不定鋼球剝落徑向變化不定外圈剝落軸承高頻振動(dòng)10~60KHz不易傳給其它部位徑向變化不定內(nèi)圈剝落滾動(dòng)軸承徑向隨fr增大斷齒數(shù)fr斷齒磨損嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)高階振動(dòng)，fr的振動(dòng)能量明顯增大徑向隨fr增大損傷齒數(shù)fr齒面損傷齒輪其它振動(dòng)方向振幅特征振動(dòng)頻率失效類型部件Z：軸承鋼球數(shù)；d：鋼球直徑；D：軸承平均直徑；：軸承接觸角部件失效類型振動(dòng)頻率振幅特征振動(dòng)方向其它轉(zhuǎn)子失衡fr隨fr增大fr=fn有峰值徑向受懸臂式載荷時(shí)有軸向振動(dòng)軸彎曲fr2fr

nfr隨fr增大徑向最大截面