滾動(dòng)軸承故障診斷

機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)

----滾動(dòng)軸承故障診斷北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黎敏陽(yáng)建宏2023/2/4滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)概述滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的重要零件滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)摩擦系數(shù)小，運(yùn)動(dòng)精度高對(duì)潤(rùn)滑劑的黏度不敏感，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，互換性好滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)承受沖擊的能力差滾動(dòng)體上的載荷分布不均勻概述滾動(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)的拆卸工具滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)疲勞剝落磨損銹蝕塑性變形斷裂膠合保持架損壞常見(jiàn)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)和噪聲加劇滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效常見(jiàn)故障形式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滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因常見(jiàn)故障形式磨損原因塵埃、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)和噪聲增大滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因常見(jiàn)故障形式銹蝕原因水分或酸、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滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因常見(jiàn)故障形式滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因塑性變形原因：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)常見(jiàn)故障形式滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因保持架損壞原因：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）滾動(dòng)軸承故障診斷

常見(jiàn)故障形式及原因滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(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當(dāng)潤(rùn)滑不良腐蝕過(guò)熱過(guò)載滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動(dòng)軸承制造裝配原因引起的振動(dòng)故障缺陷引起的振動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動(dòng)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)采用游隙較小的軸承或加預(yù)緊力可減小此振動(dòng)滾動(dòng)軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系振動(dòng)原因分析滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理軸承的裝配制造原因引起的振動(dòng)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)振動(dòng)原因分析滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動(dòng)軸承制造裝配原因引起的振動(dòng)故障缺陷引起的振動(dòng)磨損偏心膠合疲勞剝落損傷內(nèi)滾道損傷外滾道損傷滾動(dòng)體損傷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)加速度振動(dòng)原因分析---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理嚴(yán)重磨損導(dǎo)致軸承偏心軸承出現(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---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理膠合在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)振動(dòng)原因分析---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理振動(dòng)溫度疲勞剝落損傷當(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(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振動(dòng)原因分析---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理a疲勞剝落損傷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碰振動(dòng)原因分析---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理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---故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷

振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動(dòng)軸承制造裝配原因引起的振動(dòng)故障缺陷引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診斷精密診斷測(cè)點(diǎn)選擇傳感器選擇傳感器安裝測(cè)量參數(shù)設(shè)定振動(dòng)測(cè)量測(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)滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇與固定方式滾動(dòng)軸承的振動(dòng)可能是頻率為1kHz以下的低頻脈動(dòng)，也有可能是頻率在1kHz以上，數(shù)千赫茲甚至數(shù)十千赫茲的高頻振動(dòng)，通常二者皆有傳感器獲取的信號(hào)應(yīng)同時(shí)覆蓋上述兩個(gè)頻帶傳感器的尺寸和重量應(yīng)盡可能小建議采用鋼制螺栓固定振動(dòng)測(cè)量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)滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動(dòng)測(cè)量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)頻段滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診斷精密診斷獲取數(shù)據(jù)常用特征值波峰因數(shù)波形因數(shù)概率密度峭度

SPM簡(jiǎn)易診斷目的簡(jiǎn)易診斷：判斷滾動(dòng)軸承是否出現(xiàn)了故障精密診斷：判斷故障軸承的故障類別及原因滾動(dòng)軸承故障的簡(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)振值是否超限的絕對(duì)量值相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)軸承的同一部位定期進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，并按時(shí)間先后進(jìn)行比較，以軸承無(wú)故障情況下的振值為基準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)測(cè)振值與該基準(zhǔn)振值之比來(lái)進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法振幅值診斷法振幅值指峰值、均方根值峰值反映的是某時(shí)刻振幅的最大值，因而它適用于像表面點(diǎn)蝕損傷之類的具有瞬時(shí)沖擊的故障診斷；對(duì)于轉(zhuǎn)速較低的情況（如300r/min以下），也常采用峰值進(jìn)行診斷均方根值是對(duì)時(shí)間平均的，因而它適用于像磨損之類的振幅值隨時(shí)間緩慢變化的故障診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法波形因數(shù)診斷法波形因數(shù)：峰值與均值之比

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)生了磨損滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法波峰因數(shù)診斷法波峰因數(shù)：峰值與均方根值之比

不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及載荷的影響，也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化的影響當(dāng)滾動(dòng)軸承無(wú)故障時(shí)，Xp/Xrms，為一較小的穩(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)峰值明顯增大，但此時(shí)均方根值尚無(wú)明顯的增大，故Xp/Xrms增大當(dāng)故障不斷擴(kuò)展，峰值逐步達(dá)到極限值后，均方根值則開(kāi)始增大，Xp/Xrms逐步減小，直至恢復(fù)到無(wú)故障時(shí)的大小滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法峭度系數(shù)診斷法振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律的無(wú)故障軸承，其峭度值約為3。隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度值具有與波峰因數(shù)類似的變化趨勢(shì)與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無(wú)關(guān)，主要適用于點(diǎn)蝕類故障的診斷

滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)實(shí)驗(yàn)中第74h軸承發(fā)生了疲勞破壞，峭度系數(shù)由3上升到6，而此時(shí)峰值和RMS值尚無(wú)明顯增大故障進(jìn)一步惡化后，峰值、RMS值才有所反映簡(jiǎn)易診斷振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法概率密度診斷法無(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)偏斜或分散滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)獲取數(shù)據(jù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診斷精密診斷常用特征值波峰因數(shù)波形因數(shù)概率密度峭度

SPM軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動(dòng)軸承剛度非線性引起的振動(dòng)軸承制造裝配原因引起的振動(dòng)故障缺陷引起的振動(dòng)疲勞剝落磨損銹蝕塑性變形斷裂膠合保持架損壞裝配不當(dāng)潤(rùn)滑不良腐蝕過(guò)熱過(guò)載滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)特點(diǎn)無(wú)須專業(yè)人員進(jìn)行分析，可直接得到軸承損傷程度診斷快捷、準(zhǔn)確，可作為滾動(dòng)軸承監(jiān)測(cè)的主要手段同樣適用于低轉(zhuǎn)速軸承可輕易獲得軸承早期故障信息滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)沖擊脈沖由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的振動(dòng)與振動(dòng)不同：振動(dòng)是連續(xù)的；沖擊脈沖是斷續(xù)的；沖擊能量的大小取決于物體碰撞時(shí)的沖擊速度物體表面的凹凸不平度滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖的強(qiáng)弱反映了故障程度沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)微弱沖擊容易被淹沒(méi)在噪聲中UnbalancePeaksaroundtheresonansfrequencyBandpassfilterbearingdamageunbalances簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)001.0.100.1Signalafterbandpassfilter

0.1AfterenvelopAfterrectifying簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)Frequencydomain簡(jiǎn)易診斷---SPMTimedomainFFT沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)dBsv

：衡量沖擊脈沖能量強(qiáng)度的絕對(duì)值dBi：滾動(dòng)軸承初始值dBN：評(píng)定滾動(dòng)軸承工作狀態(tài)簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(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)，軸承有初期損傷

35dB≤dBN≤60dB

警告狀態(tài)，軸承已有明顯損傷滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動(dòng)軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)易診斷---SPM評(píng)價(jià)指標(biāo)分析流程方法原理研究對(duì)象滾動(dòng)軸承故障診斷概述滾動(dòng)軸承故障形式與原因滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)振動(dòng)測(cè)量簡(jiǎn)易診斷精密診斷獲取數(shù)據(jù)常用特征值波峰因數(shù)波形因數(shù)概率密度峭度

SPM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)軸承故障診斷

精密診斷精密診斷精密診斷滾動(dòng)軸承特征頻率滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷保持架旋轉(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))精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷fifofbfrfc精密診斷關(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)速的非同步頻率滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷內(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)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nZfb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。精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷軸承滾動(dòng)體故障內(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，會(huì)產(chǎn)生頻率為nZfi

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)圈故障精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷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)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)制的情況精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷

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)象軸承摩擦精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷

精密診斷滾動(dòng)軸承故障診斷某廠煤粉1#廢氣風(fēng)機(jī)軸承故障診斷某廠大脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診斷滾動(dòng)軸承故障診斷廢氣風(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)診斷案例計(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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷轉(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)域分析診斷流程廢氣風(fēng)機(jī)診斷案例0.40.30.20.10滾動(dòng)軸承故障診斷測(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)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)點(diǎn)3A低頻分析2007.08.10非同步頻率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的邊帶2007.08.212.01.51.00.5097531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)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)點(diǎn)3A共振解調(diào)分析2007.08.10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2007.08.210.10.080.060.040.0200.180.120.080.040特征頻率幅值明顯增大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)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷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2007.08.10削波現(xiàn)象削波處2007.08.21廢氣風(fēng)機(jī)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷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)域分析診斷流程診斷結(jié)論經(jīng)過(guò)兩次測(cè)量比較，軸承故障特征頻率135.31Hz增長(zhǎng)顯著，且?guī)мD(zhuǎn)軸邊帶

。根據(jù)計(jì)算故障頻率135.31Hz是軸承外圈特征頻率，因此可以確定軸承外圈出現(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)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷診斷案例某廠煤粉1#廢氣風(fēng)機(jī)軸承故障診斷某廠大脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診斷滾動(dòng)軸承故障診斷大脫硫風(fēng)機(jī)診斷案例大脫硫風(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A32006.9.132.983.055.312007.1.295.003.527.75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)診斷案例滾動(dòng)軸承故障診斷測(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2006.09.132007.01.291.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s自由能量加大幅值增大大脫硫風(fēng)機(jī)診斷案例1.51.20.80.6RMSAccelerationinG-s0.32004006008001000滾動(dòng)軸承故障診斷測(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2006.09.132007.01.29非同步頻率60.31Hz及諧波非同步頻率63.91Hz及諧波大脫硫風(fēng)機(jī)診斷案例12963RMSAccelerationinG-s02004006008001000滾動(dòng)軸承故障診斷測(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2006.09.132007.01.29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)診斷案例1.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s0100040006000800020003000滾動(dòng)軸承故障診斷測(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2006.09.132007.01.29自由能量加大大脫硫風(fēng)機(jī)診斷案例1.20.80.60.3PKVelocityinmm/Sec06008001000200400滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)點(diǎn)3

H

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2006.09.132007.01.29非同步頻率60.31Hz及諧波非同步頻率63.91Hz及諧波大脫硫風(fēng)機(jī)診斷案例975RMSAccelerationinG-s160080010002004003滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)