浅析振动分析技术在滚动轴承故障诊断中的应用（终稿）.doc

浅析振动分析技术在滚动轴承故障诊断中的应用（2005-11-21 16:18:10 阅读数:268 ）摘要：振动分析技术在滚动轴承故障诊斷中己日臻成熟本文从轴承特征频i普理论和实践经验出发，对滚动轴承常见故障的特征、原因及 检测方法进行了分析力求通过对振动分析技术基础理论的研究和实践,解决好生产设备中存在的故障隐患关键词：轴承故障原因诊断振动分析技术口渐成熟.已广泛运川到设备管理中特别是石油化工领域应用的更为广泛滚动轴承是石油化工旋转汝备中应用报 广的机械零件，也是最易损坏的元件之一旋转机械的许多故障都是与滚动轴承有关轴承的工作好坏对机械的工作状态有很大的影响， 英缺陷会导致设备产生异常振动和噪声,其至造成设备损坏通过实贱我们对振动分析系统左滚动轴承的故障分析和诊断认识有了进- 步提高下面对滚动轴承在实际生产中故障和诊断技术研究方面取得的经验介绍给大家，希望得到专家和同志们的批评指正一、滚动轴承的故障原因滚动轴承的早期故障是滚子和滚道剥落.凹坑.破裂、腐辿和杂物嵌入产生的原因包括搬运和心，安装不当.不对中.轴承倾斜、 轴承选也不正确、润滑不足或密封失效、负载不合适以及制造缺陷总Z滚动轴承的损伤形式复朵而零样的，表1一1列出滚动轴承的主要损伤形式及其原因。

形 式损伤療因揭伤持征摇伤结果k紬向et荷过大k向心轴孜的涿il 一侧衰便滚动体法遇2、wntt荷过大.对中不艮而枫衰而产生剥珞入的圆度渓差太大2、収列轴承的法通仅一 IB坑.芥向大片«制请原因）剥珞发展已达4、联配不当、对中不艮.轴滚动体及滚通播K边缢到轴承失效疲穹曲5、轴，保特架檳度不离（制4、滚动体的09周方向在対谴腹因）称位■上测需6、安咖冲击狀荷过大.09S、深沟球轴承法逼的册而柱濃子轴承的爱配过盈衰35产生剥落■衲中华机械网mac额子畤的潦道和淤动芳7、对中不艮、润滑不艮体ft近5»酩外験而产生8、间隊过小.戟荷过大.润滑不艮.Hi压过大7、8、受力衰而较大丽积压光 和徽观剥痔滚ii面和滚动体早期出9、爱配后紬承早期出现表SMfk润滑不良.润滑脂过變・K滚通丽和滾动体衰丽出启动时加逮度太大现胶合伤.并使金富胶2、iSilffi不平行.转速过禹2、薜沟球轴敌的滚道面出从一个衰而粘3、润滑不良.坯配不当.轴删旗状胶合附到另一个套合承钱商过大3、滚子端而和甘辺处出现 胶合S表1一1滚动轴承的主要损伤形式及产生原因Su 运縮过程中轴承受到振帖很小的痢1运动作用2、 配合间有揪小间凜请咸 溝动18损3、 异询箔入，砌不良.对 中不良，装配不当U 类似■压痕2、 在配合面上出现虹褐色 略损粉末的局3BBI63、 滚逼丽、滾动体而、凸躱 东而.保持架扈掲4、 国链滚孑轴承垮也J5损 i2*损伤紬承降低 締运转搐度伤爱配不当・iKJ滑不良法通面、法动体、掛边而变色、表面局詔软 化.降低便用k 轴承内詔配合密蚀2、 滚道而上出现援板状凸 凹3、 表而红色或鼻色的昨|u 空气水分的茂绪.駡蚀性他入2、 电獄通过产生电久花熔macM3、 黴振、酸配不当衰而由于电 鬲・化学和机 械作用产生损 伤.黑失槽度 丽不絶堆缓工 作：损U 冲壬哉荷过大・装配不当.胶合发展2、 沖主戟合.热处理不当（制造原因）.娠配不当， amt*3、 对中不良.査配不当.润 滑不良・写當载荷.转逋 过快.耳恸进入U 外环或内环产生裂坎2、 滚动体产生裂纹3、 保持架斷裂导钦产生裂 炊.新裂，便压k 静4W5过大.冲壬戟商过大.异物邊入2、 驶配不当.滚道承受截荷不均勻滚i暨而上耳搜渕动体间距為分布 的压農.滾il而、滚动休而上有 压痕2、雪住滾子轴承滚子和滚51捋触 处有棋形压農导政衰而凹凸 不平.Rfftft 用寿命表1—1滚动轴承的上要损伤形式及产生原冈二、滚动轴承故障频谱特征和波形特点及其诊断方法2, 1滾动轴承故障的频谱和波形特征（1）径向振动在轴承故障特征频率及其低倍频处有波峰•若有影个同类熨故障（内滚道.外滚道等），则在故障特征频率的低倍频处有较大的峰值。

2）内滚道故障特征频率有边带.边帯间隔为1倍频的倍数<3）滚动体特征频率处的边带，边带间隔为保持架故障持征频率4）在加速度频谱的中离区域若有堆群突然生出，表明有疲劳故障<5）径向诊断时域波形有垂直复冲击迹象（有轴向负载时,轴向振动波形与径向相同,或者其波峰系数大于5,表明故障产生了高频冲 击现線）o2, 2滚动轴承的故障诊断方法滚动轴承的振动信号分析故障诊断方法分为简易诊断和耕密诊断两种简易诊断的目的是初步判断被列为诊断対象的滾动轴承是否 出现了故障；粘密诊断的目的是耍刘断在简易诊断中被认为是出现故障轴承的故障类別及原因山于滚动轴承自身的特点，一旦损坏， 普通维修很难修复，大命采用更换的维修方式进行处理：而楮密诊淅的主要作用是理论研究和在舒殊场合（例如无配件的悄况下）判定 设备能够坚持运行的时间捉高设备的使用效率所以i般悄况我们采用轴乐简易诊断方法就可以满足日常设备维护的需要凶此下面 我重点介绍轴承的简易诊断法2、2. 1简易诊断法<1）振幅俏诊断法这里所说的振幅值指峰值XP.平均值X （对于滚动轴承來讲，应是加】K髙通后测得的值）峰值反映的是某时刻振幅的报大值，因而 它使用像表面点蚀损伤Z类的具有瞬时冲击的故障。

另外，对于转速较低的悄况（如300rpm以下），也常采用峰值进行诊断从参数 的选取上來讲，•般的检测仪器的峰俏测蚩都采用加速度峰值均俏是对时间平均的，它的诊断效果与峰值基本•样，其优点是测量值比较稳定；因而它适川于像缺油.僻损之类的振幅随时间缓慢变 化的故障诊I析一般用于转速较高的悄况，参数-•般都选择加速度均值<2）波形指标诊断法波形指标定义为峰值与均值Z比

4） 概率密度诊断法无故障诊断滚动轴承的撮动概率密度曲线是典熨的正态分布曲线.而且一旦出现故障，则概率密度曲线可能出现偏斜或分散的现彖5） 峭度系数诊断法振幅满足正态分布规律的无故障轴承，其哨度值约为丸的若故障的出现和发展，殆度值具有与波峰因数类似的变化趋势此方法的优 点在于与抵承的转速.尺寸和銭荷无关，主要适川于点蚀类故障的诊断2.2, 2滚动轴承的精密诊断方法简介包络觥调分析法：包络觥调的概念•许多故障的振动信号表现为幅度调制.一般其载波信号是系统自由振荡信号及各种T扰信号频率.而调制信号即 包络线％为故障信号，包络解调就是对信号进行解调分离捉取出包络信号，再分析它的特征频率和幅值就能准确可旅地诊断出轴承和 齿轮的披劳缺齿和剥落，对于滚动轴承的诊断是将山加速度传感器获得的加速度信号经过IKHZ的高通遊波器去除低频信号后，对其进 行包络处理.将调制信号移至低频，最后进行频谱分析，以找出信号的特征频率三、应用实例华锦集团公司采暖给水泵检测报告设备名称：注水亲设备编号:2#测点名称：泵B采样时间：2003\10\24\09:58:26数据类型：加速度频谱图：•0000$1/1设觀号：2t釆制搁:200冗0\240:58:IL 10813ft fi:2.58077120992廢駱：181058€3X19h 0000 >3 22187.OOOOHx Ml 2500 1=0 1A WO-OOOOHx1.614521.263390.888530.799260.736890.71583诊断结论:K 从时域图谱看具疏密较为均匀:2、从频域图谱中轴承出现疲劳后，250Hzg到500Hz这一频带上出现大量蜂群值。

可判断出该设备转子组件对能松动或轴承间隙足 否超差；需要进一步观察通过频谱分析的方法来判新滚动轴承的故障有时会比较闲难.主耍原因是由于滚动轴承的制逍、材质等方面原因.使得特征频率与 理论计算值有所区别因此在检测时要注意以下儿点：1. 确认故障特征频率处有峰，表明存在该种故障，若还有明显的倍频成份，表明故障严UL2. 确认内滚道故障特征频率处不但冇雌，还有间隔为IX的边频,农明有内滚道故障3. 确认滚动体故障特征频率处不但有峰，还有边频.表明滚动体有故障4. 确认髙频区域冇峰样出现，表明有疲劳故障若有轴向负载，则应注总:轴向振动，轴向振动与径向振动有类似特征5. 时域波形，可能有亟复冲击现線.但很小亟复频率等于故障特征频率结束语：旋转机械诊断技术在科学家和工程师们不断努力该技术已ri渐成熟.在石油化工领域应用也越來越广泛如今面临的问题是如何深 入研究该技术.开发其潜能，洛旋转机械事故消灭在谄芽之中华锦化工集团的尿素二氧化碳压缩机（102—J）在2005-10.11J0： 43 分突然出现“轴封泄漏”的故障，轴向、径向振值瞬时超标，而此前，如果设备动态监测人员及时发现故障隐患将会避免此类突发事件。

所以，重视对旋转机械故障诊淅技术研究，将为安全生产提供有力的保障作者单位：辽宁华锦化工集团生产部地址：辽宁省盘锦市辽宁华佈化工集团生产部124021Email: zshipbridge@（源自：）。