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滚动轴承故障诊断方法,值得收藏!

浏览数量:6     作者:本站编辑     发布时间: 2020-06-24      来源:本站

滚动轴承故障诊断方法,值得收藏!

一、简易诊断法(仅判断有无异常) 

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1、测定部位的选择

(1)测定部位不要改变,以保证前提一致,最好是轴承座。

(2)测头接触表面光滑牢固。

(3)一般在垂直、轴向两方向上测量。速度需三个方向,加速度一个方向即可。

轴承座露在外面,测定部位:轴承座;轴承座在内部,测定部位:轴承座刚性高的部位或基础。

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故障引起的冲击振动以半球面波方式向外传播,在零件界面传递一次,能量损失约80%。传感器放在承载方向时灵敏度为100%,45度方向为95%,轴向仅为2%。

2、测定参数

轴承振动频率范围在几HZ到数千HZ。一般小于10HZ,测位移;10HZ至1KHZ (中频),测速度;大于1KHZ (高频),测加速度(常用于大于10KHZ )。

常用速度和加速度,为去除其它振动信号,用滤波器取所需带宽。

正常工作的零件的幅值服从正态分布,异常情况下某一频率的幅值分布会比较集中。

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3、测定周期

测定时间间隔取决于经济性,且不漏异常情况,越短越好。

4、判别标准

●绝对值判别标准和相对判别标准,兼用。

●适用于所有轴承的绝对标准是不存在的,同一种轴承用于不同的场合其判别标准也是不同的。所以一定要注意使用场合选择合适的判别标准。

●低频部分的绝对值判别标准难以确定,用相对标准或相对判定法,故对于同时存在高、低频的轴承振动要用两个判别标准来判别。

目前,国际和国内关于机器振动测量与评定的标准共有两个系列。ISO 7919(GB/T11348)系列“旋转机械转轴径向振动的测量和评定”,测量与评价的是轴的振动位移。ISO/TC10816(GB/T6075) 系列“在非旋转部件上测量与评价机器的机械振动”,测量与评定的是轴承座的振动烈度。目前ISO/TC108已发布的状态检测与诊断国标标准有11项,正在进行的新国际标准工作项目有7个,包括:

1) ISO/DIS 13374-2,机器状态监测与诊断,数据处理,通信与表示,第2部分:数据处理。

2) ISO/DIS 18434-1,机器状态监测与诊断,热成像,第1部分:一般指南。

5、简易诊断

①首先检查润滑状态,加油后数小时数天后测量,发现振动明显增大,则要判别是否异常。

②根据各自情况制定出专门的绝对值标准,测定同条件下的振动初始值,即相对值判别标准。

③确定判定方案,包括:位置、方向、参数、周期等。

④测量振动信号,作出比较判断或进一步作谱分析。

方法:

(1)冲击脉冲法( SPM法):轴承缺陷如疲劳剥落、裂纹、磨损等会产生脉冲衰减振动,随着故障的发展,脉冲值逐渐增大,当达到初始能量的1000倍时 就认为轴承报废。

(2)峰值监测

(3)峭度监测:适合于脉冲故障

二、低频信号诊断法 

通过直接测量滚动轴承损坏出现的振动,从振动谱图上观察突出的谱线频率来诊断轴承故障。如果在图上出现了异常振动的特征频率成分时,就认为对应的缺陷存在。

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如果其他零件的干扰噪声和故障频率非常接近时,会产生扰作用,这时可以采用同期时间平均信号处理方法(相干滤波)来分离信号。

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三、包络法(共振解调法) 

轴承发生故障时,将引起一系列冲击脉冲,在频域中含有基频及其一系列高阶谐波,其脉冲间隔,即脉冲的重复速率是指示故障部位的重要信息由于重复速率容易倍背景噪声所淹没,从原始信号寻找重复速率比较困难,一般要采用包络法(共振解调法)来找出这些谐波。

包络法中,信号先被滤去其他低频分量(燥声)而只取经调制的高频分量(高频自由衰减振动),再经放大、滤波后送入峰值跟踪器解调(或低通滤波器),即可得到原来的低频脉动信号,在此基础上进行轴承缺陷的频谱分析。

所得解调波与故障脉冲有唯一对应关系,解调波的幅度反映故障严重程度,而解调波的基频为轴承故障频率(特征频率)包络法的优,点是它有效地消除了各种低频成分的干扰,更为突出地显示故障的频谱特征,提取有用信息使诊断结果更准确。

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经过处理后的频谱图显示了脉冲的振动频率。与特征频率比较可以找出故障的原因。

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图中a、c无故障,b、d有故障,a、b低频信号接收法,c、d包络法

四、声发射诊断法 

当零件多时或系统复杂时,振动信号分析法信号复杂而受到限制。

声发射:当固体受力的作用时,由于内部缺陷的存在,会产生应力集中,使塑性变形加大或形成裂纹及扩展,这时均要释放弹性波(应变能)。

原理:

疲劳断裂一一交变载荷作用, 金属产生错位运动,首先产生疲劳裂纹,再沿着最大切向应力方向扩展(一般是外圈),直至断裂。

疲劳磨损——循环接触压应力周期地作用在摩擦表面上,金属晶格的弹性应力达到临界值就会产生微观裂纹,进而扩展出现麻点、微粒脱落。

这些轴承故障的发生与发展都伴随着声发射信号的发出。金属材料声发射频率为几十到几百兆赫,信号强度为几微伏到几百伏。故障的声发射明显强于燥声的声发射。所以以声发射信号作为分析源,来研究其频谱。(特别用于初期诊断效果好)。

声发射法特点:

1、特征频率明显

用振动加速度计和声发射传感器在同部位测得信号进行频谱分析,比较如图。

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2、预报故障时间早

轴承微裂纹的扩展有一个过程,这个阶段不足以引起明显振动,而只要有裂纹产生,就有声发射。

五、轴承其他诊断方法 

1、油液分析法;

2、油膜电阻诊断法——轴承零件之间有较好的油膜则内外圈之间的电阻大,可达兆欧,不受尺寸限制,但低速不行,不适合点蚀诊断。

3、光纤检测诊断法;

4、温度检测法;

5、间隙测定诊断法。

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