測試技術(shù)在軸承故障檢測的應(yīng)用

1、5/25/2022測試技術(shù)在檢測軸承故障測試技術(shù)在檢測軸承故障中的應(yīng)用中的應(yīng)用5/25/2022軸承是機(jī)械系統(tǒng)中重要的支承部件，其性能與工軸承是機(jī)械系統(tǒng)中重要的支承部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相連的轉(zhuǎn)軸以及安裝在況的好壞直接影響到與之相連的轉(zhuǎn)軸以及安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪乃至整臺(tái)設(shè)備的性能。轉(zhuǎn)軸上的齒輪乃至整臺(tái)設(shè)備的性能。根據(jù)工作原理的不同，軸承可分為滑動(dòng)軸承和滾根據(jù)工作原理的不同，軸承可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類。在此，僅討論滾動(dòng)軸承的故障檢動(dòng)軸承兩大類。在此，僅討論滾動(dòng)軸承的故障檢測技術(shù)。測技術(shù)。5/25/2022滾動(dòng)軸承常見的異?，F(xiàn)象由于使用條件和工作環(huán)境的不同，滾動(dòng)軸承常由于使用

2、條件和工作環(huán)境的不同，滾動(dòng)軸承常會(huì)發(fā)生會(huì)發(fā)生磨損磨損、壓痕壓痕、點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕、表面剝落表面剝落、破損破損、膠合膠合、燒損燒損等多種異?，F(xiàn)象。造成上述異?，F(xiàn)等多種異?，F(xiàn)象。造成上述異?，F(xiàn)象的主要原因有：象的主要原因有：1.1.落入異物（最常見）落入異物（最常見）2.2.潤滑不良潤滑不良3.3.內(nèi)外環(huán)傾斜內(nèi)外環(huán)傾斜4.4.保持架受載保持架受載5.5.異常推力載荷異常推力載荷6.6.裝配不良裝配不良5/25/2022檢測的原理檢測的原理根據(jù)所監(jiān)測頻帶的不同，主要分為低頻診斷和高根據(jù)所監(jiān)測頻帶的不同，主要分為低頻診斷和高頻診斷。頻診斷。低頻診斷低頻診斷：主要針對各元件缺陷的旋轉(zhuǎn)特征頻率：主要針對各元件缺陷

3、的旋轉(zhuǎn)特征頻率 進(jìn)行進(jìn)行 高頻診斷高頻診斷：著眼于滾動(dòng)軸承存在缺陷時(shí)所激發(fā)的：著眼于滾動(dòng)軸承存在缺陷時(shí)所激發(fā)的 各元件的固有頻率振動(dòng)各元件的固有頻率振動(dòng) 5/25/2022故障檢測原理故障檢測原理低頻診斷和高頻診斷在原理上沒有太大的差別，都低頻診斷和高頻診斷在原理上沒有太大的差別，都要通過要通過頻譜分析頻譜分析等手段，找出不同元件（內(nèi)滾道、等手段，找出不同元件（內(nèi)滾道、外滾道、滾動(dòng)體等）的故障特征頻率，以此判斷滾外滾道、滾動(dòng)體等）的故障特征頻率，以此判斷滾動(dòng)軸承的動(dòng)軸承的故障部位故障部位及其及其嚴(yán)重程度嚴(yán)重程度。5/25/2022測試系統(tǒng)的組成測試系統(tǒng)的組成測試傳感器信號(hào)調(diào)理器信號(hào)記錄儀信號(hào)輸

4、入信號(hào)分析與處理結(jié)果輸出5/25/2022根據(jù)要求，所需傳感器要能測量根據(jù)要求，所需傳感器要能測量振動(dòng)參量振動(dòng)參量。測振傳感器主要分為：測振傳感器主要分為：振動(dòng)位移傳感器：振動(dòng)位移傳感器：0-10KHz(0-10KHz(電渦流位移傳感電渦流位移傳感器器) )振動(dòng)速度傳感器：振動(dòng)速度傳感器：2-10KHz(2-10KHz(磁電式速度傳感磁電式速度傳感器器) )振動(dòng)加速度傳感器：振動(dòng)加速度傳感器：0-50KHz(0-50KHz(壓電加速度傳壓電加速度傳感器感器) )檢測傳感器的選用檢測傳感器的選用5/25/2022渦流式位移傳感器渦流式位移傳感器是一種非接觸式傳感器，其頭部有一線圈與諧振電容并聯(lián)，

5、構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，當(dāng)通有交變電流的傳感器線圈靠近被測導(dǎo)體(振動(dòng)體)表面時(shí)，在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流電渦流。導(dǎo)體與傳感器之間間隙越小，傳感器線圈的電感量就越小。它的輸出電壓是電感的函數(shù)，因此導(dǎo)體與傳感器之間間隙變化時(shí)，測得輸出電壓值就可獲得間隙值。 5/25/2022渦流式位移傳感器5/25/2022渦流式位移傳感器渦流式位移傳感器主要特點(diǎn)：它與被測點(diǎn)沒有接觸，出此它特別適用于旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)量測。它的靈敏度高，結(jié)構(gòu)尺寸小，對環(huán)境影響不敏感。5/25/2022磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器是一種動(dòng)因式(磁電式)的傳感器，當(dāng)傳感器勺結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)或傳感器動(dòng)圈上的頂桿與結(jié)構(gòu)相連時(shí)，由于結(jié)

6、構(gòu)的振動(dòng)，使傳感器的動(dòng)圈在磁場中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與動(dòng)圈運(yùn)動(dòng)速度成正比。因此，通過感應(yīng)電動(dòng)勢的量測即可確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)速度。5/25/2022壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器簡稱壓電加速度計(jì)，當(dāng)它與壓電式加速度傳感器簡稱壓電加速度計(jì)，當(dāng)它與結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)時(shí)，傳感器內(nèi)質(zhì)量塊在加速度作用結(jié)構(gòu)一起振動(dòng)時(shí)，傳感器內(nèi)質(zhì)量塊在加速度作用下將產(chǎn)生慣性力而使晶體片加壓，由于于晶體片下將產(chǎn)生慣性力而使晶體片加壓，由于于晶體片的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生電荷，的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生電荷，在一定的壓力范圍內(nèi)，輸在一定的壓力范圍內(nèi)，輸出電荷與加速度成正比。出電荷與加速度成正比。所以

7、通過對壓電加速度計(jì)所以通過對壓電加速度計(jì)輸出電荷的量測即可確定輸出電荷的量測即可確定加速度的大小加速度的大小。 5/25/2022傳感器選用原則傳感器選用原則在實(shí)際測試工作中，應(yīng)本著可用和優(yōu)化的原則。具體來說，就是要考慮以下幾方面的問題。1. 測量范圍2. 頻響范圍3. 靈敏度4. 精度5. 穩(wěn)定性5/25/2022 滾動(dòng)軸承有異常時(shí)的振動(dòng)特性 各種典型的單一異常形式的振動(dòng)特性一、由滾動(dòng)軸承的構(gòu)造所引起的振動(dòng) (a)軸承元件的受力變形引起的振動(dòng) 給滾動(dòng)軸承施加一定的載荷時(shí)，由于內(nèi)外環(huán)以及滾動(dòng)體的受力變形，而使旋轉(zhuǎn)軸的中心發(fā)生變動(dòng)，由此引起的振動(dòng)的主要頻率成分為分 。czf5/25/2022 (b)旋轉(zhuǎn)軸彎曲時(shí)引起的振動(dòng) 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸彎曲或傾斜時(shí)，此時(shí)發(fā)生的振動(dòng)的主要頻率成分為 。rcfzf 5/25/20225/25/2022二、滾動(dòng)軸承的非線性引發(fā)的振動(dòng) 滾動(dòng)軸承是通過滾道與滾動(dòng)體的彈性接觸來承受載荷的，可以形象地比之為“彈簧”。此彈簧”的彈性系數(shù)很大，當(dāng)軸承的潤滑狀態(tài)不良時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)非線彈性，由此而引發(fā)振動(dòng)。其振動(dòng)的頻率為軸的旋轉(zhuǎn)頻率 及其諧波 ， ，和分頻 ， ，rfrf2rf3rf21rf31三、滾動(dòng)軸承損傷(缺陷)而引起的振動(dòng)(a)軸承嚴(yán)重磨損引起偏心時(shí)的振動(dòng)5/25/2022（b）內(nèi)環(huán)有缺陷時(shí)的振動(dòng) 由于軸承通常