滾動軸承故障診斷課件

滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)滾動軸承故障診斷概述滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械中的重要零件滾動軸承的優(yōu)點摩擦系數(shù)小，運動精度高對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂低速下也能承受載荷產(chǎn)品已經(jīng)國際標準化，易于大批量生產(chǎn)，成本低廉，互換性好滾動軸承的缺點承受沖擊的能力差滾動體上的載荷分布不均勻概述滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械中的重要零件概述滾動軸承的組成外圈內(nèi)圈滾動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軸承的組成概述滾動軸承的安裝冷壓法和熱套法壓力機、手錘和套筒、潤滑劑、加熱器等滾動軸承的拆卸使用專門的拆卸工具概述滾動軸承的安裝滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動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滾動軸承故障診斷疲勞剝落常見故障形式疲勞剝落原因內(nèi)外滾道和滾動體表面既承受載荷又相對滾動，交變載荷的作用，在表面下一定深度處形成裂紋，裂紋擴展到接觸表面使表層發(fā)生剝落坑后果造成運轉(zhuǎn)時的沖擊載荷、振動和噪聲加劇滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效常見故障形式疲勞剝落滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因內(nèi)圈常見故障形式疲勞剝落是軸承失效的主要形式一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命滾動軸承的額定壽命在滾道或滾動體上出現(xiàn)面積為0.5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(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軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式疲勞剝落滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr軸承運轉(zhuǎn)精度降低，振動和噪聲增大故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率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瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段因此，信噪比低，故障檢測靈敏度差測點3V高頻分析滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷

振動機理CorrelationFactor簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率內(nèi)圈故障頻率fr=0.滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂金屬材料有缺陷和熱處理不良造成運轉(zhuǎn)時的沖擊載荷、振動和噪聲加劇壓力機、手錘和套筒、潤滑劑、加熱器等液力耦合器輸入軸轉(zhuǎn)速850r/min、輸出軸轉(zhuǎn)速740r/min滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)常見故障形式磨損原因塵埃、異物的侵入潤滑不良后果軸承游隙增大，表面粗糙度增加軸承運轉(zhuǎn)精度降低，振動和噪聲增大滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr常見故障常見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，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軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式銹蝕滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因塑性變形原因：軸承受到過大的沖擊載荷或靜載荷，熱變形引起額外的載荷硬度很高的異物侵入后果：運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲壓痕引起的沖擊載荷會進一步引起附近表面的剝落膠合原因:在潤滑不良、高速重載情況下工作時，由于摩擦發(fā)熱，軸承零件可以在極短時間內(nèi)達到很高的溫度，使一個表面上的金屬粘附到另一個表面上后果:出現(xiàn)壓痕，產(chǎn)生剝落區(qū)常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因塑性變形常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因保持架損壞原因：由于裝配或使用不當可能會引起保持架發(fā)生變形后果：保持架和滾動體之間的摩擦增大，甚至使某些滾動體卡死不能滾動，也有可能造成保持架與內(nèi)外圈發(fā)生摩擦會進一步使振動、噪聲與發(fā)熱加劇，導(dǎo)致軸承損壞保持架斷裂原因：過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)速過高，潤滑不良后果：軸承出現(xiàn)裂紋，加速劣化常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因保持架損壞常見故障原因綜述裝配不當潤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)域過熱征兆是滾道，球和保持架變色，從金色變?yōu)樗{色溫度超過400F（204℃）使?jié)L道和滾動體材料退火硬度降低導(dǎo)致軸承承重降低和早期失效嚴重情況下引起變形，另外溫升高會降低和破壞潤滑性能過載引起過早疲勞（包括過緊配合，布氏硬度凹痕和預(yù)負荷）滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障原因綜述裝配不當滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動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潤滑不良腐蝕過熱過載滾動軸承故障診斷疲勞剝落裝配不當滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動滾動軸承承載時，由于不同的位置承載的滾動體數(shù)目不同，因而承載剛度會有變化，引起軸心的起伏波動采用游隙較小的軸承或加預(yù)緊力可減小此振動滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系振動原因分析滾動軸承故障診斷

振動機理軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系振動軸承的裝配制造原因引起的振動在軸承制造過程中，加工設(shè)備的振動而產(chǎn)生加工面的波紋度滾動體大小不均勻引起軸心擺動振動原因分析滾動軸承故障診斷

振動機理軸承的裝配制造原因引起的振動振動原因分析滾動軸承故障診斷

振滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動磨損膠合疲勞剝落損傷滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動磨損軸承磨損隨著磨損的進行，振動加速度峰值和RMS值緩慢上升，振動信號呈現(xiàn)較強的隨機性峰值與RMS值的比值從5左右逐漸增加到5.5～6軸承磨損時振動加速度振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1)滾動軸承故障診斷

振動機理軸承磨損軸承磨損時振動加速度振動原因分析---故障缺陷引起的嚴重磨損導(dǎo)致軸承偏心軸承出現(xiàn)偏心，當軸旋轉(zhuǎn)時，軸心便會繞外圈中心擺動振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1)滾動軸承故障診斷

振動機理嚴重磨損導(dǎo)致軸承偏心振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1膠合在A點以前，振動加速度略微下降，溫度緩慢上升A點之后振動值急劇上升，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B點之后有更頻繁的金屬之間直接接觸及滑動，潤滑劑惡化甚至發(fā)生炭化，直至發(fā)生膠合

從圖中可以看出，振動值比溫度能更早地預(yù)報膠合的發(fā)生，由此可見軸承振動是一個比較敏感的故障參數(shù)振動原因分析---故障缺陷引起的振動(2)滾動軸承故障診斷

振動機理振動溫度膠合振動原因分析---故障缺陷引起的振動(2)滾動軸承故障診疲勞剝落損傷當軸承零件上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運轉(zhuǎn)中會因為碰撞而產(chǎn)生沖擊脈沖鋼球沖擊過程在碰撞點產(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(c圖)振動頻率取決于系統(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原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理a疲勞剝落損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸當波形指標較小時，則有可能發(fā)生了磨損；B點之后有更頻繁的金屬之間直接接觸及滑動，潤滑劑惡化甚至發(fā)生炭化，直至發(fā)生膠合滾動軸承承載時，由于不同的位置承載的滾動體數(shù)目不同，因而承載剛度會有變化，引起軸心的起伏波動5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(jié)對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂Peaksaroundthe4*Z*fr=132.簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障滾動軸承的故障診斷技術(shù)外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動軸承故障形式與原因4*Z*fr=132.應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的振動公式是指“一個剝落坑”時，若有n個剝落坑，仍是此公式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的振動疲勞剝落損傷疲勞剝落故障軸承的振動信號T取決于碰撞頻率，T=1/f碰振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理當波形指標較小時，則有可能發(fā)生了磨損；疲勞剝落損傷振動原因分軸承外滾道損傷軸承內(nèi)滾道損傷滾動體損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理軸承外滾道損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動磨損膠合疲勞剝落損傷滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動磨損滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)振動測量簡易診斷精密診斷測點選擇傳感器選擇傳感器安裝測量參數(shù)設(shè)定獲取數(shù)據(jù)計算特征值頻譜分析滾動軸承故障診斷振動測量測點選擇傳感器選擇傳感器安裝測量參數(shù)振動測量測點的選擇測量點應(yīng)盡量靠近被測軸承的承載區(qū)，應(yīng)盡量減少中間傳遞環(huán)節(jié)，探測點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）三個方向上進行振動檢測滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心軸承振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心振動測量測點的選擇振動的傳遞路徑會對測量結(jié)果造成影響滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動測量傳感器的選擇與固定方式滾動軸承的振動可能是頻率為1kHz以下的低頻脈動，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，通常二者皆有傳感器獲取的信號應(yīng)同時覆蓋上述兩個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測量傳感器的選擇與固定方式某廠大脫硫風機軸承故障診斷應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(jié)滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.傳感器的選擇與固定方式?jīng)_擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷傳感器的選擇與固定方式外圈故障頻率fo=0.測點3H高頻分析低頻率段指1kHz以下的頻率范圍滾動軸承的故障診斷技術(shù)瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段公式是指“一個剝落坑”時，若有n個剝落坑，仍是此公式RMSAccelerationinG-s對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)振動測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f≤1kHz）濾去高頻成分后再作頻譜分析可直接觀察頻譜圖上相應(yīng)的特征譜線，做出判斷這個頻率范圍容易受到機械及電源干擾，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，以消除機械干擾；用信號的峰值、RMS值或峭度指標作為監(jiān)測參數(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)的信號總功率作為監(jiān)測參數(shù)滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)某廠大脫硫風機軸承故障診斷振動測量分析譜帶的選擇滾動軸承故障振動測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所得到衰減振動信號，對故障診斷非常有效瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)頻率Hz1KHz20KHz80KHz滾動軸承4個零部件的故障頻率區(qū)潤滑不好零部件的固有頻率區(qū)結(jié)構(gòu)件固有頻率區(qū)傳感器的固有頻率區(qū)振動測量分析譜帶的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)頻率Hz滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)振動測量簡易診斷精密診斷獲取數(shù)據(jù)常用特征值波形指標峰值指標概率密度峭度指標

SPM滾動軸承故障診斷振動測量獲取數(shù)據(jù)常用特征值簡易診斷目的簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障精密診斷：判斷故障軸承的故障類別及原因滾動軸承故障的簡易標準絕對判定標準

絕對判定標準是指用于判斷實測振值是否超限的絕對量值相對判定標準

對軸承的同一部位定期進行振動檢測，并按時間先后進行比較，以軸承無故障情況下的振值為基準，根據(jù)實測振值與該基準振值之比來進行判斷的標準類比判定標準滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測，并將振值相互比較進行判斷的標準簡易診斷目的滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)對若干同一型號的軸簡易診斷振動信號簡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刻振幅的最大值，因而它適用于像表面點蝕損傷之類的具有瞬時沖擊的故障診斷；對于轉(zhuǎn)速較低的情況（如300r/min以下），也常采用峰值進行診斷均方根值是對時間平均的，因而它適用于像磨損之類的振幅值隨時間緩慢變化的故障診斷滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷振動信號簡易診斷法滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷振動信號簡易診斷法波形指標診斷法波形指標：峰值與均值之比

當波形指標值過大時，表明滾動軸承可能有點蝕；當波形指標較小時，則有可能發(fā)生了磨損；滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)點蝕磨損簡易診斷振動信號簡易診斷法滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)點簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障有徑向間隙時，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，會發(fā)生以保持架旋轉(zhuǎn)頻率fc進行振幅調(diào)制的情況。滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因RevolutionNumber當軸承零件上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運轉(zhuǎn)中會因為碰撞而產(chǎn)生沖擊脈沖6*Z*fr=96.A點之后振動值急劇上升，而溫度卻還有些下降，這一段軸承表面狀態(tài)已惡化大脫硫風機設(shè)備簡圖及測點布置圖大脫硫風機設(shè)備簡圖及測點布置圖外滾道產(chǎn)生損傷時，在滾動體通過時也會產(chǎn)生沖擊振動故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)RMSAccelerationinG-s23×z×fr(z<10)31Hz增長顯著，且?guī)мD(zhuǎn)軸邊帶。關(guān)于特征頻率的幾點說明：外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr傳感器的尺寸和重量應(yīng)盡可能小沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)簡易診斷振動信號簡易診斷法峰值指標診斷法峰值指標：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，特別適用于點蝕類故障的診斷當滾動軸承無故障時，Xp/Xrms，為一較小的穩(wěn)定值一旦軸承出現(xiàn)了損傷，則會產(chǎn)生沖擊信號，振動峰值明顯增大，但此時均方根值尚無明顯的增大，故Xp/Xrms增大當故障不斷擴展，峰值逐步達到極限值后，均方根值則開始增大，Xp/Xrms逐步減小，直至恢復(fù)到無故障時的大小滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)故障劣化峰值指標故障嚴重正常t簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障簡易診斷振動信號簡易診斷簡易診斷振動信號簡易診斷法概率密度診斷法無故障軸承：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)偏斜或分散滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)正常軸承故障軸承簡易診斷振動信號簡易診斷法滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)正簡易診斷振動信號簡易診斷法峭度指標診斷法振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律的無故障軸承，其峭度指標值約為3。隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度指標具有與峰值指標類似的變化趨勢與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無關(guān)，主要適用于點蝕類故障的診斷滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)實驗中第74h軸承發(fā)生了疲勞破壞，峭度指標由3上升到6，而此時RMS值尚無明顯增大故障進一步惡化后，RMS值才有所反映，RMS適合于磨損類故障說明：圖中虛線表示在不同轉(zhuǎn)速（800~2700r/min）和不同載荷（0~11KN）下進行試驗時各特征值的變動范圍。例子：簡易診斷振動信號簡易診斷法滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)實概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)獲取數(shù)據(jù)振動測量簡易診斷精密診斷常用特征值波形指標峰值指標概率密度峭度指標

SPM滾動軸承故障診斷獲取數(shù)據(jù)振動測量常用特征值滾動軸承故障診斷沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)特點無須專業(yè)人員進行分析，可直接得到軸承損傷程度診斷快捷、準確，可作為滾動軸承監(jiān)測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軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho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)生的振動與振動不同：振動是連續(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的沖擊速度物體表面的凹凸不平度滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動軸承故障診斷

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

0.1AfterenvelopAfterrectifying簡易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)Frequencydomain簡易診斷---SPMTimedomainFFT沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho滾動軸承故障診斷

振動機理大脫硫風機設(shè)備簡圖及測點布置圖對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂振幅值指峰值、均方根值測點3V共振解調(diào)分析RMSAccelerationinG-s嚴重情況下引起變形，另外溫升高會降低和破壞潤滑性能通常滾動軸承都有徑向間隙，且為單邊載荷，根據(jù)損傷部分與滾動體發(fā)生沖擊接觸的位置不同，振動的振幅會發(fā)生周期性的變化，即發(fā)生振幅調(diào)制。滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷振動的傳遞路徑會對測量結(jié)果造成影響18×z×fr(z>10)內(nèi)外滾道和滾動體表面既承受載荷又相對滾動，交變載荷的作用，在表面下一定深度處形成裂紋，裂紋擴展到接觸表面使表層發(fā)生剝落坑應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測當故障不斷擴展，峰值逐步達到極限值后，均方根值則開始增大，Xp/Xrms逐步減小，直至恢復(fù)到無故障時的大小經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.RMSAccelerationinG-s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沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)dBsv:衡量沖擊脈沖能量強度的絕對值，對加速度信號取20lg

dBi：滾動軸承初始值，相當于一個沒有任何損傷的良好軸承所具有的沖擊值

dBN:評定滾動軸承工作狀態(tài)簡易診斷---SPM滾動軸承故障診斷

振動機理沖擊脈沖診斷法(SPM,即Shoc沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)標準沖擊能量(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軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷---SPM沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)簡易診斷---SPM評價指標分析流程方法原理研究對象沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMetho滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)振動測量簡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滾動軸承故障診斷振動測量獲取數(shù)據(jù)常用特征值振動頻率：為軸承各部分的固有頻率故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷高頻低頻固有頻率故障頻率振動頻率：為軸承各部分的固有頻率滾動軸承故障診斷

精密診斷精鋼球振動固有頻率：設(shè)為鋼材，帶入得：軸承圈在自由狀態(tài)下的徑向彎曲振動的固有頻率：上式均為理論計算值，與實際值有出入滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷鋼球振動固有頻率：設(shè)為鋼材，帶入得：軸承圈在自由狀態(tài)下的幾何參數(shù)Z—滾珠個數(shù)d—滾珠直徑D—軸承滾道節(jié)徑ɑ—接觸角r1—內(nèi)圈滾道半徑r2—外圈滾道半徑滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷幾何參數(shù)滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷接觸角—滾動軸承外圈與滾動體接觸點的法線和垂直于軸承軸線的夾角.向心軸承推力軸承接觸角α反映軸承主要承受載荷的方向徑向力徑向力、軸向力

(主要)徑向力、軸向力

(主要)軸向力滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷接觸角—滾動軸承外圈與滾動體接觸點的法線和垂直于向心軸滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷精密診斷精密診斷滾動軸承特征頻率滾動軸承故障診斷

精密診斷保持架旋轉(zhuǎn)頻率滾動體的公轉(zhuǎn)頻率滾動體通過外圈一點的頻率滾動體通過內(nèi)圈一點的頻率內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)頻率內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)頻率精密診斷滾動軸承特征頻率滾動軸承故障診斷

精密診斷保持架旋轉(zhuǎn)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)驗公式(fr

為轉(zhuǎn)頻；z為滾動體個數(shù))精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷fifofbfrfc故障頻率經(jīng)驗公式(fr為轉(zhuǎn)頻；z為滾動體個數(shù))精密精密診斷關(guān)于特征頻率的幾點說明：公式計算時假設(shè)外圈與軸承座沒有相對運動假設(shè)滾動體沒有滑動，做純滾動實際頻率與上述理論計算值會有出入，所以在譜圖上尋找各特征頻率時應(yīng)找其近似值來判斷，還與頻率分辨率有關(guān)公式是指“一個剝落坑”時，若有n個剝落坑，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軸承故障診斷

精密診斷精密診斷關(guān)于特征頻率的幾點說明：滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動體產(chǎn)生損傷時，缺陷部位通過內(nèi)圈或外圈滾道表面時會產(chǎn)生沖擊振動滾動軸承無徑向間隙時，會產(chǎn)生頻率為nZfb的沖擊振動有徑向間隙時，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，會發(fā)生以保持架旋轉(zhuǎn)頻率fc進行振幅調(diào)制的情況。精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷軸承滾動體故障滾動體產(chǎn)生損傷時，缺陷部位通過內(nèi)圈或外圈滾道表面時會產(chǎn)生沖擊內(nèi)滾道產(chǎn)生損傷時，如剝落、裂紋、點蝕等，若滾動軸無徑向間隙，會產(chǎn)生頻率為nZfi的沖擊振動通常滾動軸承都有徑向間隙，且為單邊載荷，根據(jù)損傷部分與滾動體發(fā)生沖擊接觸的位置不同，振動的振幅會發(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軸承故障診斷

精密診斷內(nèi)滾道產(chǎn)生損傷時，如剝落、裂紋、點蝕等，若滾動軸無徑向間隙軸承內(nèi)圈故障精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷變形圖受力分布圖軸承內(nèi)圈故障精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷變形圖受力分軸承外圈故障外滾道產(chǎn)生損傷時，在滾動體通過時也會產(chǎn)生沖擊振動由于損傷的位置與載荷方向的相對位置關(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，在滾動體通過時也會產(chǎn)生沖擊滾動軸承故障診斷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.時域分析診斷流程大脫硫風機診斷案例簡易診斷，與國標比較，判斷有無故障自由能量的變化在低頻段尋找故障頻率及其諧波是否存在沖擊、摩擦、偏載等情況尋找故障頻率及其諧波滾動軸承故障診斷1.幅域分析診斷流程大脫硫風機診斷案滾動軸承故障診斷某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷某廠大脫硫風機軸承故障診斷滾動軸承故障診斷某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷超過ISO2372國際標準中“C”級振動強度等級7.簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1)18×z×fr(z>10)18×z×fr(z>10)滾動軸承的故障診斷技術(shù)微弱沖擊容易被淹沒在噪聲中振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)內(nèi)外滾道和滾動體表面既承受載荷又相對滾動，交變載荷的作用，在表面下一定深度處形成裂紋，裂紋擴展到接觸表面使表層發(fā)生剝落坑沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測，并將振值相互比較進行判斷的標準CorrelationFactor在軸承制造過程中，加工設(shè)備的振動而產(chǎn)生加工面的波紋度經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.高頻率段指20～80kHz頻率范圍滾動軸承故障診斷

精密診斷CorrelationFactor對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測，并將振值相互比較進行判斷的標準滾動體故障頻率：fb=0.在軸承制造過程中，加工設(shè)備的振動而產(chǎn)生加工面的波紋度滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承故障診斷廢氣風機設(shè)備簡圖及測點布置圖

設(shè)備參數(shù)

電機轉(zhuǎn)速943r/min

電機容量630kw

測點3軸承型號SKF22230滾動體個數(shù)21廢氣風機診斷案例計算特征頻率

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超過ISO2372國際標準中“C”級振動強度等級7.滾動軸承滾動軸承故障診斷幅域特征值分析（單位：mm/s）

測點測試日期垂直V水平H軸向A32007.08.101.081.902.792007.08.212.252.097.64超過ISO2372國際標準中“C”級振動強度等級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.時域分析診斷流程廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷幅域特征值分析（單位：mm/s）測點測滾動軸承故障診斷轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波非同步頻率135.31Hz及諧波測點3V低頻分析非同步頻率135.31Hz及諧波轉(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.時域分析診斷流程廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷轉(zhuǎn)頻16.56Hz及諧波非同步頻率135.30.40.30.20.10滾動軸承故障診斷測點3V共振解調(diào)分析故障頻率135.31Hz及諧波故障頻率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.時域分析診斷流程0.070.050.030.010廢氣風機診斷案例0.40.30.20.10滾動軸承故障診斷測點3V共振滾動軸承故障診斷測點3A低頻分析非同步頻率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2.01.51.00.5097531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.時域分析診斷流程廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷測點3A低頻分析非同步頻率135.31滾動軸承故障診斷測點3A共振解調(diào)分析轉(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0.10.080.060.040.0200.180.120.080.040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.時域分析診斷流程廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷測點3A共振解調(diào)分析轉(zhuǎn)頻16.56Hz滾動軸承故障診斷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.時域分析診斷流程測點3A時域分析削波現(xiàn)象削波處廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷1.幅域分析診斷流程測點3A時滾動軸承故障診斷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.時域分析診斷流程診斷結(jié)論經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.31Hz增長顯著，且?guī)мD(zhuǎn)軸邊帶

。根據(jù)計算故障頻率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)驗證點蝕嚴重廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷1.幅域分析診斷流程診斷結(jié)論經(jīng)滾動軸承故障診斷診斷案例某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷某廠大脫硫風機軸承故障診斷滾動軸承故障診斷診斷案例某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷滾動軸承故障診斷大脫硫風機診斷案例大脫硫風機設(shè)備簡圖及測點布置圖

設(shè)備參數(shù)

電機轉(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風機兩測滾動軸承型號：22344CA

滾動體個數(shù)13計算特征頻率

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滾動軸承故障診斷大脫硫風機診斷案例大脫硫風機設(shè)備簡圖及測滾動軸承故障診斷幅域特征值分析（單位：mm/s）

測點測試日期垂直V水平H軸向A32006.9.132.983.055.312007.1.295.003.527.75超過ISO2372國際標準中“C”級振動強度等級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.時域分析診斷流程大脫硫風機診斷案例滾動軸承故障診斷幅域特征值分析（單位：mm/s）測點測滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程1.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s自由能量加大幅值增大大脫硫風機診斷案例滾動軸承故障診斷測點3V高頻分析1.幅域分析診斷1.51.20.80.6RMSAccelerationinG-s0.32004006008001000滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程非同步頻率60.31Hz及諧波非同步頻率63.91Hz及諧波大脫硫風機診斷案例1.51.20.80.6RMSAccelerationi12963RMSAccelerationinG-s02004006008001000滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程故障頻率63.91Hz及諧波60.31Hz頻率及諧波幅值增大5倍大脫硫風機診斷案例12963RMSAccelerationinG-s021.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s0100040006000800020003000滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程自由能量加大大脫硫風機診斷案例1.20.90.60.3RMSAccelerationi1.20.80.60.3PKVelocityinmm/Sec06008001000200400滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程非同步頻率60.31Hz及諧波非同步頻率63.91Hz及諧波大脫硫風機診斷案例1.20.80.60.3PKVelocityinmm/975RMSAccelerationinG-s160080010002004003滾動軸承故障診斷測點3

H

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.時域分析診斷流程頻率60.31Hz及諧波頻率63.91Hz及諧波幅值增大5倍大脫硫風機診斷案例975RMSAccelerationinG-s1600滾動軸承故障診斷測點3時域分析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.時域分析診斷流程頻率60.31Hz的沖擊1.70RevolutionNumber1.721.761.781.741.00.60-0.6-1.0CorrelationFactor故障頻率64Hz的沖擊此處為削波0.380.40.440.460.421.00.60-0.6-1.0CorrelationFactorRevolutionNumber大脫硫風機診斷案例滾動軸承故障診斷測點3時域分析1.幅域分析診斷流滾動軸承故障診斷診斷結(jié)論：軸承外圈松動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.時域分析診斷流程軸承安裝精度不夠，造成軸承間隙大小不均使軸承與軸承座產(chǎn)生相對運動而引起碰摩，部件之間有明顯松動現(xiàn)象，并且軸承對中精度不好，從而造成軸承損壞的綜合故障出現(xiàn)嚴重剝落大脫硫風機診斷案例滾動軸承故障診斷診斷結(jié)論：軸承外圈松動1.幅域分析診斷總結(jié)廢氣風機診斷案例齒輪故障診斷:①嚙合頻率的倍頻、邊頻的幅值是否變化②嚙合頻率與邊頻的差值確定發(fā)生故障的齒輪滾動軸承故障診斷：①只有出現(xiàn)故障時，內(nèi)圈、外圈、滾動體的頻率才會出現(xiàn)②故障頻率的倍頻、邊頻的多少反映故障嚴重程度總結(jié)廢氣風機診斷案例齒輪故障診斷:①嚙合頻率的倍頻、邊頻典型設(shè)備故障的基本流程典型設(shè)備故障的基本流程概述滾動軸承的安裝冷壓法和熱套法壓力機、手錘和套筒、潤滑劑、加熱器等滾動軸承的拆卸使用專門的拆卸工具概述滾動軸承的安裝滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動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潤滑不良腐蝕過熱過載滾動軸承故障診斷疲勞剝落裝配不當振動測量測點的選擇測量點應(yīng)盡量靠近被測軸承的承載區(qū)，應(yīng)盡量減少中間傳遞環(huán)節(jié)，探測點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）三個方向上進行振動檢測滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心軸承振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心振動測量測點的選擇振動的傳遞路徑會對測量結(jié)果造成影響滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)0.40.30.20.10滾動軸承故障診斷測點3V共振解調(diào)分析故障頻率135.31Hz及諧波故障頻率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.時域分析診斷流程0.070.050.030.010廢氣風機診斷案例0.40.30.20.10滾動軸承故障診斷測點3V共振滾動軸承故障診斷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.時域分析診斷流程診斷結(jié)論經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.31Hz增長顯著，且?guī)мD(zhuǎn)軸邊帶

。根據(jù)計算故障頻率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)驗證點蝕嚴重廢氣風機診斷案例滾動軸承故障診斷1.幅域分析診斷流程診斷結(jié)論經(jīng)1.20.80.60.3PKVelocityinmm/Sec06008001000200400滾動軸承故障診斷測點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.時域分析診斷流程非同步頻率60.31Hz及諧波非同步頻率63.91Hz及諧波大脫硫風機診斷案例1.20.80.60.3PKVelocityinmm/滾動軸承故障診斷測點3時域分析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.時域分析診斷流程頻率60.31Hz的沖擊1.70RevolutionNumber1.721.761.781.741.00.60-0.6-1.0CorrelationFactor故障頻率64Hz的沖擊此處為削波0.380.40.440.460.421.00.60-0.6-1.0CorrelationFactorRevolutionNumber大脫硫風機診斷案例滾動軸承故障診斷測點3時域分析1.幅域分析診斷流滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)滾動軸承故障診斷概述滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械中的重要零件滾動軸承的優(yōu)點摩擦系數(shù)小，運動精度高對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂低速下也能承受載荷產(chǎn)品已經(jīng)國際標準化，易于大批量生產(chǎn)，成本低廉，互換性好滾動軸承的缺點承受沖擊的能力差滾動體上的載荷分布不均勻概述滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械中的重要零件概述滾動軸承的組成外圈內(nèi)圈滾動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軸承的組成概述滾動軸承的安裝冷壓法和熱套法壓力機、手錘和套筒、潤滑劑、加熱器等滾動軸承的拆卸使用專門的拆卸工具概述滾動軸承的安裝滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動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滾動軸承故障診斷疲勞剝落常見故障形式疲勞剝落原因內(nèi)外滾道和滾動體表面既承受載荷又相對滾動，交變載荷的作用，在表面下一定深度處形成裂紋，裂紋擴展到接觸表面使表層發(fā)生剝落坑后果造成運轉(zhuǎn)時的沖擊載荷、振動和噪聲加劇滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因內(nèi)圈疲勞失效外圈疲勞失效常見故障形式疲勞剝落滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因內(nèi)圈常見故障形式疲勞剝落是軸承失效的主要形式一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命滾動軸承的額定壽命在滾道或滾動體上出現(xiàn)面積為0.5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(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軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式疲勞剝落滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr軸承運轉(zhuǎn)精度降低，振動和噪聲增大故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率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瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段因此，信噪比低，故障檢測靈敏度差測點3V高頻分析滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷

振動機理CorrelationFactor簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障故障頻率：滾動體與內(nèi)圈或外圈產(chǎn)生沖擊的間隔頻率內(nèi)圈故障頻率fr=0.滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂金屬材料有缺陷和熱處理不良造成運轉(zhuǎn)時的沖擊載荷、振動和噪聲加劇壓力機、手錘和套筒、潤滑劑、加熱器等液力耦合器輸入軸轉(zhuǎn)速850r/min、輸出軸轉(zhuǎn)速740r/min滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)常見故障形式磨損原因塵埃、異物的侵入潤滑不良后果軸承游隙增大，表面粗糙度增加軸承運轉(zhuǎn)精度降低，振動和噪聲增大滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr常見故障常見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，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軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式銹蝕滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因塑性變形原因：軸承受到過大的沖擊載荷或靜載荷，熱變形引起額外的載荷硬度很高的異物侵入后果：運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲壓痕引起的沖擊載荷會進一步引起附近表面的剝落膠合原因:在潤滑不良、高速重載情況下工作時，由于摩擦發(fā)熱，軸承零件可以在極短時間內(nèi)達到很高的溫度，使一個表面上的金屬粘附到另一個表面上后果:出現(xiàn)壓痕，產(chǎn)生剝落區(qū)常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因塑性變形常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因保持架損壞原因：由于裝配或使用不當可能會引起保持架發(fā)生變形后果：保持架和滾動體之間的摩擦增大，甚至使某些滾動體卡死不能滾動，也有可能造成保持架與內(nèi)外圈發(fā)生摩擦會進一步使振動、噪聲與發(fā)熱加劇，導(dǎo)致軸承損壞保持架斷裂原因：過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)速過高，潤滑不良后果：軸承出現(xiàn)裂紋，加速劣化常見故障形式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因保持架損壞常見故障原因綜述裝配不當潤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)域過熱征兆是滾道，球和保持架變色，從金色變?yōu)樗{色溫度超過400F（204℃）使?jié)L道和滾動體材料退火硬度降低導(dǎo)致軸承承重降低和早期失效嚴重情況下引起變形，另外溫升高會降低和破壞潤滑性能過載引起過早疲勞（包括過緊配合，布氏硬度凹痕和預(yù)負荷）滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因常見故障原因綜述裝配不當滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動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潤滑不良腐蝕過熱過載滾動軸承故障診斷疲勞剝落裝配不當滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動滾動軸承承載時，由于不同的位置承載的滾動體數(shù)目不同，因而承載剛度會有變化，引起軸心的起伏波動采用游隙較小的軸承或加預(yù)緊力可減小此振動滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系振動原因分析滾動軸承故障診斷

振動機理軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系振動軸承的裝配制造原因引起的振動在軸承制造過程中，加工設(shè)備的振動而產(chǎn)生加工面的波紋度滾動體大小不均勻引起軸心擺動振動原因分析滾動軸承故障診斷

振動機理軸承的裝配制造原因引起的振動振動原因分析滾動軸承故障診斷

振滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動磨損膠合疲勞剝落損傷滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動磨損軸承磨損隨著磨損的進行，振動加速度峰值和RMS值緩慢上升，振動信號呈現(xiàn)較強的隨機性峰值與RMS值的比值從5左右逐漸增加到5.5～6軸承磨損時振動加速度振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1)滾動軸承故障診斷

振動機理軸承磨損軸承磨損時振動加速度振動原因分析---故障缺陷引起的嚴重磨損導(dǎo)致軸承偏心軸承出現(xiàn)偏心，當軸旋轉(zhuǎn)時，軸心便會繞外圈中心擺動振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1)滾動軸承故障診斷

振動機理嚴重磨損導(dǎo)致軸承偏心振動原因分析---故障缺陷引起的振動(1膠合在A點以前，振動加速度略微下降，溫度緩慢上升A點之后振動值急劇上升，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B點之后有更頻繁的金屬之間直接接觸及滑動，潤滑劑惡化甚至發(fā)生炭化，直至發(fā)生膠合

從圖中可以看出，振動值比溫度能更早地預(yù)報膠合的發(fā)生，由此可見軸承振動是一個比較敏感的故障參數(shù)振動原因分析---故障缺陷引起的振動(2)滾動軸承故障診斷

振動機理振動溫度膠合振動原因分析---故障缺陷引起的振動(2)滾動軸承故障診疲勞剝落損傷當軸承零件上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運轉(zhuǎn)中會因為碰撞而產(chǎn)生沖擊脈沖鋼球沖擊過程在碰撞點產(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(c圖)振動頻率取決于系統(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原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理a疲勞剝落損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸當波形指標較小時，則有可能發(fā)生了磨損；B點之后有更頻繁的金屬之間直接接觸及滑動，潤滑劑惡化甚至發(fā)生炭化，直至發(fā)生膠合滾動軸承承載時，由于不同的位置承載的滾動體數(shù)目不同，因而承載剛度會有變化，引起軸心的起伏波動5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(jié)對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂Peaksaroundthe4*Z*fr=132.簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障滾動軸承的故障診斷技術(shù)外圈與內(nèi)圈關(guān)系：fo+fi=z×fr滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承的承載剛度和滾子位置的關(guān)系沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)滾動軸承故障形式與原因4*Z*fr=132.應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的振動公式是指“一個剝落坑”時，若有n個剝落坑，仍是此公式滾動軸承故障診斷

常見故障形式及原因滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的振動疲勞剝落損傷疲勞剝落故障軸承的振動信號T取決于碰撞頻率，T=1/f碰振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理當波形指標較小時，則有可能發(fā)生了磨損；疲勞剝落損傷振動原因分軸承外滾道損傷軸承內(nèi)滾道損傷滾動體損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動軸承故障診斷

振動機理軸承外滾道損傷振動原因分析---故障缺陷引起的振動(3)滾動滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動軸承制造裝配原因引起的振動故障缺陷引起的振動磨損膠合疲勞剝落損傷滾動軸承故障診斷軸承結(jié)構(gòu)特點引起的振動磨損滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)振動測量簡易診斷精密診斷測點選擇傳感器選擇傳感器安裝測量參數(shù)設(shè)定獲取數(shù)據(jù)計算特征值頻譜分析滾動軸承故障診斷振動測量測點選擇傳感器選擇傳感器安裝測量參數(shù)振動測量測點的選擇測量點應(yīng)盡量靠近被測軸承的承載區(qū)，應(yīng)盡量減少中間傳遞環(huán)節(jié)，探測點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）三個方向上進行振動檢測滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心軸承振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)止推軸承向心振動測量測點的選擇振動的傳遞路徑會對測量結(jié)果造成影響滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動測量測點的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)振動測量傳感器的選擇與固定方式滾動軸承的振動可能是頻率為1kHz以下的低頻脈動，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，通常二者皆有傳感器獲取的信號應(yīng)同時覆蓋上述兩個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測量傳感器的選擇與固定方式某廠大脫硫風機軸承故障診斷應(yīng)盡量考慮在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個方向上進行振動檢測5mm2的疲勞剝落坑就認為軸承壽命終結(jié)滾動軸承故障診斷

精密診斷滾動軸承故障診斷

精密診斷沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)經(jīng)過兩次測量比較，軸承故障特征頻率135.傳感器的選擇與固定方式?jīng)_擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)某廠煤粉1#廢氣風機軸承故障診斷傳感器的選擇與固定方式外圈故障頻率fo=0.測點3H高頻分析低頻率段指1kHz以下的頻率范圍滾動軸承的故障診斷技術(shù)瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段公式是指“一個剝落坑”時，若有n個剝落坑，仍是此公式RMSAccelerationinG-s對潤滑劑的黏度不敏感，多數(shù)滾動軸承可使用潤滑脂沖擊脈沖診斷法(SPM,即ShockPulseMethod)振動測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f≤1kHz）濾去高頻成分后再作頻譜分析可直接觀察頻譜圖上相應(yīng)的特征譜線，做出判斷這個頻率范圍容易受到機械及電源干擾，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，以消除機械干擾；用信號的峰值、RMS值或峭度指標作為監(jiān)測參數(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)的信號總功率作為監(jiān)測參數(shù)滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)某廠大脫硫風機軸承故障診斷振動測量分析譜帶的選擇滾動軸承故障振動測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所得到衰減振動信號，對故障診斷非常有效瑞典的沖擊脈沖計（SPM）和美國首創(chuàng)的IFD法就是利用這個頻段滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)頻率Hz1KHz20KHz80KHz滾動軸承4個零部件的故障頻率區(qū)潤滑不好零部件的固有頻率區(qū)結(jié)構(gòu)件固有頻率區(qū)傳感器的固有頻率區(qū)振動測量分析譜帶的選擇滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)頻率Hz滾動軸承故障診斷概述滾動軸承故障形式與原因滾動軸承的振動機理滾動軸承的故障診斷技術(shù)振動測量簡易診斷精密診斷獲取數(shù)據(jù)常用特征值波形指標峰值指標概率密度峭度指標

SPM滾動軸承故障診斷振動測量獲取數(shù)據(jù)常用特征值簡易診斷目的簡易診斷：判斷滾動軸承是否出現(xiàn)了故障精密診斷：判斷故障軸承的故障類別及原因滾動軸承故障的簡易標準絕對判定標準

絕對判定標準是指用于判斷實測振值是否超限的絕對量值相對判定標準

對軸承的同一部位定期進行振動檢測，并按時間先后進行比較，以軸承無故障情況下的振值為基準，根據(jù)實測振值與該基準振值之比來進行判斷的標準類比判定標準滾動軸承故障診斷

故障診斷技術(shù)對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測，并將振值相互比較進行判斷的標準簡易診斷目的滾動軸承故障診斷

故障診斷