旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷(二)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷方法主要內(nèi)容：1.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)及故障概論2.旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的診斷信息的表達(dá)和分析3.旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的簡(jiǎn)易診斷方法4.旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的精密診斷及典型故障分析5.滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷方法6.齒輪和齒輪箱的監(jiān)測(cè)與診斷方法7.其他分析方法簡(jiǎn)介第五節(jié)、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷方法5.1滾動(dòng)軸承的失效與振動(dòng)測(cè)定5.1.1滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)軸承在運(yùn)行過程中，由于裝配不當(dāng)、潤(rùn)滑不良、水分和異物侵入、腐蝕和過載等都可能使軸承過早損壞。即使不出現(xiàn)上述情況，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承也會(huì)出現(xiàn)疲勞剝落和磨損而不能正常工作?？傊?，滾動(dòng)軸承的損傷形式是十分復(fù)雜的。表5-1為滾動(dòng)軸承的主要損傷形式及產(chǎn)生原因。損傷形式損傷原因損傷特征損傷結(jié)果疲勞①軸向載荷過大②軸向載荷過大，對(duì)中不良，潤(rùn)滑不良③保持架的圓度誤差太大④裝配不當(dāng)，對(duì)中不良，軸彎曲⑤軸、保持架精度不高⑥安裝時(shí)沖擊載荷過大，圓柱滾子軸承的裝配過盈量太大①向心軸承的滾道僅一側(cè)表面剝落②雙列軸承的表面僅一側(cè)表面剝落③滾動(dòng)體及滾道接觸邊緣剝落④滾動(dòng)體的圓周方向在對(duì)稱位置上有剝落⑤滾子軸承的疾馳道和滾動(dòng)體靠近端部外表面產(chǎn)生剝落⑥受力表面較大面積壓光和微觀剝落使?jié)L動(dòng)體或滾道表面產(chǎn)生剝落坑，并向大片剝落發(fā)展，導(dǎo)致軸承失效膠合①潤(rùn)滑不良，潤(rùn)滑脂過硬，啟動(dòng)時(shí)加速度太大②滾道面不平行，轉(zhuǎn)速過高③潤(rùn)滑不良,裝配不當(dāng),軸向載荷過大①滾道面和滾動(dòng)體表面出現(xiàn)膠合②深溝球軸承的滾道面出現(xiàn)螺旋狀膠合③滾子端面和擋邊外出現(xiàn)膠合導(dǎo)致表面燒傷，并使金屬從一個(gè)表面粘附到另一表面表5-1滾動(dòng)軸承的主要損傷形式及產(chǎn)生原因磨損①運(yùn)輸中軸承受到振幅很小的搖擺運(yùn)動(dòng)作用②配合面間有微小間隙造成的滑動(dòng)磨損③異物落入，潤(rùn)滑不良，對(duì)中不良，裝配不當(dāng)①類似靜壓痕②在配合面上出現(xiàn)紅褐色磨損粉末的局部磨損③滾道面、滾動(dòng)體面、凸緣面、保護(hù)架等磨損④圓錐滾子軸承擋邊磨損過大損傷軸承，降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度腐蝕①軸承內(nèi)部配合面等銹蝕②滾動(dòng)面上出現(xiàn)模板狀凸凹③表面紅色或黑色的銹斑①空氣中水分的凝結(jié)，腐蝕性介質(zhì)侵入②電流通過產(chǎn)生電火花熔化③微振，裝配不當(dāng)表面由于電流、化學(xué)和機(jī)械作用產(chǎn)生損傷，喪失精度而不能繼續(xù)工作破損①?zèng)_擊載荷過大，裝配不當(dāng)，膠合發(fā)展②沖擊載荷，熱處理不當(dāng)，裝配不當(dāng)，膠合發(fā)展③對(duì)中不良，裝配不當(dāng)，潤(rùn)滑不良，異常載荷，轉(zhuǎn)速過快，異物進(jìn)入①外環(huán)或內(nèi)環(huán)產(chǎn)生裂紋②滾動(dòng)體產(chǎn)生裂紋③保持架斷裂導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋，斷裂，使軸承失效5.1.2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)測(cè)定1.測(cè)定部位測(cè)定部位選擇的基本思路是選擇在離軸承最近、最能反映軸承振動(dòng)的位置上。一般講，若軸承座是外露的，測(cè)點(diǎn)位置可直接選在軸承座上；若軸承座是非外露的，測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在軸承座剛性較好的部分或基礎(chǔ)上。同時(shí)，應(yīng)在測(cè)點(diǎn)處做好標(biāo)記，以保證不會(huì)由于測(cè)點(diǎn)部位的不同而導(dǎo)致測(cè)量值的差異。由于滾動(dòng)軸承的振動(dòng)在不同方向上反映出不同的特性，因此一般情況下都應(yīng)按圖5-1所示那樣在水平（x）、垂直（y）和軸向（z）三個(gè)方向上進(jìn)行檢測(cè)。2.測(cè)定參數(shù)根據(jù)滾動(dòng)軸承的固有特性、制造條件、使用情況的不同，它所引起的振動(dòng)可能是頻率為1kHz以下的低頻脈動(dòng)，也可能是頻率為1kHz以上，數(shù)千赫乃至數(shù)十千赫的高頻振動(dòng)，更多的情況是同時(shí)包含了上述兩種振動(dòng)成分。因此，通常檢測(cè)的振動(dòng)速度和加速度分別覆蓋了上述的兩個(gè)頻帶，必要時(shí)可用濾波器取出需要的頻率成分。如果是在較寬的頻帶上檢測(cè)振動(dòng)級(jí)，則對(duì)于要求低頻振動(dòng)小的軸承檢測(cè)振動(dòng)速度，而對(duì)于要求高頻振動(dòng)小的軸承檢測(cè)振動(dòng)加速度。3.測(cè)定周期

滾動(dòng)軸承的振動(dòng)檢測(cè)可分為：

A定期檢測(cè)對(duì)于定期檢測(cè)，為了早期發(fā)現(xiàn)軸承故障，以免故障迅速發(fā)展到嚴(yán)重的程度，檢測(cè)的周期應(yīng)盡可能短一些。但如果檢測(cè)周期定得過短，則在經(jīng)濟(jì)上可能是不合理的。因此，應(yīng)綜合考慮技術(shù)上的需要和經(jīng)濟(jì)上的合理性來確定合理的檢測(cè)周期。

B連續(xù)在線監(jiān)測(cè)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)主要適用于重要場(chǎng)合或由于工況惡劣不易靠近滾動(dòng)軸承的場(chǎng)合，以及滾動(dòng)軸承加速劣化的階段，相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器較定期檢測(cè)的儀器要復(fù)雜，成本也要高些。5.2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理5.2.1滾動(dòng)軸承振動(dòng)的基本參數(shù)1.滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。圖5-2為滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。2.滾動(dòng)軸承的固有振動(dòng)頻率滾動(dòng)軸承在運(yùn)行過程中，由于滾動(dòng)體與內(nèi)圈或外圈沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)的振動(dòng)頻率為軸承各部分的固有頻率。固有振動(dòng)中，外圈的振動(dòng)表現(xiàn)最明顯，計(jì)算內(nèi)圈及外圈的固有振動(dòng)頻率時(shí)，將它們看作為矩形截面的圓環(huán)，故可用如下近似公式：E—材料的彈性模量I—圓環(huán)中性軸截面二次矩—材料密度A—圓環(huán)的截面積D圓環(huán)中性軸直徑n—變形波的節(jié)線數(shù)5.2.2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)特征1.滾動(dòng)軸承的振動(dòng)形式引起滾動(dòng)軸承振動(dòng)的原因很多，除了其本身的固有振動(dòng)以外還包括以下振動(dòng)：（1）軸承構(gòu)造引起的振動(dòng)圖5-3所示的軸承，隨滾動(dòng)體位置不同，其承載狀態(tài)也不斷變化，這將導(dǎo)致內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體產(chǎn)生彈性變形而引起振動(dòng)。（2）滾動(dòng)體的非線性伴生振動(dòng)滾動(dòng)軸承靠滾道與滾動(dòng)體的彈性接觸來承受載荷，具有一定的彈性，其剛性很高；當(dāng)軸承潤(rùn)滑不良時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)非線性的特性，如圖5-4所示，從而產(chǎn)生非線性振動(dòng)。（3）由于精加工波紋引起的振動(dòng)若加工制造時(shí)，在滾道或滾動(dòng)體上留有如圖5-5所示的加工波紋，那么當(dāng)凸起數(shù)目達(dá)到一定量值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特有的振動(dòng)。(4)滾動(dòng)軸承的損傷引起的振動(dòng)當(dāng)軸承損傷時(shí)，如圖5-6所示內(nèi)圈點(diǎn)蝕，就會(huì)引起相應(yīng)的沖擊振動(dòng)。(三)滾動(dòng)軸承的故障診斷方法滾動(dòng)軸承的故障診斷方法振動(dòng)信號(hào)分析診斷聲發(fā)射診斷油液分析診斷光纖監(jiān)測(cè)診斷其中，振動(dòng)信號(hào)分析診斷方法最為常用。5.3.1振動(dòng)信號(hào)分析診斷

滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)分析故障診斷方法可分為：

（1）簡(jiǎn)易診斷法

簡(jiǎn)易診斷的目的是初步判斷被列為診斷對(duì)象的滾動(dòng)軸承是否出現(xiàn)了故障。

（2）精密診斷法

精密診斷的目的是要判斷在簡(jiǎn)易診斷中被認(rèn)為是出現(xiàn)了故障的軸承的類別及故障原因。用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的判定標(biāo)準(zhǔn)可大致分為三種：⑴絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)

是用于判斷實(shí)測(cè)振值是否超限的絕對(duì)量值。⑵相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)

是對(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)振值之比來進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。

⑶類比判定標(biāo)準(zhǔn)

是對(duì)若干同一型號(hào)的軸承在相同的條件下在同一部位進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，并將振值相互比較進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。注：絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是在規(guī)定的檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上制定的標(biāo)準(zhǔn)，因此必須注意其適用頻率范圍，并且必須按規(guī)定的方法進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)。適用于所有軸承的絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是不存在的，因此一般都是兼用絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)、相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)和類比判定標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能獲得準(zhǔn)確、可靠的診斷結(jié)果。（一）振動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)易診斷法有以下幾種：A振幅值診斷法

這里所說的振幅值指峰值均值（對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)為半個(gè)周期內(nèi)的平均值，對(duì)于軸承沖擊振動(dòng)為經(jīng)絕對(duì)值處理后的平均值）以及均方根值(有效值)。診斷的。峰值反映的是某時(shí)刻振幅的最大值，因而它適用于象表面點(diǎn)蝕損傷之類的具有瞬時(shí)沖擊的故障診斷。另外，對(duì)于轉(zhuǎn)速較低的情況，也常采用峰值進(jìn)行診斷。均值用于診斷的效果與峰值基本一樣，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)值較峰值穩(wěn)定，但一般用于轉(zhuǎn)速較高的情況。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)間緩緩變化的故障診斷。B波形因數(shù)診斷法

波型因數(shù)定義為峰值與均值之比。該值也是用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的有效指標(biāo)之一。如圖5-7所示，當(dāng)值過大時(shí)，表明滾動(dòng)軸承可能有點(diǎn)蝕，而值過小時(shí)，則有可能發(fā)生了磨損。C概率密度診斷法

無故障滾動(dòng)軸承的振幅的概率密度曲線是典型的正態(tài)分布曲線；而一旦出現(xiàn)故障，則概率密度曲線可能出現(xiàn)偏斜或分散的現(xiàn)象。D峭度系數(shù)診斷法

峭度定義為歸一化的4階中心矩，即式中

—振幅均值；—標(biāo)準(zhǔn)差。x—瞬時(shí)振幅P(x)—概率密度；峭度系數(shù)診斷法的優(yōu)點(diǎn)：在于與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無關(guān)，主要適用于點(diǎn)蝕類故障的診斷。E沖擊脈沖法（SPM法）

沖擊脈沖法（ShockPulseMethod）的原理是，滾動(dòng)軸承運(yùn)行中有缺陷（如疲勞剝落、裂紋、磨損和混入雜物）時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖擊，引起脈沖性振動(dòng)。由于阻尼的作用，脈沖性振動(dòng)是一種衰減性振動(dòng)，因而沖擊脈沖的強(qiáng)弱反映了故障的程度。當(dāng)滾動(dòng)軸承無損傷或有極微小損傷時(shí)，脈沖值（dB值）很??；隨著故障的發(fā)展，脈沖值逐漸增大。當(dāng)沖擊能量達(dá)到初始值的1000倍（60dB）時(shí)，就認(rèn)為該軸承的壽命已經(jīng)結(jié)束。當(dāng)軸承工作表面出現(xiàn)損傷時(shí)，所產(chǎn)生的實(shí)際脈沖值用表示，它與初始脈沖值之差稱為標(biāo)準(zhǔn)沖擊能量﹣﹦根據(jù)值可以將軸承的工作狀態(tài)分為三個(gè)區(qū)域進(jìn)行診斷。

(二)滾動(dòng)軸承故障的精密診斷法

通過對(duì)滾動(dòng)軸承實(shí)施簡(jiǎn)易診斷發(fā)現(xiàn)有故障后，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行精密診斷，即通過振動(dòng)信號(hào)的頻率分析，以判明故障的類別和原因。

常用的精密診斷方法有：

A低頻信號(hào)分析法

B中、高頻信號(hào)絕對(duì)值分析法5.3.2聲發(fā)射診斷

當(dāng)固體受到力作用時(shí)，由于內(nèi)部缺陷的存在，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使塑性變形加大或形成裂紋與擴(kuò)展，這時(shí)均要釋放彈性波。這種現(xiàn)象稱聲發(fā)射（AcousticEmission,縮寫AE）。由于滾動(dòng)軸承的故障信息較微弱，而背景噪聲強(qiáng)，因此與振動(dòng)信號(hào)分析法比較，用聲發(fā)射法進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)診斷有以下主要優(yōu)點(diǎn)：A特征頻率明顯（如右圖）B預(yù)報(bào)故障時(shí)間早謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH最易遭老板“炒”的15種員工廣東韋邦集團(tuán)李雙華有人在工作中出了問題，于是首先想到的是換一家企業(yè)去工作，考慮的只是換一個(gè)環(huán)境而已，根本沒有反思自身的問題?？墒?，換了工作環(huán)境問題卻依然存在??！老板雖然換了，但他們考慮“炒魷魚”的因素是一致的。那么，老板眼中什么樣的人會(huì)被炒掉呢？這類對(duì)象一般是剛剛參加工作不久的職場(chǎng)新鮮人，對(duì)突發(fā)事件往往措手不及，結(jié)果行動(dòng)常過分急躁，更甚者每次遇事每次如此，給老板留下不可調(diào)教的印象。01：不夠穩(wěn)重沉著喜歡夸夸其談，一旦需要實(shí)際操作時(shí)，往往發(fā)生許多困難，卻又找不出原因何在。02：理論與實(shí)際不能配合不能具體地評(píng)斷工作價(jià)值，往往分不清工作的目的是什么，是為了賺錢？還是為了立名？或是為了樂趣。給老板一種整個(gè)人渾渾噩噩的感覺。03：不夠成熟一旦出現(xiàn)失誤就無法釋懷，更無法從中領(lǐng)悟出正確的方法。04：對(duì)所犯的錯(cuò)誤耿耿于懷只看重眼前區(qū)區(qū)小事，無法透過現(xiàn)象去把握實(shí)質(zhì)，沒有主次之分，往往怡誤很多機(jī)會(huì)。05：斤斤計(jì)較，分不清主次自信有很好的工作能力，但稍微涉及工作以外的其他方面，就極度缺乏自信心。06：過高評(píng)估自己的能力對(duì)工作匆忙做出決定，但朝令夕改，例如今天要求執(zhí)行A計(jì)劃，明天卻又把B計(jì)劃列為優(yōu)先。07：考慮問題不夠嚴(yán)謹(jǐn)、全面總是自己獨(dú)立執(zhí)行，不能與同事、領(lǐng)導(dǎo)融洽相處。08：與周圍環(huán)境不能相融需要獨(dú)自處理的事情，常常猶豫不決，不能當(dāng)機(jī)立斷而影響工作效率。09：遇事猶豫不決讓你定時(shí)完成的工作，總是找借口拖后，不能按時(shí)保質(zhì)完成，而且?guī)状沃罂偛灰姼倪M(jìn)。10：辦事拖沓不守時(shí)自認(rèn)為在某一方面有別人無法比擬的特長(zhǎng)，便對(duì)其他任何人視而不見，一副“除我之外誰也不行”的態(tài)度。11：恃才傲物無論在什么人面前，都有一種自我貶低的傾向，做起事來畏畏縮縮，在領(lǐng)導(dǎo)面前更是覺得自己相形見絀。12：過分謙虛自認(rèn)卑微工作中總是重復(fù)同一種方式，缺乏自我獨(dú)立創(chuàng)造的能