1、滾動軸承狀態監測與故障診斷實用技巧【關鍵詞】滾動軸承【論文摘要】滾動軸承狀態監測與故障診斷實用技巧一、滾動軸承故障診斷方式及技巧振動分析是對滾動軸承進行狀態監測和故障診斷的常用方法。一般方式為：利用數據采集 器在設備現場采集滾動軸承振動信號并儲存，傳送到計算機，利用振動分析軟件進行深入分 析，從而得到滾動軸承各種振動參數的準確數值，進而判斷這些滾動軸承是否存在故障。我 們采用日本理音公司生產的SA-77信號分析儀，配合筆記本微機、SA-77振動分析軟件進行大 中型電機滾動軸承的狀態監測和故障診斷，經過近幾年實際使用，其效果令人非常滿意。要想真實準確反映滾動軸承振動狀態，必須注意采集信號的準確真

2、實，因此要在離軸承最 近的地方安排測點。我廠主要監測大中型電機滾動軸承狀態，電機軸伸端測點較好選定，而 電機自由端則有后風扇罩，一般測點不易真實反映后軸承運行狀態。經過一段時期摸索和比 較，發現測點選在風扇罩固定螺絲處有較好監測效果。另外必須注意對振動信號進行多次采 集和分析，才能得到準確結論。滾動軸承振動大小在運行中是有變化的，若僅采集一次信號 進行分析，其結果不足以確定軸承的主要振動狀態，必須經過多次反復采集和分析，綜合進 行比較，才能得到準確的診斷結論。二、滾動軸承正常運行特點與診斷技巧我們在長期生產過程的狀態監測中發現，滾動軸承的運轉狀態在其使用過程中有一定的規 律性，并且重復性非常好

3、。例如，正常優質軸承在開始使用時(1998年2月6日)，振動幅值和 噪聲均比較小，但頻譜有些散亂(圖1)這可能是由于制造過程中的一些缺陷，如表面毛刺等 所致。運行一段時間后(1998年2月12日)，振動幅值和噪聲維持一定水平，頻譜非常單一， 僅出現一、二倍頻。極少出現三倍工頻以上頻譜(圖2)，軸承狀態非常穩定，進入穩定工作 期。繼續運行一段時間后(1998年7月31日1998年8月11日)，軸承峭度值又開始快速下降，并接近正常值，而振 動和噪聲開始顯著增大(圖4)，且幅度加快，當振動超過振動標準時(如ISO2372標準)，其軸 承峭度值也開始快速增大。當峭度值也超過正常值(可用峭度相對標準，此

4、處為4)達4.97， 速度達196.6mm/s時，我們認為軸承已進入晚期故障，需及時檢修設備，更換滾動軸承。 圖1 圖2 圖3 圖4 軸承表現出晚期故障特征到出現嚴重故障(一般為軸承損壞，如抱軸、燒傷、保持架散裂 、滾道和滾珠磨損等)時間大都不超過一周，設備容量越大，轉速越快，其間隔時間越短 。 因此，在實際滾動軸承故障診斷中，一旦發現晚期故障特征，應果斷判斷軸承存在故障，盡 快安排檢修。三、滾動軸承異常運行特點與診斷技巧由于假冒偽劣軸承難免會進入企業，而此類軸承造成的嚴重故障往往是突發的、災難性的 ，如軸承保持架和軸承內外圈突然斷裂等，這些故障輕者造成轉子抱軸，重者導致轉子或設 備報廢。近幾

5、年我們在生產實際中經常遇到此類情況，因此，必須及時診斷出滾動軸承狀態 好壞并更換偽劣軸承，避免大事故發生。對此，我們在實際監測與診斷中也積累了一些實用 技巧。我們發現此類軸承在運行初期，其頻譜有特點，即設備工頻一般不占振動主要成分，而高倍頻率振動較多，且大多占主要成分(圖5)，但振動總值不大。用振動標準(如ISO2372 標準)判斷振動是合格的。此時，應引起警惕，這種狀態即為軸承零件存在缺陷等，其失效 往往是非常突然和快速的，上述軸承即在檢測后兩小時轉子抱軸。 圖5要準確診斷這些假冒偽劣軸承故障，平時就要注意多積累優質軸承在設備上正常運行的頻譜 和振動時域情況，便于在出現此類異常頻譜時能及時判

6、斷出軸承故障，避免設備事故。四、滾動軸承快速診斷技巧在實際狀態監測中，往往只需判斷滾動軸承好壞，能用多長時間。我們在現場診斷中，采用 有量綱參數與無量綱參數相結合，可快速判斷出軸承故障，即采用振動速度結合軸承峭度值 進行綜合診斷。當兩個條件均超過標準時，我們判斷軸承存在故障。這種判斷方法經過三年 的實踐，證明對滾動軸承的故障診斷非常實用，準確率超過90%，診斷出的軸承基本上均處 于后期故障階段。另外，當監測到滾動軸承低頻振動非常大時(圖6)，排除機組不對中、不平衡、結構松動 、基礎共振等結構性因素后，即使無滾動軸承特征頻率，也應對滾動軸承進行檢修。 圖6五、滾動軸承頻譜分析技巧對于振動不大、軸承峭度不大、頻譜復雜的振動信號，在現場難以判斷有無故障，此時可 對振動信號應用計算機進行精密分析。先進行常規分析，檢查振動速度和軸承峭度是否接近 標準，而后用功率譜考察振動能量是否超標。其功率譜不大，觀察頻譜中各種頻率成分。若 譜線對應頻率為工頻整數倍，則應著重查找機組結構方面的故障；若為工頻分數倍，出現較 多小數位頻率，則應著重查找軸承特征頻率。若有則軸承存在故障；若無則排除其它部件故 障后需引起警惕，加強監測。實際中常有