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滚动轴承故障的检测方法

日期:2021-10-25 12:19
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摘要:

                   滚动轴承故障的检测方法

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滚动轴承是泵和电机的主要基础零部件之一,是日常生产运行中重点监测对象。图1描述了泵和电机主要存在的故障。

滚动轴承是泵和电机的易损件,轴承的故障会导致泵和电机剧烈振动和噪声,甚至会引起设备的损坏。滚动轴承在运转过程中可由于各种原因引起损坏,如装配不当、润滑不佳、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可使轴承过早损坏。滚动轴承的主要故障形式有:疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合和保持架损坏等。

滚动轴承故障监测方法主要是振动信号法及油污染 分析法(铁谱分析)
 

振动信号法有以下几种方法:

1.峰值检测法

滚动轴承运行故障一般特征:振动大、温度高、噪声响

检测振动峰值(一般为振动加速度峰值),配合温度检测和噪声比较

2.崤度检测法

 峭度:

 

  随着故障的发生和发展,一般峰值Xp=Xmax、Xrms、∣X∣和β均会逐渐增大,其中峭度β对大幅值振动*敏感,当大幅值出现的概率增加时,β值会迅速增大,对信号中含有脉冲的故障特别有效。峰值Xp检测和脉冲故障的灵敏度居中。

 

3.频谱分析法

利用振动数据采集器对滚动轴承振动信号进行频谱分析,需要建立轴承数据库软件(几万个轴承型号),得到滚动轴承内圈、外圈、滚珠和保持架的特征频率进行比对分析

4.冲击脉冲法(SPM)

冲击脉冲传感器测量原理:带通滤波器,中心频率为:32KHz,带宽:左右500Hz,信号放大倍率5~7倍,信号调制/解调

状态评定参数的含义:

dBsv:冲击脉冲值的优良分贝,是用来衡量冲击脉冲能量强度的优良值。

dBi: 冲击脉冲值的背景分贝,即滚动轴承初始值。其数值大小取决于滚动轴承内径大小和转速的大小。

dBn: 冲击脉冲值的标准分贝。用来评定滚动轴承工作状态的标准。dBn= dBsv- dBi

dBm:*大分贝,它的定义是时间窗口中*强的脉冲,表示滚动轴承元件损坏的*大程度。

dBc: 地毯分贝。其数值为每秒产生200个冲击脉冲信号的*高读数。地毯值一般低于10 dBn

              
     绿色:   0≤dBn≤20  dB   正常状态

 

  黄色:   20≤dBn≤35 dB  注意;轴承有初期损伤

  红色:   35≤dBn≤60 dB  警告;轴承已有明显损伤

  5.振动高频滤波检测法

轴承状态值:轴承状态值系测量滚动轴承损坏频率可能出现的范围,并显示其振动速度有效值,作为轴承状态的参考。一般机械故障如不平衡或不对中等其产生的振动频率很少超过600Hz,而一般超过频率12000Hz的振动信号已相当微弱,所以提取这个范围内的振动值定义为轴承状态值。

L方法:检查滚动轴承状态的方法

      理论算和实验及实际测试表明:源于轴承的故障频率集中在高频范围,L方法测量600 Hz 至 12k Hz 的振动,所有由机械故障如不平衡和不对中引起的振动被滤波器所抑制。L方法也反映润滑状态,在高L值时应先检查润滑状态。机器转速、功率和轴承尺寸对L值几乎没有影响。

L方法只定义了两个标准状态,好和差 

1.良好的轴承状态和润滑状态,L<1,继续运行。

2.差的轴承状态和润滑状态,L>2,更换轴承。

3. 当 1<L<2时,加油,改善润滑状况。

如果机器转速或齿轮啮合频率在600Hz至12000Hz之间时,则此时可能L值很高却没有轴承损坏问题,因此应用此轴承状态参考标准时,必须特别注意这个问题。

优点:

¨ 无须专业人员进行分析,直接得到轴承运行状态

¨ 诊断方便快捷、准确,可作为滚动轴承监测的主要手段

¨ 同样适用于低转速轴承

¨ 能轻易获得轴承早期故障信息