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軸承故障的檢測診斷技術(shù)-中諾儀器

日期：2024-09-20 10:45
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摘要： 為了盡可能長時間地以良好狀態(tài)維持軸承本來的性能，必須保養(yǎng)、檢測、檢修、以求防事故于未然，確保運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)性。對長期運(yùn)行中的設(shè)備來講，平時的檢測跟蹤尤為重要，檢測項(xiàng)目包括軸承的旋轉(zhuǎn)音、振動、溫度、潤滑劑的狀態(tài)等，根據(jù)檢測結(jié)果，設(shè)備維護(hù)人員可以準(zhǔn)確地判斷設(shè)備的問題點(diǎn)，提早作出預(yù)防和解決方案。 2 異常旋轉(zhuǎn)音分析診斷 異常旋轉(zhuǎn)音檢測分析是采用聽診法對軸承工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的分析方法，常用工具是木柄長螺釘旋具，也可以使用外徑為20mm左右的硬塑料管。相對而言，使用安鉑電子聽診器APM-20進(jìn)行...
  為了盡可能長時間地以良好狀態(tài)維持軸承本來的性能，必須保養(yǎng)、檢測、檢修、以求防事故于未然，確保運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)性。對長期運(yùn)行中的設(shè)備來講，平時的檢測跟蹤尤為重要，檢測項(xiàng)目包括軸承的旋轉(zhuǎn)音、振動、溫度、潤滑劑的狀態(tài)等，根據(jù)檢測結(jié)果，設(shè)備維護(hù)人員可以準(zhǔn)確地判斷設(shè)備的問題點(diǎn)，提早作出預(yù)防和解決方案。 
2 異常旋轉(zhuǎn)音分析診斷 
異常旋轉(zhuǎn)音檢測分析是采用聽診法對軸承工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的分析方法，常用工具是木柄長螺釘旋具，也可以使用外徑為20mm左右的硬塑料管。相對而言，使用安鉑電子聽診器APM-20進(jìn)行監(jiān)測，更有利于提高監(jiān)測的可靠性。軸承處于正常工作狀態(tài)時，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輕快，無停滯現(xiàn)象，發(fā)生的聲響和諧而無雜音，可聽到均勻而連續(xù)的“嘩嘩”聲，或者較低的“轟轟”聲。異常聲響所反映的軸承故障如下。 
（1）軸承發(fā)出均勻而連續(xù)的“咝咝”聲，這種聲音由滾動體在內(nèi)外圈中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，包含有與轉(zhuǎn)速無關(guān)的不規(guī)則的金屬振動聲響。一般表現(xiàn)為軸承內(nèi)加脂量不足，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。若設(shè)備停機(jī)時間過長，特別是在冬季的低溫情況下，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有時會發(fā)出“咝咝沙沙”的聲音，這與軸承徑向間隙變小、潤滑脂工作針入度變小有關(guān)。應(yīng)適當(dāng)調(diào)整軸承間隙，更換針入度大一點(diǎn)的新潤滑脂。 
（2）軸承在連續(xù)的“嘩嘩”聲中發(fā)出均勻的周期性“嗬羅”聲，這種聲音是由于滾動體和內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)傷痕、溝槽、銹蝕斑而引起的。聲響的周期與軸承的轉(zhuǎn)速成正比。應(yīng)對軸承進(jìn)行更換。 
（3）軸承發(fā)出不規(guī)律、不均勻的“嚓嚓”聲，這種聲音是由于軸承內(nèi)落入鐵屑、砂粒等雜質(zhì)而引起的。聲響強(qiáng)度較小，與轉(zhuǎn)數(shù)沒有聯(lián)系。應(yīng)對軸承進(jìn)行清洗，重新加脂或換油。 
（4）軸承發(fā)出連續(xù)而不規(guī)則的“沙沙”聲，這種聲音一般與軸承的內(nèi)圈與軸配合過松或者外圈與軸承孔配合過松有關(guān)系。聲響強(qiáng)度較大時，應(yīng)對軸承的配合關(guān)系進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修理。 
3 振動信號分析診斷 
軸承振動對軸承的損傷很敏感，例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會在軸承及振動測量中反映出來。所以，通過采用特殊的安鉑軸承振動測量器VBA10(頻率分析器等)可測量出振動的大小，通過頻率分布可推斷出異常的具體情況。測得的數(shù)值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同，因此需要事先對每臺機(jī)器的測量值進(jìn)行分析比較后確定判斷標(biāo)準(zhǔn)。 
滾動軸承故障的檢測診斷技術(shù)有很多種,如振動信號檢測、潤滑油液分析檢測、溫度檢測、聲發(fā)射檢測等。在各種診斷方法中,基于振動信號的診斷技術(shù)應(yīng)用*為廣泛,該技術(shù)分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。簡易診斷利用振動信號波形的各種參數(shù),如幅值、波形因數(shù)、波峰因數(shù)、概率密度、峭度系數(shù)等,以及各種解調(diào)技術(shù)對軸承進(jìn)行初步判斷以確認(rèn)是否出現(xiàn)故障;精密診斷則利用各種現(xiàn)代信號處理方法判斷在簡易診斷中被認(rèn)為是出現(xiàn)了故障的軸承的故障類別及原因。 
3.1滾動軸承故障的簡易診斷法 
在利用振動對滾動軸承進(jìn)行簡易診斷的過程中，通常是要測得的振值(峰值、有效值等)與預(yù)先給定的某種判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)測的振值是否超出了標(biāo)準(zhǔn)給出的界限來判斷軸承是否出現(xiàn)了故障，以決定是否需要進(jìn)一步進(jìn)行精密診斷。用于滾動軸承簡易診斷的判斷標(biāo)準(zhǔn)可大致分為三種： 
（1）**判定標(biāo)準(zhǔn):是用于判斷實(shí)測振值是否超限的**量值； 
（2）相對判定標(biāo)準(zhǔn):是對軸承的同一部位定期進(jìn)行振動檢測，并按時間先后進(jìn)行比較，以軸承無故障的情況下的振值為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)測振值與該基準(zhǔn)振值之比來進(jìn)行診斷的標(biāo)準(zhǔn)； 
（3）類比判定標(biāo)準(zhǔn):是把若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進(jìn)行振動檢測，并將振值相互比較進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。 
**判定標(biāo)準(zhǔn)是在規(guī)定的檢測方法的基礎(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)行振動檢測。適用于所有軸承的**判定標(biāo)準(zhǔn)是不存在的，因此一般都是兼用**判定標(biāo)準(zhǔn)、相對判定標(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。 
3.2滾動軸承故障的精密診斷法 
滾動軸承的振動頻率成分十分豐富，既含有低頻成分，又含有高頻成分，而且每一種特定的故障都對應(yīng)有特定的頻率成分。使用精密安鉑軸承檢測儀VBA20完成精密診斷的任務(wù)，就是要通過適當(dāng)?shù)男盘柼幚矸椒▽⑻囟ǖ念l率成分分離出來，從而指示特定故障的存在。 
常用的精密診斷有下面幾種。 
（1）低頻信號分析法 
低頻信號是指頻率低于8kHz的振動。一般測量滾動軸承振動時都采用加速度傳感器，但對低頻信號都分析振動速度。因此，加速度信號要經(jīng)過電荷放大器后由積分器轉(zhuǎn)換速度信號，然后再經(jīng)過上限截止頻率為8kHz的低通濾波器去除高頻信號，*后對其進(jìn)行頻率成分分析，以找到信號的特征頻率，進(jìn)行診斷。 
（2）中、高頻信號解調(diào)分析法 
中頻信號的頻率范圍為8kHz-20kHz，高頻信號的頻率范圍為20kHz-80kHz。由于對中、高頻信號可直接分析加速度，傳感器信號經(jīng)過電荷放大器后，直接通過高通濾波器去除低頻信號，然后對其進(jìn)行解調(diào)，*后進(jìn)行頻率分析，以找出信號的特征頻率。 
4 軸承的溫度分析診斷 
軸承的溫度，一般有軸承室外面的溫度就可推測出來，如果利用油孔能直接測量軸承外圈溫度，則更為合適。 
通常，軸承的溫度隨著軸承運(yùn)轉(zhuǎn)開始慢慢上升，1-2小時后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。軸承的正常溫度因機(jī)器的熱容量、散熱量、轉(zhuǎn)速及負(fù)載而不同。如果潤滑、安裝不合適，則軸承溫都會急驟上升，會出現(xiàn)異常高溫，這時必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)，采取必要的防范措施。 
用高溫經(jīng)常表示軸承已處于異常情況。高溫也有害于軸承潤滑劑。有時軸承過熱可歸諸于軸承的潤滑劑。若軸承在超過125℃的溫度長期連轉(zhuǎn)會降低軸承壽命。引起高溫軸承的原因包括：潤滑不足或過分潤滑、潤滑劑內(nèi)含有雜質(zhì)、負(fù)載過大、軸承損壞、間隙不足及油封產(chǎn)生的高摩擦等等。 
因此，連續(xù)性的監(jiān)測軸承溫度是有必要的，無論是量測軸承本身或其它重要的零件。如果是在運(yùn)轉(zhuǎn)條件不變的情況下，任何的溫度改變可表示已發(fā)生故障。 
軸承溫度的定期量測可藉助于溫度計，例如數(shù)字型安鉑軸承檢測儀VBT30，可**地測軸承溫度并依℃或華氏溫度定單位顯示。 
重要性的軸承，意味著當(dāng)其損壞時，會造成設(shè)備的停機(jī)，因此這類軸承*好應(yīng)加裝溫度探測器。 
正常情況下，軸承在剛潤滑或再潤滑過后會有自然的溫度上升并且持續(xù)**或二天。

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