畢業(yè)論文-滾動(dòng)軸承的故障診斷

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　第1章 緒論 ……………………………………………………………………………3</p><p>　　一、滾動(dòng)軸承

2、的失效形式 ……………………………………………………………3</p><p>　　二、設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況 …………………………………………………6</p><p>　　第2章 設(shè)備故障診斷的技術(shù)基礎(chǔ)和振動(dòng)診斷方法 …………………………………8</p><p>　　一、設(shè)備故障診斷的概述 ……………………………………………………………8</p>

3、<p>　　二、設(shè)備故障診斷技術(shù)的分類 ………………………………………………………9</p><p>　　三、振動(dòng)診斷方法概述………………………………………………………………11</p><p>　　四、振動(dòng)診斷的頻域分析方法………………………………………………………12</p><p>　　第3章 滾動(dòng)軸承的主要診斷方法 ………………………………………

4、……………14</p><p>　　一、振動(dòng)信號(hào)簡易診斷法……………………………………………………………14</p><p>　　二、振動(dòng)信號(hào)精密診斷法……………………………………………………………19</p><p>　　三、滾動(dòng)軸承故障實(shí)例分析 ………………………………………………………19</p><p>　　第4章 滾動(dòng)軸承故障的其

5、它診斷方法 ………………………………………………22</p><p>　　一、油液分析診斷……………………………………………………………………22</p><p>　　二、溫度監(jiān)測診斷……………………………………………………………………24</p><p>　　三、間隙（游隙）監(jiān)測診斷法………………………………………………………25</p><p

6、>　　四、光纖維監(jiān)測診斷法………………………………………………………………25</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………26</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………………27</p><p><b>　　滾動(dòng)軸承的故障診斷</b></

7、p><p>　　摘要：滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中最常見的零部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸以及安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪乃至整個(gè)機(jī)器設(shè)備的性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在使用軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，大約有30％的故障都是由于軸承引起的。因此，研究滾動(dòng)軸承的失效機(jī)理，提出相應(yīng)的預(yù)防和維護(hù)措施，對(duì)于降低設(shè)備的維修費(fèi)用，延長設(shè)備維修周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，保證設(shè)備的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，均有現(xiàn)實(shí)的意義。。滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷方法有：振動(dòng)信號(hào)簡易診斷法,

8、美國恩泰克公司開發(fā)的g/SE診斷法等。還有其他診斷方法，如：光纖維監(jiān)測技術(shù)、油污染分析法（光譜測定法、磁性磁屑探測法和鐵譜分析法等）、聲發(fā)射法、電阻法等，重點(diǎn)研究傅里葉變換。</p><p>　　關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；故障；振動(dòng)；診斷</p><p>　　Fault-diagnosis of Bearing</p><p>　　Abstract：Rolling bear

9、ing is the mechanical equipment is the most common parts, its performance and modes of the direct influence on the shaft and the associated with the gear axis installed in the whole machine equipment performance. Accordi

10、ng to statistics, in the use of rotating machine, bearing about 30% of the fault is due to bearing cause. Therefore, the study of rolling bearings failure mechanism and corresponding preventive and maintenance measures,

11、for reducing the equipment of the cost </p><p>　　Key words：Bearing；vibration；fault；diagnosis</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中最常見的零部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸以及安裝

12、在轉(zhuǎn)軸上的齒輪乃至整個(gè)機(jī)器設(shè)備的性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在使用軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，大約有30％的故障都是由于軸承引起的。</p><p>　　一、滾動(dòng)軸承的失效形式</p><p>　　1．滾動(dòng)軸承的疲勞失效</p><p>　　滾動(dòng)軸承在商接觸應(yīng)力的作用下，通過多次應(yīng)力循環(huán)后，在套圈或滾動(dòng)體工</p><p>　　作表面的局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊金屬剝落

13、，形成麻點(diǎn)或凹坑，從而引起振動(dòng)，噪聲增大，磨損加劇，導(dǎo)致不能正常工作的現(xiàn)象稱為接觸疲勞失效，是滾動(dòng)軸承失效的主要形式。</p><p>　　由于材質(zhì)、工作條件、潤滑環(huán)境等不同，接觸疲勞失效分為麻點(diǎn)剝落、淺層剝落、硬化層剝落。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的疲勞失效損傷結(jié)果是：使?jié)L動(dòng)體或滾幼表面產(chǎn)生剝落坑，并向大片剝落發(fā)展導(dǎo)致軸承失效，如圖1-1所示。</p><p>

14、;　　圖1-1 滾動(dòng)軸承疲勞失效</p><p>　　2．滾動(dòng)軸承的膠合失效</p><p>　　高速重載、潤滑嚴(yán)重不足、滾子與套圈滾道或擋邊產(chǎn)生嚴(yán)重滑動(dòng)、軸承游隙</p><p>　　過小摩擦力增大、滾子與保持架兜孔間隙過小或卡緊等現(xiàn)象都會(huì)造成金屬間的直接接觸產(chǎn)生固相焊合。當(dāng)漢和強(qiáng)度大于接觸零件任一基本強(qiáng)度，使剪切力高于焊合強(qiáng)度，在接觸一方或二方的金屬深處產(chǎn)生的

15、局部破壞稱為膠合。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的膠合失效損傷結(jié)果是：導(dǎo)致表面燒傷，并使金屬從一個(gè)表面從一個(gè)表面粘附到另一個(gè)表面，如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 滾動(dòng)軸承膠合失效</p><p>　　3．滾動(dòng)軸承的磨損失效</p><p>　　軸承在工作過程中由于滾動(dòng)體與內(nèi)外滾道間的滾動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，保持架與引</p&g

16、t;<p>　　導(dǎo)面間的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，引起軸承工作表面金屬不斷損失的現(xiàn)象叫做軸承的磨損。由于軸承工作表面不斷磨損使軸承零件產(chǎn)生尺寸和形狀的變化導(dǎo)致軸承配合間隙增大，工作表面形貌變壞而喪失旋轉(zhuǎn)精度，由此引起工作溫度升高、振動(dòng)、噪聲、摩擦力矩增大等，致使軸承不能正常工作的現(xiàn)象稱為磨損失效。磨損失效與材料性質(zhì)、粗糙度、潤滑狀態(tài)、接觸應(yīng)力、相對(duì)滑動(dòng)率、表面摩擦系數(shù)、速度、溫度及環(huán)境介質(zhì)等有著密切聯(lián)系。</p><p

17、>　　滾動(dòng)軸承的磨攢失效損傷結(jié)果是：損傷軸承，降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)周期，如圖1-3所示。</p><p>　　圖1-3 滾動(dòng)軸承磨損失效</p><p>　　4．滾動(dòng)軸承的燒傷失效</p><p>　　滾動(dòng)軸承的燒傷失效損傷結(jié)果：表面局部軟化，降低使用壽命，如圖1-4所示。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的燒傷失效損傷特征：滾道面、滾動(dòng)體面、擋

18、邊面變色、軟化、熔體。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的燒傷失效損傷原因：裝配不當(dāng)，潤滑不良。</p><p>　　圖1-4 滾動(dòng)軸承燒傷失效</p><p>　　5．滾動(dòng)軸承的腐蝕失效</p><p>　　銹蝕是滾動(dòng)軸承最嚴(yán)重的問題之一，高精度軸承可能會(huì)由于表面銹蝕導(dǎo)致精度喪失而不能繼續(xù)工作。水分或酸、堿性物質(zhì)直接侵人會(huì)引起軸承銹蝕。當(dāng)軸承

19、停止工作后，軸承溫度下降達(dá)到露點(diǎn)，空氣中水分凝結(jié)成水滴附在軸承表面上也會(huì)引起銹蝕。此外，當(dāng)軸承內(nèi)部有電流通過時(shí)，電流有可能通過滾道和滾動(dòng)體上的接觸點(diǎn)處，很薄的油膜引起電火花而產(chǎn)生電蝕，在表面上形成搓板狀的凹凸不平。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的腐蝕失效損傷結(jié)果是：表面由于電流、化學(xué)和機(jī)械作用產(chǎn)生損傷，喪失精度面不能繼續(xù)工作。</p><p>　　圖1-5 滾動(dòng)軸承腐蝕失效</p&

20、gt;<p>　　6．滾動(dòng)軸承的破損失效</p><p>　　過高的載荷會(huì)可能引起軸承零件產(chǎn)生裂紋或斷裂。磨削、熱處理和裝配不當(dāng)都會(huì)引起殘余應(yīng)力，工作時(shí)熱應(yīng)力過大也會(huì)引起軸承零件斷裂。另外，裝配方法、裝配工藝不當(dāng)，也可能造成軸承套圈擋邊和滾子倒角處掉塊。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的破損失效結(jié)果是：導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋，斷裂，使軸承失效，如圖1-6。</p><

21、p>　　1-6 滾動(dòng)軸承破損失效</p><p>　　7．滾動(dòng)軸承的壓痕失效</p><p>　　由于滾動(dòng)軸承承受的靜載荷過大，沖擊載荷過大，異物進(jìn)入引起軸承的壓痕失效，裝配不當(dāng)，滾道承受載荷不均勻也是引起滾動(dòng)軸承壓痕失效的主要原因。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的壓痕失效損傷結(jié)果是：導(dǎo)致表面凹凸不平，降低使用壽命，如圖1-7所示。</p>&

22、lt;p>　　圖1-7 滾動(dòng)軸承壓痕失效</p><p>　　二、設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況</p><p>　　對(duì)設(shè)備的故障診斷，實(shí)際上自有工業(yè)生產(chǎn)以來就己存在。．早期人們依據(jù)對(duì)設(shè)備的觸摸，對(duì)聲音、振動(dòng)等狀態(tài)特征的感受，憑借工匠的經(jīng)驗(yàn)，可以判斷某些故障的存在，并提出修復(fù)的措施。例如有經(jīng)驗(yàn)的工人常利用聽棒來判斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸承及轉(zhuǎn)子的狀態(tài)。但是故障診斷技術(shù)作為一門學(xué)科，則是本世紀(jì)60年

23、代以后才發(fā)展起來的。 對(duì)設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展情況，己有不少文獻(xiàn)進(jìn)行了回顧和綜述。最早開展故障診斷技術(shù)研究的是美國。美國1961年開始執(zhí)行阿波羅計(jì)劃后出現(xiàn)了一系列設(shè)備故障，促使1967年在美國宇航局（NASA）倡導(dǎo)下，由美國海軍研究室(ONR）主持美國機(jī)械故障預(yù)防小組（hfPG)，積極從事故障診斷技術(shù)的研究和開發(fā)1971年MFPG劃歸美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NSB）領(lǐng)導(dǎo)，成為一個(gè)宮方領(lǐng)導(dǎo)的組織，下設(shè)故障機(jī)理研究、檢測、診斷和預(yù)測技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)

24、和材料耐久性評(píng)估四個(gè)小組，乎均每年召開兩次會(huì)議，至今己召開40次會(huì)議．美國扒械工程師學(xué)會(huì)（ASME）領(lǐng)導(dǎo)下的鍋爐壓力容器監(jiān)測中心（NBBI）對(duì)鍋爐壓力容器和管道等設(shè)備的診斷技術(shù)作了大量研究，制訂了一系列有關(guān)靜態(tài)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和故障診斷及預(yù)防的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，目前正在研究推行設(shè)備的聲發(fā)射（A</p><p>　　第2章 設(shè)備故障診斷的技術(shù)基礎(chǔ)和振動(dòng)診斷方法</p><p>　　一、設(shè)備故障

25、診斷的概述</p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備日趨大型化、集成化、高速化、自動(dòng)化和智能化，設(shè)備在生產(chǎn)中的地位越來越重要，對(duì)設(shè)備的管理也提出了更高的要求，能否保證一些關(guān)鍵設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系到一個(gè)行業(yè)發(fā)展的各個(gè)層面?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)一旦因故障停機(jī)損失將是十分巨大。因此，設(shè)備診斷這一技術(shù)，日益引起人們的重視，并在理論和實(shí)踐應(yīng)用方面得到了迅猛發(fā)展。</p><p>　

26、　基于故障事件的故障診斷階段。當(dāng)出現(xiàn)故障后才檢查故障原因和發(fā)生部位，故障診斷的手段是通過對(duì)設(shè)備的解體分析并借助以往的經(jīng)驗(yàn)以及一些簡單的儀器。</p><p>　　基于故障預(yù)防的故障診斷階段。該階段故障診斷的目的在于為合理的維修周期的制定提供依據(jù)，并在定期維修前檢查突發(fā)性故障，保證在故障出現(xiàn)之前就能排除故障。這一階段的診斷手段主要是一些簡單的狀態(tài)檢測儀，多設(shè)有一定運(yùn)行參數(shù)的報(bào)警值，能夠?qū)ν话l(fā)故障進(jìn)行預(yù)測。</

27、p><p>　　基于故障預(yù)測的故障診斷階段。該階段故障診斷是以信號(hào)采集與處理為中心，多層次、多角度地利用各種信息對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，針對(duì)不同的設(shè)備采取不同的措施。屬于正常運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備，可依據(jù)原先的檢測計(jì)劃進(jìn)行檢測；屬于故障進(jìn)行性發(fā)展的設(shè)備，重點(diǎn)檢測；而個(gè)別故障較嚴(yán)重發(fā)展的設(shè)備，應(yīng)及時(shí)停機(jī)進(jìn)行故障診斷。</p><p>　　二、設(shè)備故障診斷技術(shù)的分類，有三種分類方法：</p>

28、<p>　　1．按照診斷的目的、要求和條件分類，分為功能診斷和運(yùn)行診斷、定期診斷和連續(xù)監(jiān)測、直接診斷和間接診斷、在線診斷和離線診斷、常規(guī)診斷和特殊診斷、簡易診斷和精密診斷等等。</p><p>　?、牛δ茉\斷和運(yùn)行診斷。功能診斷主要是針對(duì)新安裝的設(shè)備或剛剛維修過的設(shè)備，而運(yùn)行診斷更多是起到狀態(tài)監(jiān)測的功能。</p><p>　?、疲ㄆ谠\斷和連續(xù)監(jiān)測。</p>&l

29、t;p>　?、牵苯釉\斷和間接診斷。</p><p>　　直接診斷是直接根據(jù)關(guān)鍵零部件的狀態(tài)信息來確定其所處的狀態(tài)，例如軸承間隙、齒面磨損.直接診斷迅速可靠，但往往受到機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作條件的限制而無法實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　間接診斷是通過設(shè)備運(yùn)行中的二次效應(yīng)參數(shù)來間接判斷關(guān)鍵零部件的狀態(tài)變化。由于多數(shù)二次效應(yīng)參數(shù)屬于綜合信息，因此在間接診斷中出現(xiàn)偽警或漏檢的可能性會(huì)增加。

30、⑷．在線診斷和離線診斷。</p><p>　　在線是指對(duì)現(xiàn)場正在運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測；而離線監(jiān)測是利用磁帶記錄儀等將現(xiàn)場的狀態(tài)信號(hào)記錄后，帶回實(shí)驗(yàn)室后再結(jié)合診斷對(duì)象的歷史檔案進(jìn)行進(jìn)一步的分析診斷或通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的診斷。</p><p>　　⑸．常規(guī)診斷和特殊診斷。</p><p>　　常規(guī)診斷是在設(shè)備正常服役條件下進(jìn)行的診斷，大多數(shù)診斷屬于這一類型診斷。但在個(gè)別情況

31、下，需要?jiǎng)?chuàng)造特殊的服役條件來采集信號(hào)，例如，動(dòng)力機(jī)組的起動(dòng)和停機(jī)過程要通過轉(zhuǎn)子的扭振和彎曲振動(dòng)的幾個(gè)臨界轉(zhuǎn)速采集起動(dòng)和停機(jī)過程中的振動(dòng)信號(hào)，停車對(duì)診斷其故障是必須的，所要求的振動(dòng)信號(hào)在常規(guī)診斷中是采集不到的，因而需要采用特殊診斷。</p><p>　?、剩喴自\斷和精密診斷。</p><p>　　簡易診斷一般由現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行。憑著聽、摸、看、聞來檢查。也可通過便攜式簡單診斷儀器,如測振儀

32、、聲級(jí)計(jì)、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外測溫儀等對(duì)設(shè)備進(jìn)行人工監(jiān)測，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或憑人的經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。 精密診斷一般要由專業(yè)人員來實(shí)施。采用先進(jìn)的傳感器采集現(xiàn)場信號(hào)，然后采用精密診斷儀器和各種先進(jìn)分析手段（包括計(jì)算機(jī)輔助方法、人工智能技術(shù)等）進(jìn)行綜合分析，確定故障類型、程度、部位和產(chǎn)生故障的原因，了解故障的發(fā)展趨勢。 2．按診斷的物理參數(shù)分類</p><p>　　表2-1，振動(dòng)、聲學(xué)、溫度、污

33、染、無損診斷、壓力診斷等等，都是按物理參數(shù)分類。</p><p>　　表2-1 按診斷的物理參數(shù)分類</p><p>　　各種不同的對(duì)象，診斷方法、診斷的技術(shù)、診斷的設(shè)備都有很大區(qū)別，按照機(jī)械零件、液壓系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)等來進(jìn)行區(qū)分。如表2-2</p><p>　　表2-2 按直接診斷對(duì)象分類</p><p>　?。常駝?dòng)

34、診斷方法概述</p><p>　　利用振動(dòng)信號(hào)對(duì)故障進(jìn)行診斷，是設(shè)備故障診斷方法中最有效、最常用的方法。機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的振動(dòng)及其特征信息是反映系統(tǒng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的主要信號(hào)。通過各種動(dòng)態(tài)測試儀器拾取、記錄和分析動(dòng)態(tài)信號(hào)，是進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要途徑。統(tǒng)計(jì)資料表明，由于振動(dòng)而引起的設(shè)備故障，在各類故障中占60%以上。據(jù)國內(nèi)外報(bào)道，用振動(dòng)的方法可以發(fā)現(xiàn)使用中的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障的34%，可節(jié)約維

35、修費(fèi)用70%。</p><p>　　利用振動(dòng)檢測和分析技術(shù)進(jìn)行故障診斷的信息類型多，量值變化范圍大，而且是多維的，便于進(jìn)行識(shí)別和決策。例如頻率范圍可以從0.01赫到幾萬赫，加速度可以從0.01g到成百上千個(gè)g，這就為診斷不同類型的故障提供了基礎(chǔ)。隨著近代傳感技術(shù)、電子技術(shù)、微處理技術(shù)和測試分析技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外已制造了各種專門的振動(dòng)診斷儀器系列，在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中發(fā)揮了主要作用。振動(dòng)檢測方法便于自動(dòng)化、集成化和遙控

36、化，便于在線診斷、工況監(jiān)測、故障預(yù)報(bào)和控制，是一種無損檢驗(yàn)方法，因而在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　?。矗駝?dòng)診斷的頻域分析方法</p><p>　?、牛l域分析的主要內(nèi)容</p><p>　　通過振動(dòng)信號(hào)的頻譜分析揭示振動(dòng)過程的頻率結(jié)構(gòu)是進(jìn)行故障診斷的重要途徑，特別是隨著快速傅里葉變換（FFT）算法的出現(xiàn)和近代譜分析儀的推出，頻域分析現(xiàn)已被廣泛采用。

37、</p><p>　　振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息，振動(dòng)診斷的任務(wù)從某種意義上講，就是讀譜圖，把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測的機(jī)器的零部件對(duì)照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋。這主要包括：</p><p>　?、僬駝?dòng)頻譜中存在哪些頻譜分量？</p><p>　?、诿織l頻譜分量的幅值多大？</p><p>　?、圻@些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)

38、系？</p><p>　?、苋绻嬖诿黠@的高幅值頻譜分量，它的精確的來源？它與機(jī)器的零部件對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？</p><p><b>　?、疲l率項(xiàng)</b></p><p>　　一臺(tái)機(jī)器設(shè)備在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生各種頻率項(xiàng)，單位可使用赫茲（Hz），即次/每秒。由一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器本身產(chǎn)生的頻率項(xiàng)有旋轉(zhuǎn)頻率項(xiàng)、齒輪頻率項(xiàng)、軸承頻率項(xiàng)和諧頻頻率項(xiàng)，以下我們分

39、別討論之。</p><p>　?、傩D(zhuǎn)頻率項(xiàng)（簡稱工頻或基頻）</p><p>　　旋轉(zhuǎn)頻率（Fz）=轉(zhuǎn)速（rpm）/60 （2-1）</p><p><b>　　②滾動(dòng)軸承頻率項(xiàng)</b></p><p>　　圖2-3是滾動(dòng)軸承的示意圖。滾動(dòng)軸承在發(fā)生表面剝落、裂紋、壓痕等滾動(dòng)面局部損傷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)。這種振動(dòng)

40、從性質(zhì)上可分成兩類：第一類是由于軸承元件的缺陷，滾動(dòng)體依次滾過工作面缺陷受到反復(fù)沖擊而產(chǎn)生的低頻脈動(dòng)，稱為軸承的“通過振動(dòng)”，其發(fā)生周期可從轉(zhuǎn)速和零件的尺寸求得。例如，在軸承零件的圓周上發(fā)生了一處剝落時(shí)，由于沖擊振動(dòng)所產(chǎn)生的相應(yīng)頻率稱為“通過頻率”，我們通常也叫“故障頻率”，因剝落的位置不同而不同，表2-3給出了求取這種通過頻率的相應(yīng)公式。其中Fz為軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，D為軸承節(jié)圓直徑，d為滾動(dòng)體直徑，α為接觸角，Z為滾動(dòng)體數(shù)目。</p&

41、gt;<p>　　圖2-3 滾動(dòng)軸承示意圖</p><p>　　表2-3 滾動(dòng)軸承通過頻率計(jì)算公式</p><p>　　滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率與滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率之和等于轉(zhuǎn)速與滾動(dòng)體數(shù)目之乘積；滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率除以滾動(dòng)體數(shù)目得的商等于滾動(dòng)軸承保持架故障頻率。</p><p>　　通過頻率一般在1kHz以下，是滾動(dòng)軸承重要信息特征之一。目前很多公

42、司開發(fā)的設(shè)備故障診斷系統(tǒng)軟件均內(nèi)置了軸承頻率項(xiàng)數(shù)據(jù)庫，只需輸入軸旋轉(zhuǎn)頻率及選擇軸承生產(chǎn)商、軸承型號(hào)即可自動(dòng)計(jì)算出通過頻率，如美國ENTEK公司開發(fā)的EMONITOR Odyssey軟件就有這一功能，非常快捷方便。另外，也可到各大軸承制造商如日本NSK公司網(wǎng)站下載軸承頻率項(xiàng)數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　第二類是固有振動(dòng)。根據(jù)頻帶不同，在軸承故障診斷中可利用的固有振動(dòng)有三種：</p><p>

43、　　第一種是軸承外環(huán)一階徑向固有振動(dòng)，其頻帶在（1—8）kHz范圍內(nèi)。在諸如離心泵、風(fēng)機(jī)、軸承壽命試驗(yàn)機(jī)這類簡單機(jī)械的滾動(dòng)軸承故障診斷中，這是一種方便的診斷信息。</p><p>　　第二種是軸承其它元件的固有振動(dòng)。其頻帶在（20—60）kHz范圍內(nèi)，能避開流體動(dòng)力噪聲，信噪比高。</p><p>　　第三種是加速度傳感器的一階固有頻率。合理利用加速度傳感器系統(tǒng)的一階諧振頻率作為監(jiān)測頻帶，

44、常在軸承故障信號(hào)提取中收到良好效果，其頻率范圍通常選擇在10kHz左右。</p><p>　　由于各種固有頻率只取決于元件的材料、形狀和質(zhì)量，與軸轉(zhuǎn)速無關(guān)，一旦軸承元件出現(xiàn)疲勞剝落就會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)沖擊，從而激發(fā)起各種固有振動(dòng)。所以，利用這些固有振動(dòng)當(dāng)中的某一種是否出現(xiàn)，即可診斷有否疲勞剝落。其缺點(diǎn)是進(jìn)行數(shù)采時(shí)頻程（即預(yù)備采集的頻率范圍）需設(shè)置較高甚至很高，如果同時(shí)需要分析低頻信號(hào)時(shí)就不方便了。</p>

45、<p>　　③諧頻頻率項(xiàng) 指某個(gè)基準(zhǔn)頻率（例如Fz、Fc）的各次倍頻。準(zhǔn)確地說，每種頻率項(xiàng)均存在諧頻頻率項(xiàng)。</p><p>　　第3章 滾動(dòng)軸承的主要診斷方法</p><p>　　利用滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)分析故障診斷的方法可分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。簡易診斷的目的是為了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；精密診斷的目的是要判斷在簡易診斷中被認(rèn)為出現(xiàn)了故障的軸

46、承的故障類別及原因。</p><p>　　一、振動(dòng)信號(hào)簡易診斷法</p><p><b>　?。保穹翟\斷法</b></p><p>　　這里所說的振幅值指峰值XP、均值X（對(duì)于簡諧振動(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）Xrms。這是一種最簡單、最常用的診斷法，它是通過將實(shí)測的振幅值與判定標(biāo)

47、準(zhǔn)中給定的值進(jìn)行比較來診斷的。</p><p>　　峰值反映的是某時(shí)刻振幅的最大值，因而它適用于像表面點(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（如300r/min以下），也常采用峰值進(jìn)行診斷。</p><p>　　均值用于診斷的效果與峰值基本一樣，其優(yōu)點(diǎn)是檢測值較峰值穩(wěn)定，但一般用于轉(zhuǎn)速較高的情況（如300r/min以上）。</p><p>　

48、　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)間緩慢變化的故障診斷。</p><p>　　日本NSK公司生產(chǎn)NB系列軸承監(jiān)測儀和新日鐵研制的MCV-21A型機(jī)械監(jiān)測儀就是這類儀器。可以測量振動(dòng)信號(hào)的峰值或峰值系數(shù)，有的還可以測量RMS值或絕對(duì)平均值。測量參數(shù)除加速度外，有的還包括振動(dòng)速度和位移。</p><p><b>　?。玻ㄐ我驍?shù)診斷法</b>&l

49、t;/p><p>　　波形因數(shù)定義為峰值與均值之比（XP/X ）。該值也是用于滾動(dòng)軸承簡易診斷的有效指標(biāo)之一。如圖3-1所示，當(dāng)XP/X 值過大時(shí)，表明滾動(dòng)軸承可能有點(diǎn)蝕；而XP/X 小時(shí)，則有可能發(fā)生了磨損。</p><p>　　圖3-1 滾動(dòng)軸承沖擊振動(dòng)的波形因數(shù)</p><p><b>　　３．波峰因數(shù)診斷法</b></p>

50、<p>　　波峰因數(shù)定義為峰值與均方根值之比（XP/Xrms）。該值用于滾動(dòng)軸承簡易診斷的優(yōu)點(diǎn)在于它不受軸承尺寸、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。該值適用于點(diǎn)蝕類故障的診斷。通過對(duì)XP/Xrms值隨時(shí)間變化趨勢的監(jiān)測，可以有效地對(duì)滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，并能反映故障的發(fā)展變化趨勢。當(dāng)滾動(dòng)軸承無故障時(shí)，XP/Xrms，為一較小的穩(wěn)定值；一旦軸承出現(xiàn)了損傷，則會(huì)產(chǎn)生沖擊信號(hào)，振動(dòng)峰值明顯增大

51、，但此時(shí)均方根值尚無明顯的增大，故XP/Xrms增大；當(dāng)故障不斷擴(kuò)展，峰值逐步達(dá)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(shí)的大小。</p><p><b>　?。锤怕拭芏仍\斷法</b></p><p>　　軸承由于磨損、疲勞、腐蝕、斷裂、壓痕、膠合等因素會(huì)使軸承振幅增大，振動(dòng)諧波增多，高密度區(qū)增高，而兩旁的低密度區(qū)向外擴(kuò)張。此時(shí)利用峭度

52、作為診斷特征量將很有效。</p><p><b>　?。担投认禂?shù)診斷法</b></p><p>　　峭度（Kurtosis）β定義為歸一化的4階中心矩，即</p><p><b>　　式中x—瞬時(shí)振幅；</b></p><p><b>　　X—振幅均值；</b></p&

53、gt;<p>　　p（x）—概率密度；</p><p><b>　　σ—標(biāo)準(zhǔn)差。</b></p><p>　　振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律的無故障軸承，其峭度值約為3。隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度值具有與波峰因數(shù)類似的變化趨勢。此方法的優(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。</p><p>　　圖3-2 

54、;  滾動(dòng)軸承的損傷</p><p>　　英國鋼鐵公司研制的峭度儀在滾動(dòng)軸承故障的監(jiān)測診斷方面取得了很好的效果。利用快裝接頭，儀器的加速度傳感器探頭直接接觸軸承外圈，可以測量峭度系數(shù)、加速度峰值和RMS值。圖3-3為使用該儀器監(jiān)測同一軸承疲勞試驗(yàn)的結(jié)果。試驗(yàn)中第74h軸承發(fā)生了疲勞破壞，峭度系數(shù)由3上升到6［圖(a)］，而此時(shí)峰值［圖(b)］和RMS值尚無明顯增大。故障進(jìn)一步明顯惡化后，峰值、RMS值才

55、有所反映。</p><p>　　圖中虛線表示在不同轉(zhuǎn)速（800～2700r/min ）和不同載荷（0～11kN）下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)上述各值的變動(dòng)范圍。很明顯，峭度系數(shù)的變化范圍最小，約為士8%。軸承的工作條件對(duì)它的影響最小，即可靠性及一致性較高。 有統(tǒng)計(jì)資料表明，使用峭度系數(shù)和RMS值共同來監(jiān)測，滾動(dòng)軸承振動(dòng)情況，故障診斷成功率可達(dá)到96％以上。</p><p>　　圖3-3 

56、 軸承疲勞試驗(yàn)過程</p><p>　?。叮疂L動(dòng)軸承的沖擊脈沖診斷法（SPM法）</p><p>　　滾動(dòng)軸承存在缺陷時(shí)，如有疲勞剝落、裂紋、磨損和滾道進(jìn)入異物時(shí)，會(huì)發(fā)生沖擊，引起脈沖性振動(dòng)。由于阻尼的作用，這種振動(dòng)是一種衰減振動(dòng)。沖擊脈沖的強(qiáng)弱反映了故障的程度，它還和軸承的線速度有關(guān)。SPM沖擊脈沖法（Shock Pulse Method）就是基于這一原理。根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律得出的脈沖值與軸承

57、壽命的關(guān)系如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 沖擊脈沖值與軸承壽命的關(guān)系</p><p>　　在無損傷或極微小的損傷期，脈沖值（dB值）大體在水平線上下波動(dòng)。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?？偟臎_擊能量dBsv與初始沖擊能量dBi之差稱為標(biāo)準(zhǔn)沖擊能量dBN。</p><p>　　

58、dBN=dBSV-dBi</p><p>　　可以根據(jù)dBN的值判斷軸承的狀態(tài)：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。 </p><p>　　二、 振動(dòng)信號(hào)精密診斷法</p><p><b>　?。保甮/SE診斷

59、法</b></p><p>　　美國ENTEK公司開發(fā)的g/SE技術(shù)提供了滾動(dòng)軸承故障診斷的一個(gè)便捷平臺(tái)，首先簡單介紹一下其基本原理：</p><p>　　由于軸承元件的缺陷，滾動(dòng)體依次滾過工作面缺陷受到反復(fù)沖擊而產(chǎn)生的低頻脈動(dòng)，稱為軸承的“通過振動(dòng)”，滾動(dòng)軸承異常而在運(yùn)行中產(chǎn)生脈動(dòng)時(shí)，不但引起高頻沖擊振動(dòng)，而且此高頻振動(dòng)的幅值還受到脈動(dòng)激發(fā)力的調(diào)制；</p>&

60、lt;p>　　g/SE實(shí)際是一種濾波器，它運(yùn)用包絡(luò)法將上述經(jīng)調(diào)制的高頻分量拾取，經(jīng)放大，濾波后送入解調(diào)器，即可得到原來的低頻脈動(dòng)信號(hào)，再經(jīng)快速傅立葉變換（FFT）即可獲得g/SE譜；</p><p>　　包絡(luò)法把與滾動(dòng)軸承故障有關(guān)的信號(hào)從高頻調(diào)制信號(hào)中解調(diào)出來，從而避免與其它如不平衡、不對(duì)中等低頻干擾的混淆，故有很高的診斷可靠性和靈敏度，可根據(jù)包絡(luò)信號(hào)的頻率成份識(shí)別出產(chǎn)生故障的元件（如內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾動(dòng)體）來

61、。 </p><p>　　因此，當(dāng)測試滾動(dòng)軸承時(shí)，我們使用g/SE濾波器測量g/SE總值和頻譜，可以發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的早期故障并跟蹤其發(fā)展趨勢。</p><p>　　三、滾動(dòng)軸承故障實(shí)例分析</p><p>　　振動(dòng)測量有一條基本的原則，即測點(diǎn)

62、越靠近振源，振動(dòng)反映故障越敏感，得到的信息越可靠，判斷越準(zhǔn)確。因此以下實(shí)例中均將測點(diǎn)選擇在軸承座處。</p><p>　?。保畠?nèi)、外圈和滾子同時(shí)存在故障</p><p>　　觀察SKF23184軸承g(shù)/SE故障頻譜（圖3-5），可以看到清晰地內(nèi)圈故障頻率17.98Hz及其倍頻（34.34,52.24,87.06Hz）成分，外圈故障頻率13.47Hz及其倍頻（40.72,80.68Hz）成分

63、，滾子故障頻率5.46Hz成分，說明SKF23184軸承存在</p><p><b>　　嚴(yán)重故障。</b></p><p>　　圖3-5 SKF23184軸承g(shù)/SE故障頻率</p><p>　　SKF23184軸承實(shí)際損壞情況見圖3-6及3-7，其內(nèi)圈已產(chǎn)生已貫穿裂紋；外滾道沿圓方向約120°范圍存在大量疲勞剝落；滾子也存在

64、磨損痕跡。</p><p>　　圖3-6 SKF23184軸承內(nèi)圈貫穿裂紋 圖3-7 SKF23184軸承外滾道疲勞剝落</p><p>　　圖3-8則是更換新軸承后g/SE頻譜，可見故障以排除。</p><p>　　圖3-8 更換SKF23184軸承后g/SE頻譜</p><p><b>　　２．外圈故障</

65、b></p><p>　　經(jīng)現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，SKF23184軸承的g/SE頻譜（圖3-9）中外圈故障頻率68.51Hz成分的g/SE的峰值較大，說明其外圈存在故障隱患。</p><p>　　圖3-9 SKF23184軸承g(shù)/SE故障頻譜</p><p>　　這一故障隱患自發(fā)生以來，分別于2008年3月5日給軸承加注潤滑脂；3月19日對(duì)該處聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行找正，每

66、次處理后振動(dòng)幅值均有明顯下降，但很快便即復(fù)升，觀察圖3-10中的狀態(tài)趨勢線已可以得出這樣的結(jié)論：其趨勢峭度越來越大，最后，軸承故障診斷已發(fā)展至后期。3月24日，對(duì)該軸承成功進(jìn)行了更換，更換后恢復(fù)正常。軸承損傷情況主要表現(xiàn)為外溝道，內(nèi)溝道表面產(chǎn)生一圈凹痕，其中外溝道損傷情況尤為嚴(yán)重，凹痕最深處約0.3mm左右，見圖3-10</p><p>　　圖3-10 SKF6326軸承振動(dòng)狀態(tài)趨勢圖</p>

67、<p>　　圖3-11 SKF6326軸承外圈凹痕</p><p><b>　?。常S承滾動(dòng)體故障</b></p><p>　　圖5-12顯示，2#軸承存在滾動(dòng)體故障頻率57.86Hz成份，判斷可能是滾動(dòng)體產(chǎn)生磨損。圖5-13表明，潤滑劑失效是引起滾動(dòng)體磨損的主要原因。</p><p>　　圖5-12 3#軸承g(shù)/SE故

68、障譜圖</p><p>　　圖5-13 3#軸承——潤滑脂發(fā)黑</p><p>　　第4章 滾動(dòng)軸承故障的其它診斷方法</p><p><b>　　一、油液分析診斷</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承失效的主要方式是磨損、斷裂和腐蝕等，其原因主要是潤滑不當(dāng)，因此對(duì)運(yùn)行時(shí)使用的潤滑油進(jìn)行系統(tǒng)分析，即可了解軸承的潤

69、滑與磨損狀態(tài)，并對(duì)各種故障隱患進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，查明產(chǎn)生故障的原因和部位，及時(shí)采取措施防止惡性事故的發(fā)生。</p><p>　　油液分析應(yīng)采用系統(tǒng)的方法，只采用單一手段往往會(huì)因其局限性而導(dǎo)致不全面的診斷結(jié)論，容易產(chǎn)生漏報(bào)或誤報(bào)。實(shí)踐證明，由以下五個(gè)方面，即理化分析、污染度測試、發(fā)射光譜分析、紅外光譜分析、鐵譜分析構(gòu)成的油液分析系統(tǒng)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作中可以發(fā)揮重要作用，其診斷結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際基本吻合，具有顯著的

70、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。</p><p>　?。保疂櫥屠砘笜?biāo)的檢測</p><p>　　良好的潤滑條件可大大減緩設(shè)備的磨損，是延長設(shè)備使用壽命的可靠保證。設(shè)備首先應(yīng)做到正確選油，其次是連續(xù)跟蹤監(jiān)測其質(zhì)量指標(biāo)的變化，三是當(dāng)潤滑油劣變失效時(shí)應(yīng)及時(shí)予以更換，為此必須定期對(duì)設(shè)備用油進(jìn)行理化指標(biāo)檢測。潤滑油常規(guī)的質(zhì)量指標(biāo)有黏度、閃點(diǎn)、氧化穩(wěn)定性、總酸值或總堿值、水分、腐蝕等，此外不同品種的油液有時(shí)還

71、應(yīng)根據(jù)其具體用途增測其他項(xiàng)目，如泡沫穩(wěn)定性、抗乳化性、殘?zhí)?、灰分、密度等?lt;/p><p><b>　?。玻廴径葴y試</b></p><p>　　油液經(jīng)過使用后不可避免地會(huì)受到不同程度的污染。通常污染來自內(nèi)部和外部兩個(gè)方面，內(nèi)部有在摩擦熱作用下油液本身氧化產(chǎn)生的樹脂類不溶物、膠質(zhì)、高聚物、積炭等污染雜質(zhì)，外部污染有運(yùn)行摩擦副產(chǎn)生的固體金屬顆?；蛴捎谠O(shè)備的磨損產(chǎn)生的直

72、接危害和外來灰塵等異物進(jìn)入。因此經(jīng)常監(jiān)測油液的污染程度，判斷污染產(chǎn)生的原因并加以解決，確保油液清潔是至關(guān)重要的。</p><p>　　檢測油液污染程度的方法有定性、半定量和定量三種。具體選用何種方法主要由油液品種、工況條件、對(duì)清潔度要求的寬嚴(yán)程度而定，如對(duì)柴油機(jī)通常用斑點(diǎn)試驗(yàn)法即可滿足要求，而對(duì)液壓油和汽輪機(jī)油多數(shù)情況下選用顆粒計(jì)數(shù)儀或污染測試儀進(jìn)行更精確的測試。</p><p>　?。常?/p>

73、發(fā)射光譜分析油液中金屬元素含量</p><p>　　潤滑油中經(jīng)常會(huì)有一些金屬元素，這些元素的來源有三種途徑：一是來自潤滑油中的添加劑，如鈣、鋇、鋅、磷等；二是外界污染混入的雜質(zhì)帶進(jìn)來的，如硅、鋇、鈉等；三是磨損顆粒中的金屬成分，如銅、鉻、鉛、鐵等。</p><p>　　設(shè)備在投入使用之前應(yīng)檢測新油中金屬元素的種類及含量，并做好記錄檔案。新油中的金屬元素主要來自于添加劑，含量是一定的；隨著設(shè)

74、備運(yùn)行時(shí)間的增長，油中金屬元素的種類和數(shù)量都會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，根據(jù)變化趨勢可以判斷設(shè)備產(chǎn)生磨損的部位和狀態(tài)。由此可見，定期測試潤滑油中金屬元素的含量，掌握其變化趨勢是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容之一。正因?yàn)槿绱?，利用發(fā)射光譜進(jìn)行工況監(jiān)測是國內(nèi)外應(yīng)用最早和最廣泛的手段之一，已取得非常明顯的效果。</p><p><b>　?。矗t外光譜分析</b></p><p>　　紅外光譜

75、的出現(xiàn)使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測又增添了一個(gè)新的重要手段。眾所周知，潤滑油性能的好壞主要取決于基礎(chǔ)油和各種添加劑的性質(zhì)。潤滑油的劣化和失效主要是由于添加劑在摩擦熱的作用下發(fā)生了氧化、酸化、降解而相應(yīng)生成了氧化物、酸化物、硝化物、樹脂、積炭等有害物質(zhì)，導(dǎo)致基礎(chǔ)油和添加劑的化學(xué)成分及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。這些變化均屬化學(xué)變化，一般的理化分析是無法檢驗(yàn)的，而利用紅外光譜檢驗(yàn)是最直接、最有效也是最快捷的方法。紅外光譜的主要原理是不同的化合物的分子結(jié)構(gòu)不同，在紅外

76、光譜上都會(huì)出現(xiàn)特定位置的吸收峰，通過典型峰位和峰面積的積分計(jì)算即可對(duì)油品的某些特性進(jìn)行定量的或半定量的分析。近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及在紅外光譜技術(shù)中的普遍應(yīng)用，大大減少了測試誤差。上述紅外光譜的突出優(yōu)勢，使其在狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用更加日益廣泛。</p><p><b>　　５．鐵譜分析</b></p><p>　　鐵譜是近幾十年才產(chǎn)生和應(yīng)用于狀態(tài)監(jiān)測中的一種油液分

77、析方法。由于它可以直接觀察油液中顆粒的尺寸、幾何形態(tài)、顏色、數(shù)量及分布狀態(tài)等，所以它一問世就受到了廣泛的關(guān)注。如果將鐵譜和發(fā)射光譜兩種手段結(jié)合起來應(yīng)用，則對(duì)油液中金屬元素既可進(jìn)行定性分析又可進(jìn)行定量分析，既可分析小尺寸顆粒又可分析大尺寸顆粒，既可監(jiān)測設(shè)備正常磨損的變化趨勢，又可監(jiān)測異常磨損的狀態(tài)，使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測和故障診斷更趨完整和準(zhǔn)確。</p><p>　　鐵譜分析在我國是應(yīng)用最多、最普遍的油液分析設(shè)備診斷方法之一，

78、目前大多采用的是直讀式鐵譜儀和分析式鐵譜儀，近年來旋轉(zhuǎn)鐵譜儀和在線式鐵譜儀也受到越來越多的注意。</p><p><b>　　二、溫度監(jiān)測診斷法</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承如果產(chǎn)生了某種損傷，其溫度就會(huì)發(fā)生變化，因此可通過監(jiān)測軸承溫度來診斷軸承故障。該方法應(yīng)用得很早，在當(dāng)時(shí)在沒有其他更好的監(jiān)測診斷手段的情況下，同時(shí)也是由于這種方法簡便實(shí)用，確實(shí)在滾動(dòng)軸承的巡

79、檢中起到了一定的作用。</p><p>　　但這種方法的致命缺點(diǎn)是當(dāng)溫度有明顯的變化時(shí)，故障一般都達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，因此無法發(fā)現(xiàn)早期故障。同時(shí)對(duì)滾動(dòng)軸承的溫度測量雖然簡單，誤差一般較大，因此這種方法目前已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)滾動(dòng)軸承的輔助監(jiān)測診斷手段。為了保護(hù)重要設(shè)備不致發(fā)生全面毀壞事故，目前對(duì)一些重點(diǎn)設(shè)備、大型設(shè)備，仍然在現(xiàn)場安裝軸承溫度顯示儀表，有時(shí)還將軸承溫度測量參數(shù)引入控制系統(tǒng)，增設(shè)報(bào)警功能和自動(dòng)停機(jī)保護(hù)功能

80、。</p><p>　　三、間隙（游隙）監(jiān)測診斷法</p><p>　　除圓錐滾子軸承外，滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈中，即使固定了其中的一個(gè)，但由于其內(nèi)部有間隙，未固定的軸承套圈仍可向一側(cè)移動(dòng)，該移動(dòng)量就是軸承間隙，又稱游隙。</p><p>　　若軸承套圈或滾動(dòng)體磨損，則軸承間隙會(huì)增大，與原始間隙值相比較，即可知道磨損量。但是當(dāng)軸承在設(shè)備中安裝好后，特別是在旋轉(zhuǎn)過程中，

81、要直接測定間隙十分困難，因此多采用間接測量法，即用軸的位置測定代替軸承間隙的直接測量，比如測量軸的振擺、軸端移動(dòng)量和軸心軌跡等。</p><p>　　間隙測定法對(duì)軸承磨損、電蝕的診斷比較有效，但由于其測量不直接，影響因素較多，并且當(dāng)間隙較大時(shí)，軸承的故障一般都已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，也就是說這種方法無法發(fā)現(xiàn)早期故障，因此只能作為避免整臺(tái)機(jī)器故障擴(kuò)大化的方式，而不能提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)故障，故目前這種方法只在大型機(jī)器、

82、低速機(jī)器和檢修周期很長的設(shè)備中采用，而對(duì)小型、高速機(jī)器不太適宜。</p><p>　　四、光纖維監(jiān)測診斷法 </p><p>　　精密軸承對(duì)軸的回轉(zhuǎn)精度要求極高，如果回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差過大系統(tǒng)就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即認(rèn)為出現(xiàn)了故障，而此時(shí)振動(dòng)信號(hào)并不一定很強(qiáng)。由于振動(dòng)監(jiān)測法是在軸承座、軸承蓋或機(jī)器外殼表面拾取信號(hào)，這樣故障診斷的靈敏度就受到了限制。最好的方法是直接監(jiān)測回轉(zhuǎn)軸心位置的變化，但這樣做傳感器

83、安裝難度很大，儀器也較復(fù)雜。</p><p>　　有一種替代的方法是監(jiān)測軸承外圈上一點(diǎn)相對(duì)于軸承座的位移。即使是高精度軸承，在載荷作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸承外圈也會(huì)發(fā)生接近于簡諧變化的彈性變形。對(duì)精度降低或有故障的軸承（如滾動(dòng)體尺寸不均勻、滾道精度喪失、表面粗糙度增大等），外圈上的徑向變形幅度將會(huì)進(jìn)一步增大，如能測得外圈表面的變形，就能夠?qū)S承狀態(tài)加以判斷。渦流傳感器和光纖傳感器都能夠測量這種變形，但后者徑向尺寸小很多，

84、靈敏度較高。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃文虎、夏松波、劉瑞巖等編著．設(shè)備故障診斷原理、技術(shù)及應(yīng)用．北京：科學(xué)出版社，1996</p><p>　　[2] 易良榘編著．簡易振動(dòng)診斷現(xiàn)場實(shí)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 張碧波主編．設(shè)備狀態(tài)

85、監(jiān)測與故障診斷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[4] 林英志主編．設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)．北京：北京大學(xué)出版社、中國林業(yè)出版社，2007</p><p>　　[5] ISO10816</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學(xué)三年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，

86、我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校揚(yáng)工院給了我在大學(xué)三年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝0801機(jī)電維修的老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵(lì)。這次畢業(yè)論文我得到了老師和很多同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師林英志老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要。林老師平日里工作繁多，但是我做畢業(yè)論文的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)都