故障診斷滾動軸承讀書報告

1、機(jī)械故障診斷技術(shù)讀書報告滾動軸承診斷案例分析綜述Summary of Case Analysis of Rolling Bearing Diagnosis學(xué)院：機(jī)械與汽車工程學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：13測控班姓名： 學(xué)號：13023150 指導(dǎo)教師：鄭冬學(xué)年學(xué)期：20162017學(xué)年第一學(xué)期摘要隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代。工業(yè)正逐步向生產(chǎn)設(shè)備大型化、高速化、自動化方向發(fā)展，這使得生產(chǎn)率有了大幅度的提高，成本的降低，能源的節(jié)約，并且產(chǎn)品質(zhì)量方面得到了極大的保證。但是，由于故障所引起的災(zāi)難性事故及其所造成的對生命與財產(chǎn)的損失和對環(huán)境的破壞等也是很嚴(yán)重的。滾動軸承是

2、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機(jī)器設(shè)備的性能。因此，研究滾動軸承的失效機(jī)理，提出相應(yīng)的預(yù)防和維護(hù)措施，對于降低設(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。關(guān)鍵詞：滾動軸承；故障診斷；監(jiān)測方法；發(fā)展趨勢AbstractWith the development of science and technology, the rapid development of modern industry, industrial upgrading of equipment. The indus

3、try is gradually to large scale production equipment, high-speed, automation development direction, which makes the productivity has been greatly improved, reduced cost, energy saving, and the product quality is ensured. However, due to the catastrophic accident caused by the failure of the cause of

4、 the loss of life and property and damage to the environment is very serious. The rolling bearing is the common component in the mechanical equipment, its performance and working condition directly affects the performance of shaft and connected and installed on the rotary shaft gear the whole machin

5、e equipment. Therefore, the failure mechanism of rolling bearing, put forward the corresponding prevention and maintenance measures, to reduce the cost of equipment maintenance, prolong the period of equipment maintenance, improve economic efficiency, ensure the long-term safe and stable operation o

6、f equipment, has practical significance.Keywords：Rolling Bearing;Fault Diagnosis; Monitoring Method; Development Trend目 錄1 機(jī)械故障診斷述····························&#

7、183;··································12 滾動軸承的故障形式·············&#

8、183;···········································13 滾動軸承產(chǎn)生故障的原因····

9、···············································24 滾動軸承故障診斷分析方法

10、83;···············································25 滾動軸承故障診斷案例分析

11、················································25.1 123泵軸承的

12、故障診斷分析······································35.2 壓縮機(jī)軸承損傷·········

13、···········································45.3 風(fēng)機(jī)滾動軸承故障·····

14、;············································6 5.4 煤氣排送機(jī)故障···

15、3;···············································105.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械滾動軸承案例

16、···········································116 結(jié) 論······

17、;··················································

18、;··················13參考文獻(xiàn)·······························

19、;·········································141 機(jī)械故障診斷概述隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，工業(yè)設(shè)備逐漸趨向復(fù)雜，外型向大型化不斷發(fā)展，系統(tǒng)逐漸

20、實(shí)現(xiàn)自動化，這使得生產(chǎn)成本大大降低、生產(chǎn)效率不斷提高、殘品率有所下降、能源損耗相應(yīng)減少。然而，設(shè)備運(yùn)行過程中由機(jī)械故障而引發(fā)的事故，將會對人身安全和公司財產(chǎn)造成難以彌補(bǔ)的損失。因此，人們更加重視大型設(shè)備的可靠性和安全性。通過對機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和診斷，控制相應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)，對損壞性事故進(jìn)行警告并提供有效的補(bǔ)救措施信息是提升機(jī)械系統(tǒng)安全性和可靠性的重要途徑。首先，必須正確了解故障設(shè)備的相應(yīng)故障狀態(tài)和故障位置。其次，信號處理、信息傳感和測試計(jì)算技術(shù)的高速進(jìn)步使得機(jī)械故障診斷成為了可能，從而產(chǎn)生了一門新的學(xué)科機(jī)械故障診斷。2 滾動軸承的故障形式滾動軸承在正常情況下，長時間運(yùn)轉(zhuǎn)也會出現(xiàn)疲勞剝落和磨

21、損。而制造缺陷、對中偏差大、轉(zhuǎn)子不平衡、基礎(chǔ)松動、潤滑油變質(zhì)等因素會加速軸承的損壞。滾動軸承的主要故障形式與原因如下：（1）疲勞剝落滾動軸承的內(nèi)外滾道和滾動體交替進(jìn)入和退出承載區(qū)域，這些部件因長時間承受交變載荷的作用，首先從接觸表面以下最大交變切應(yīng)力處產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而擴(kuò)展到接觸表面在表層產(chǎn)生點(diǎn)狀剝落，逐步發(fā)展到大片剝落，稱之為疲勞剝落。疲勞剝落往往是滾動軸承失效的主要原因，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。（2）磨損失效由于滾道和滾動體的相對運(yùn)動(包括滾動和滑動)和塵埃異物的侵入等都會引起表面磨損，而當(dāng)潤滑不良時更會加劇表面磨損。磨損的結(jié)果使?jié)L動軸承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了滾動

22、軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，因而也降低了機(jī)器的整體運(yùn)動精度，振動及噪聲也隨之增大。對于精密機(jī)械中所用的滾動軸承，往往就是因?yàn)槟p量限制了滾動軸承的壽命。此外，還有一種所謂的微振磨損。當(dāng)滾動軸承本身不旋轉(zhuǎn)而受到振動時，由于滾動體和滾道接觸面間微小的，往復(fù)的相對滑動，因而導(dǎo)致微振磨損產(chǎn)生，其結(jié)果是在滾道上形成波紋狀的磨痕。（3）塑性變形在工作負(fù)荷果重的情況下，滾動軸承受到過大的沖擊載荷或者靜載荷，或者因?yàn)闊嶙冃我痤~外的載荷，或者當(dāng)有高硬度的異物侵入時，都會在滾道表面形成凹痕或者劃痕。這將使?jié)L動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲。而且，一旦產(chǎn)生上述凹痕，由此所引起的沖擊載荷可能還會進(jìn)一步引起附近表面的剝落。（4）

23、腐蝕失效腐蝕也是滾動軸承的常見故障之一。當(dāng)水分直接侵入滾動軸承時就會引起滾動軸承腐蝕，另一方面，當(dāng)滾動軸承停止工作時，滾動軸承溫度下降達(dá)到零點(diǎn)，空氣中的水分凝結(jié)成水滴吸附在軸承的表面上也會引起腐蝕。此外當(dāng)滾動軸承內(nèi)部有電流通過時，在滾道和滾動體之間的接觸點(diǎn)處，電流通過很薄的油膜引起火花，使表面局部熔融，在表面上形成波紋狀的凹凸不平。高精度的滾動軸承往往由于表面腐蝕，喪失精度而不能繼續(xù)工作。（5）斷裂當(dāng)載荷超過滾動軸承或者滾動體的強(qiáng)度極限時會引起滾動軸承零件的破裂。此外，由于磨削加工、熱處理或者裝配時引起的殘余應(yīng)力、工作時的熱應(yīng)力過大等也都有可能造成滾動軸承零件的斷裂。（6）膠合所謂膠合是指一個

24、表面的金屬粘附到另一表面的現(xiàn)象。在潤滑不良，高速重載的情況下，由于摩擦發(fā)熱，滾動軸承零件可能在極短的時間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，從而導(dǎo)致表面損傷及損壞。3 滾動軸承產(chǎn)生故障的原因滾動軸承在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，由于不同的使用環(huán)境和工作條件，滾動軸承會發(fā)生如下異?，F(xiàn)象：疲勞剝落、裂紋或斷裂、壓痕、磨損、電流腐蝕、銹蝕和保持架損壞等。以上異?，F(xiàn)象引發(fā)的原因有：異物墜入造成的損傷、潤滑不良造成的損傷、內(nèi)外環(huán)傾斜造成的損傷、保持架受載引起的損傷、異常推力載荷引起的損傷、裝配不良造成的損傷、微小真正造成的損傷和電蝕造成的損傷等等。4 滾動軸承故障診斷分析方法振動信號分析方法包括簡易診斷法、沖擊脈沖法（SPM法）

25、、共振解調(diào)法（IFD法）。振動診斷是檢測診斷的重要工具之一。（1）常用的簡易診斷法有：振幅值診斷法，反應(yīng)的是某時刻振幅的最大值，適用于表面點(diǎn)蝕損傷之類的具有瞬時沖擊的故障診斷；波峰因素診斷法，表示的是峰值和均方根值之比，適用于點(diǎn)蝕情況下的診斷；概率密度診斷法，通過概率密度曲線進(jìn)行故障判斷，一般作為故障的定性分析；峭度系數(shù)診斷法具有與波峰類似的變化趨勢，它的優(yōu)點(diǎn)在于與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無關(guān)，但缺乏早期報警能力，在故障嚴(yán)重時會失去診斷能力，適用于點(diǎn)蝕故障診斷。（2）沖擊脈沖法(SPM)是在滾動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)滾動體接觸到內(nèi)外道面的缺陷區(qū)時會產(chǎn)生低頻沖擊作用，所產(chǎn)生的沖擊脈沖信號會激起SPM傳感器

26、的共振，共振波形一般為20 kHz一60 kHz,包含了低頻沖擊和隨機(jī)干擾的幅值調(diào)制波，經(jīng)過窄帶濾波器和脈沖形成電路后，得到包含有高頻和低頻的脈沖序列。但這種固定中心頻率和帶寬的方法也有其局限性，因?yàn)闈L動軸承局部損傷故障所激起的結(jié)構(gòu)共振頻率并不是固定不變的。在實(shí)際使用中，當(dāng)背景噪聲很強(qiáng)或有其他沖擊源時，SPM診斷效果很差，失去了實(shí)際意義。（3）共振解調(diào)技術(shù)，亦稱為包絡(luò)檢波技術(shù)。它是對低頻(通常是數(shù)千Hz以內(nèi))的沖擊所激起的高頻(數(shù)十倍于沖擊頻率的)共振波形進(jìn)行包絡(luò)檢波和低通濾波，即解調(diào)，以獲得一個對應(yīng)于低頻沖擊的、而又放大并展寬了的共振解調(diào)波。共振解調(diào)法診斷滾動軸承故障的基本原理可以完整地概述

27、為：當(dāng)軸承某一元件表面出現(xiàn)局部損傷時，在受載運(yùn)行過程中要撞擊與其相互作用的其它的元件表面，產(chǎn)生沖擊脈沖力，由于沖擊脈沖力的頻帶很寬，必然包含軸承外圈、傳感器甚至附加的諧振器(可以是機(jī)械式的，也可以是電的)等的固有頻率而激起這個測試系統(tǒng)的高頻固有振動。根據(jù)實(shí)際情況，可選擇某一高頻固有振動作為研究對象，通過中心頻率等于軸承外圈或傳感器等的諧振頻率的帶通濾波器對測取的軸承振動信號進(jìn)行帶通濾波。然后，通過包絡(luò)檢波器進(jìn)行檢波，除去高頻衰減振動的頻率成分，得到只包含故障特征信息的低頻包絡(luò)信號，對這一包絡(luò)信號進(jìn)行頻譜分析，在頻譜圖上即可找出特征頻率分量和對應(yīng)的故障元件。5 滾動軸承故障診斷案例分析5.1 1

28、23泵軸承的故障診斷分析（1）故障情況大慶石化公司腈綸廠系統(tǒng)車間有鹽水輸送泵8臺，屬離心式雙吸泵，功率較大，是腈綸廠設(shè)備中長期運(yùn)行，重要的生產(chǎn)設(shè)備。位號123泵由于長期運(yùn)行，振動值較大，所以在不影響生產(chǎn)情況下讓123泵備用。2004年9月l0日，由于生產(chǎn)需要，要求123泵投人生產(chǎn)，在開啟運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)其振動值較大，繼續(xù)運(yùn)行可能發(fā)生事故，于是對其振動進(jìn)行測量并采集頻譜對其進(jìn)行故障診斷。（2）故障分析123泵主要參數(shù)見表1-1，123泵測點(diǎn)位置圖如圖1-1所示。對其現(xiàn)場測量振動值見表1-2所示。通過現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)泵后軸承的軸向振動值超標(biāo)，振動較大，并且雜聲較大。對其進(jìn)行頻譜采集，時域譜和幅值譜圖

29、如圖1-2、圖1-3所示。表 1-1 123泵主要參數(shù)監(jiān)測日期20040901裝置名稱系統(tǒng)設(shè)備位號123設(shè)備名稱鹽水輸送泵監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)0.71 cm/s電動機(jī)功率135 kw電動機(jī)轉(zhuǎn)速1480 r/min工頻24.66 Hz表 1-2 現(xiàn)場測量振動值（ cm/s）泵前軸承泵后軸承垂直水平軸向垂直水平軸向0.380.50-0.560.540.95圖 1-1 123泵測點(diǎn)位置圖圖 1-2 泵后軸承軸向時域波形圖圖 1-3 泵后軸承軸向速度頻域圖（3）故障結(jié)論通過泵后軸承軸向時域波形圖，可明顯地看到?jīng)_擊信號的存在，峭度指標(biāo)達(dá)到3.59，并且頻譜圖中大量高次諧波的存在，說明軸承可能已經(jīng)存在問題。該泵軸承型

30、號為63ll，在1480 rmin轉(zhuǎn)速下根據(jù)軸承參數(shù)，得到的軸承元件的故障特征頻率是：內(nèi)環(huán)121.93 Hz；外環(huán)75.38 Hz；保持架9.42 Hz；滾動體98.74 Hz。泵后軸承的軸向頻譜，出現(xiàn)了390I-Iz明顯的頻率信號，其次為415 Hz和510 Hz。由下式可得：n z fi + f=3 x 121.93+24.66=390.45 Hz接近于390 Hz，伴有415 Hz和510 Hz的2、3次諧波，所以診斷為軸承內(nèi)圈可能發(fā)生點(diǎn)蝕或偏心。維修車間對該泵進(jìn)行了拆卸檢修，更換泵的后軸承，檢查后軸承損壞情況，發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)檩S承內(nèi)環(huán)點(diǎn)蝕嚴(yán)重。5.2 壓縮機(jī)軸承損傷（1）故障情況某初軋廠

31、有三臺同樣規(guī)格的螺桿式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)速1480 r/min，其中，3號機(jī)噪音特別響（圖2-1）。用測振儀測得振動加速度值如表2-1。表 2-1 三臺壓縮機(jī)振動加速度數(shù)據(jù)平均值（G）峰值（G）HHHHHH1號機(jī)1.31.91.85.18.812187.3132號機(jī)0.581.00.671.83.32.73號機(jī)超4.42.21.8超40168.713圖 2-1 壓縮機(jī)及測點(diǎn)示意圖1電機(jī)；2陰螺桿；3陽螺桿（2）故障診斷由表2-1可知，3號機(jī)測點(diǎn)處振動大，比1號機(jī)和2號機(jī)相同部位大得多，初步估計(jì)測點(diǎn)處軸承有問題。對測點(diǎn)振動波形的包絡(luò)信號作功率譜分析（圖2-2），分析頻率500 Hz，400譜線功率譜。計(jì)

32、算該測點(diǎn)軸承特征頻率（R=1480 r/min，D=122.5 mm，d=22 mm，N=11，=10°）為：外滾道：108.75 Hz；內(nèi)滾道：162.8 Hz；保持架：9.9 Hz；滾 子：48.8 Hz。對照頻譜可知，108.75 Hz是軸承外滾道上有一點(diǎn)損傷時的振動頻率，它的2、3、4倍頻分別為217.5 Hz、326 Hz、435 Hz。另外，188.75 Hz是內(nèi)滾道有一點(diǎn)損傷時的振動頻率與轉(zhuǎn)軸頻率之和。作為對比，2號機(jī)H處頻譜（圖2-3）上幾乎沒有較大峰值。由此，診斷結(jié)論為：3號機(jī)測點(diǎn)處軸承有嚴(yán)重?fù)p傷，沒盡快檢修。圖3-25 3號機(jī)H振動頻譜圖3-26 2號機(jī)H振動頻譜

33、（3）故障結(jié)論五天后拆開檢修，發(fā)現(xiàn)該軸承外滾道、內(nèi)滾道、鋼球均已大面積剝落，損傷已達(dá)非常危險的程度。本例證明，在同一軸承上有多個同類故障（內(nèi)滾道、外滾道、滾子、齒上）時，除位于其特征頻率處有峰外，還在特征頻率的n倍頻成分（n為正整數(shù)）處有較大峰值。它表明損傷程度比只有一處損傷時嚴(yán)重得多。5.3 風(fēng)機(jī)滾動軸承故障（1）故障情況2013年2月17日技術(shù)人員對焦化某風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備振動數(shù)值超標(biāo)。該風(fēng)機(jī)由電機(jī)直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)支撐方式為懸臂式，軸承箱型號：Y4-73-01NO23F；軸承型號：22320C；電機(jī)型號：Y2-250M-4，55 kW；額定轉(zhuǎn)速：1487 r/min；設(shè)備組成及

34、測點(diǎn)分布圖如圖3-1所示。圖 3-1 焦化風(fēng)機(jī)測點(diǎn)分布圖1.電機(jī)自由端；2.電機(jī)負(fù)荷端；3.風(fēng)機(jī)負(fù)荷端；4.風(fēng)機(jī)自由端（2）故障分析故障分析中需分析軸承特征頻率。所謂特征頻率就是軸承的滾動體和滾道接觸處碰到一個局部缺陷時會產(chǎn)生一個沖擊脈沖，當(dāng)缺陷在不同的元件上，接觸點(diǎn)通過缺陷時而產(chǎn)生的沖擊脈沖頻率。 2013年2月17日對該設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從回收振動數(shù)據(jù)來看(見表3-1)，風(fēng)機(jī)軸向(A)、垂直方向(V)振動幅值較大，水平方向(H)振動幅值相對較小；電機(jī)自由端(1號點(diǎn))及負(fù)荷端(2號點(diǎn))振幅較為穩(wěn)定，初步斷定故障點(diǎn)在風(fēng)機(jī)側(cè)，接下來通過頻譜圖進(jìn)行進(jìn)一步診斷。表 3-1 各測點(diǎn)振動幅值測點(diǎn)測量值/

35、（mm/s）采集時間電機(jī)1A速度2.81872013-2-17 11:46電機(jī)1H速度1.05582013-2-17 11:47電機(jī)1V速度1.32472013-2-17 11:47風(fēng)機(jī)3A速度5.11272013-2-17 11:49風(fēng)機(jī)3H速度2.66932013-2-17 11:50風(fēng)機(jī)3V速度3.94422013-2-17 11:50電機(jī)2A速度2.96812013-2-17 11:48電機(jī)2H速度1.35462013-2-17 11:48電機(jī)2V速度1.91242013-2-17 11:49風(fēng)機(jī)4A速度3.58572013-2-17 11:51風(fēng)機(jī)4H速度2.30082013-2-1

36、7 11:51風(fēng)機(jī)4V速度7.32013-2-17 11:52通過圖3-2、圖3-3及圖3-4的不同測點(diǎn)頻譜圖可以看出，3號點(diǎn)軸向和4號點(diǎn)垂直方向，速度頻譜圖中都存在 152.5 Hz的故障頻率，同時在圖4中有明顯的高頻堆，通過對風(fēng)機(jī)軸承(軸承型號22320C)特征頻率進(jìn)行計(jì)算，152.5 Hz 為風(fēng)機(jī)軸承外圈的特征頻率，如圖5所示。因此最終判斷為風(fēng)機(jī)軸承故障，建議對風(fēng)機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢修，檢查軸承及軸承室配合及磨損情況。圖 3-2 3號測點(diǎn)頻譜圖(速度)圖 3-3 4號測點(diǎn)頻譜圖(速度)圖 3-4 4號測點(diǎn)頻譜圖(加速度)圖 3-5 軸承特征頻率計(jì)算示意圖（3）故障結(jié)論2月26日檢修解體后發(fā)現(xiàn)，軸

37、承存在跑外圈現(xiàn)象，通過測量發(fā)現(xiàn)軸承外圈與軸承室配合間隙為0.15 mm，為保證正常生產(chǎn)，臨時添加銅皮，使軸承與軸承室配合保持0.030.05 mm的過盈量。檢修后2月27日再次監(jiān)測，振動幅值有明顯下降，尤其是在風(fēng)機(jī)4V測點(diǎn)最為明顯，從7.3 mm/s下降至2.6 mm/s，基本滿足設(shè)備正常運(yùn)行條件，但是頻率瀑布圖中依然能看到軸承故障頻率152.5 Hz。故建議生產(chǎn)方對軸承座進(jìn)行冷焊加工處理或更換風(fēng)機(jī)軸承箱。（4）解決措施3月13日對風(fēng)機(jī)軸承座進(jìn)行整體更換，并用壓鉛絲法確認(rèn)，軸承與軸承室過盈量為0.03 mm。檢修結(jié)束后監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，振動幅值下降至0.6 mm/s，處于正常范圍內(nèi)，同時在3月14日的

38、監(jiān)測中已看不到軸承故障頻率(見圖3-6)，高頻堆消失(見圖3-7)。檢修處理效果十分明顯。圖 3-6 檢修前/后瀑布圖圖 3-7 檢修前/后高頻瀑布圖 5.4 煤氣排送機(jī)故障（1）故障情況某廠煤氣排送機(jī)由電機(jī)帶動（圖4-1），監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)。圖 4-1 風(fēng)機(jī)示意圖（2）診斷對風(fēng)機(jī)兩端振動進(jìn)行頻譜分析（圖4-2），發(fā)現(xiàn)振動峰值頻率為50.8 Hz，停機(jī)兩天后重新開動時，上述峰值更大。其他峰值還有：238.2 Hz，1425 Hz，2148 Hz，2382 Hz。據(jù)此，分析如下： 50.80 Hz峰值產(chǎn)生原因頻譜分析儀的分析頻率設(shè)置為01 kHz，頻率分辨率為3.9 Hz，因此，中心頻率5

39、0.8 Hz的實(shí)際頻率范圍為48.852.7 Hz。根據(jù)計(jì)算，葉輪旋轉(zhuǎn)頻率fo=49.5 Hz，故知50.8 Hz正是葉輪旋轉(zhuǎn)頻。此處峰值突出，可能因?yàn)檗D(zhuǎn)子不平衡或風(fēng)機(jī)與電機(jī)的同軸度不好。但因2×49.5 Hz峰值不大，又無較大的軸向振動，可排除不對中的可能。所以診斷為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡。停機(jī)兩天后峰值加大可能由于無煤氣通過時溫度下降，煤焦油凝固在原本就不平衡的轉(zhuǎn)子偏重一側(cè)所致。 238.2 Hz等峰值產(chǎn)生原因238.2 Hz的實(shí)際頻率范圍是236.2240.2 Hz，根據(jù)計(jì)算，風(fēng)機(jī)軸承外滾道特征頻率為235.97 Hz，由于軸承尺寸頻率測算和振動測試都有一定誤差，可以斷定238.2 H

40、z峰值表明軸承外滾道有缺陷。又因238.2×6=1429，238.2×9=2143.8，238.2×10=2382，表明外滾道損傷比較嚴(yán)重，同類缺陷增多。圖 4-2 風(fēng)機(jī)的振動頻譜（3）故障結(jié)論拆修時發(fā)現(xiàn)葉片上有煤焦油凝固，證實(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在不平衡；發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承外滾道確實(shí)存在較嚴(yán)重缺陷，其中一個軸承一側(cè)出現(xiàn)剝離，另一側(cè)出現(xiàn)10個凹坑。滾動體出現(xiàn)麻點(diǎn)，保持架已經(jīng)斷裂?？梢栽O(shè)想，外圈出現(xiàn)一個凹坑，產(chǎn)生238.2 Hz峰值，隨著時間延長，凹坑使?jié)L動體產(chǎn)生點(diǎn)蝕（麻點(diǎn)），這又加劇了滾子與保持架摩擦，造成保持架斷裂。外滾道凹坑的增多，使出現(xiàn)了1425 Hz、2148 Hz及23

41、82 Hz等峰值。5.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械滾動軸承案例（1）故障情況鄒縣發(fā)電廠于2002年1月正式利用 CSI診斷儀對重要輔機(jī)進(jìn)行離線檢測，先后發(fā)現(xiàn)不同設(shè)備的早期故障，其中1號爐柄排粉機(jī)的診斷案例克分證明了新技術(shù)在鄒縣發(fā)電廠狀態(tài)檢修中的作用。（2）故障分析1號爐丙排粉機(jī)早期故障的發(fā)現(xiàn)和分析。鄒縣發(fā)電廠1號爐丙排粉機(jī)是單級離心式風(fēng)機(jī)，型號M5361JM02102D，流量13685 Km3/ H，全壓13.043 KPa，轉(zhuǎn)速1485 rmin，介質(zhì)為濃度小于10的煤粉氣流，介質(zhì)溫度70100攝氏度。配用1臺高壓交流電動機(jī)。功率850 KW。風(fēng)機(jī)為懸臂轉(zhuǎn)子，同側(cè)雙支撐結(jié)構(gòu)，2組支撐軸承布置在同一個軸承箱體

42、內(nèi)，46號機(jī)械油潤滑，軸承箱體內(nèi)通有工業(yè)水對軸承進(jìn)行冷卻。風(fēng)機(jī)側(cè)為2個并列放置的單列向心短圓柱滾子軸承。風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)見圖5-l。圖 5-1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)l號爐大修前，診斷中心定期對設(shè)備進(jìn)行檢測，通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1號爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承存在隱患。通過1號爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承水平方向振動頻譜圖分析各振動尖峰值，發(fā)現(xiàn)該處軸承外圈故障頻率(BPFO)及其倍頻出現(xiàn)，說明軸承外幽出現(xiàn)了故障現(xiàn)象。同時，倍頻兩側(cè)均分布有1X轉(zhuǎn)速頻率的邊帶，說明軸承外圈故障已嚴(yán)鶯到一定程度。圖5-2為1號爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承水平方向振動頻譜圖。該部位軸承為日奉NSK軸承，型號Nu334。對照軸承手冊可知相當(dāng)于SKFN

43、u334型號軸承，利用RBMware軟件的軸承故障頻率計(jì)算功能，可計(jì)算出該軸承各故障頻率(見表5-1)。RBMware是以可靠性為基礎(chǔ)的維修軟件，即運(yùn)用一系列先進(jìn)的技術(shù)手段，如機(jī)械振動分析、潤滑油液分析、紅外熱成像、對中與平衡、馬達(dá)分析、超聲波分析等技術(shù)探測設(shè)備狀態(tài)，找出設(shè)備故障根源；通過識別和消除故障根源延長設(shè)備的使用壽命；提供可靠的設(shè)備信息，輔助企業(yè)重大決策；系統(tǒng)化地合理配置各種維修方式，提高企業(yè)管理水平。RBMware的實(shí)施是由一套分析軟件和相關(guān)技術(shù)的精密檢測儀器共同實(shí)現(xiàn)。表 5-1 軸承各部位故障頻率倍頻軸轉(zhuǎn)速/r·min-1保持架故障頻率/ Hz滾動軸承故障頻率/ Hz外圈

44、故障頻率/ Hz內(nèi)圈故障頻率/ Hz124.7510.27470.77154.10217.15249.5020.547141.55308.21434.29374.2530.821212.32462.31651.44499.0041.094283.09616.42868.58從表5-1可知，額定轉(zhuǎn)速時軸承外圈1X故障頻率為154.10 Hz。對照頻譜圖中各振動尖峰值，可看出頻譜圖出現(xiàn)的軸承外圈故障頻率，軸承外圈故障頻率見表5-2。利用RBM軟件中的PeaKVue(尖峰能量值，代表沖擊能量的大小)技術(shù)，對該軸承水平方向振動情況進(jìn)行測量，其頻譜見圖5-3。從頻譜圖中可看出，1 KHz頻率采集范圍內(nèi)，1X6X軸承外圈故障頻率全部出現(xiàn)。從另一方面證實(shí)該軸承沖擊能量出現(xiàn)且較大，軸承外圈故障嚴(yán)重。圖 5-2 軸承水平方向振動頻譜圖 5-3 軸承水平方向振動頻譜表 5-2 軸承外圈各倍頻故障頻率序號頻率/ Hz倍頻數(shù)BPFO/X單峰振速/mm·s-11154.6210.3322309.6620.2503465.1430.0784619.6240.4165774.7650.6636929.5261.34971084.4070.51581239.2080.15591394.1090.047101549.10100.055111704.0