2022風力發(fā)電機組主傳動鏈滾動軸承運行及維護規(guī)范

ICS27.180

CCSF11DB32

江蘇省地方標準

DB32/T4217—2022

風力發(fā)電機組主傳動鏈滾動軸承運行

及維護規(guī)范

Windturbines-Maindrivetrainrollingbearingsoperationandmaintenance

requirement

2022-03-18發(fā)布2022-04-18實施

江蘇省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB32/T4217—2022

目次

前言................................................................................II

1范圍.....................................................................................1

2規(guī)范性引用文件...........................................................................1

3術(shù)語和定義...............................................................................1

4人員要求.................................................................................1

5運行要求.................................................................................2

6維護要求.................................................................................2

7文檔和記錄要求..........................................................................3

附錄A（資料性）典型運行狀態(tài)評估結(jié)果和措施.........................................5

附錄B（規(guī)范性）定期維護項目及要求.................................................10

附錄C（規(guī)范性）基于軸承狀態(tài)評估結(jié)果的備件計劃....................................13

參考文獻............................................................................14

I

DB32/T4217—2022

>>—>—

刖R

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由江蘇省風電裝備標準化技術(shù)委員會提出并歸口。

本文件起草單位：舍弗勒（中國）有限公司、國家風電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（江蘇）、新疆金風

科技股份有限公司、南京安維士傳動技術(shù)股份有限公司、中國廣核新能源有限公司、中國水電建設(shè)集團

新能源開發(fā)有限公司、國家電投集團江蘇新能源有限公司、中廣核新能源投資（深圳）有限公司江蘇分

公司、浙江運達風電股份有限公司、中國質(zhì)量認證中心、中國船級社認證公司上海分公司、鄭州奧特科

技有限公司。

本文件主要起草人：唐瑜、孫同金、李祎文、葉霖、寧巧珍、吳偉強、董禮、張立鵬、蘇俊、楊金

寶、張鋒、陳向科、閆佳飛、黃春亮、魏來、羅勇水、王英博、顏廷俊、趙大平。

II

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風力發(fā)電機組主傳動鏈滾動軸承運行及維護規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了風力發(fā)電機組主傳動鏈滾動軸承運行及維護相關(guān)的人員要求、運行要求、維護要求以

及文檔和記錄要求。

本文件適用于陸上和海上風力發(fā)電機組主傳動鏈軸承的運行及維護。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.53電工術(shù)語風力發(fā)電機組

GB/T25385-2019風力發(fā)電機組運行及維護要求

GB/T37424-2019海上風力發(fā)電機組運行及維護要求

GBZ188-2014職業(yè)健康監(jiān)護技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

GB/T2900.53界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

主傳動鏈滾動軸承maindrivetrainrollingbearings

應用于風力發(fā)電機組主傳動鏈上從主軸動力輸入端到發(fā)電機端之間所有滾動軸承的總和。

注：包括主釉軸承、發(fā)電機軸承，如主軸和發(fā)電機之間采用增速機構(gòu)，則主傳動鏈滾動軸承還包括主齒輪箱軸承。

4人員要求

4.1通用要求

參與風力發(fā)電機組主傳動鏈軸承的維護人員應滿足如下要求：

—身體健康并經(jīng)企業(yè)認可的具備體檢資質(zhì)的機構(gòu)按照相關(guān)標準要求進行體檢，無妨礙從事機組

運行及維護工作的病癥。電工作業(yè)、高處作業(yè)維護人員應滿足GBZ188-2014第9章的要求；

一必須接受專業(yè)的作業(yè)培訓，作業(yè)資質(zhì)應滿足GB/T25385-2019第4.1章節(jié)的要求；

——宜持有登高證、電工證，海上作業(yè)時應持有相關(guān)證件（包括海上求生、現(xiàn)場急救、高處作業(yè)

和限制空間應急救援等）。

42運行及維護要求

掌握主傳動鏈軸承的運行及維護工藝、工序、拆裝方法和質(zhì)量標準。

掌握主傳動鏈軸承運行及維護設(shè)備、工具的使用方法,掌握對一般故障的判斷和處理方法。

1

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5運行要求

5.1運行監(jiān)測要求

5.1.1在線監(jiān)測要求

風電機組已安裝能夠監(jiān)測主傳動鏈軸承運行狀態(tài)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測的內(nèi)容應包括：

一一軸承的狀態(tài)：振動、溫度、轉(zhuǎn)速、載荷、過電流；

一一密封的狀態(tài)：密封的磨損接觸情況，軸承內(nèi)外部之間的濕度差；

——潤滑的狀態(tài)：水分、顆粒物、老化狀態(tài)、油壓、油溫、油位。

5.1.2離線監(jiān)測要求

未安裝狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的風電機組，維護人員應定期攜帶離線監(jiān)測設(shè)備進行維護檢測或者通過采樣下

架檢測，應能夠監(jiān)測主傳動鏈軸承的運行狀態(tài)，監(jiān)測的內(nèi)容應包括：

——軸承的狀態(tài)：采用離線振動監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測振動、采用麥克風陣列和傳感器陣列監(jiān)測噪音源及

振動源、采用熱成像儀監(jiān)測溫度梯度分布、采用紅外測溫儀監(jiān)測溫度、采用手持式轉(zhuǎn)速計監(jiān)

測轉(zhuǎn)速、采用內(nèi)窺鏡檢查軸承滾子和滾道；

——密封的狀態(tài)：目檢軸承及周邊密封的外觀及磨損接觸情況；

——潤滑的狀態(tài)：采樣并下架送專業(yè)實驗室，檢測分析潤滑劑（含潤滑脂及潤滑油）的老化、水

分、顆粒物、化學成分、滴點、油皂比、油的清潔度、添加劑的有效性等。

5.2運行狀態(tài)評估

應對主傳動鏈軸承的運行狀態(tài)有精確而長期的監(jiān)測，主傳動鏈軸承正常運行溫度應符合整機制造廠

商的要求。主傳動鏈軸承的典型運行狀態(tài)評估結(jié)果和措施可參考附錄A。

6維護要求

6.1定期維護要求

常規(guī)的預防性維護保養(yǎng)應包括定期維護項目，所有的主傳動鏈軸承均應檢查。定期維護項目的在線

監(jiān)測要求應符合5.1.1,離線監(jiān)測要求應符合5.1.2。

定期維護項目及要求參見附錄B。定期維護過程中，維護人員應攜帶相應的監(jiān)測和檢查設(shè)備至現(xiàn)場，

對傳動鏈軸承進行詳細的檢查，并記錄數(shù)據(jù)。當現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)軸承有異常狀態(tài)，應由技術(shù)部門出具檢查分析

報告，報告中應包含當前狀態(tài)、處理措施建議、風險提示、運維建議等內(nèi)容。

6.2潤滑周期及量

陸上風力發(fā)電機組主傳動鏈軸承潤滑周期及量應符合GB/T25385-2019附錄A的要求，主軸承潤滑宜

采用可實時在線監(jiān)測的自動加脂系統(tǒng)或定時定量自動加脂系統(tǒng)。

海上風力發(fā)電機組主傳動鏈軸承潤滑周期及量應符合GB/T37424-2019附錄B的要求，主軸承潤滑宜

采用可實時在線監(jiān)測的自動加脂系統(tǒng)或定時定量自動加脂系統(tǒng)。

6.3安裝與拆卸要求

2

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6.3.1通用要求

拆卸方法針對需要保護性拆卸的軸承，應采用6.3.2的方法或其他更優(yōu)方法。安裝方法針對所有軸

承，應采用6.3.2、6.3.3、6.3.4、6.3.5的方法或其他更優(yōu)方法。

6.3.2機械方法

針對軸承套圈為間隙、過渡、較小過盈配合，宜采用機械方法來安裝和拆卸。

維護人員應采用合適的機械工具或設(shè)備來完成普通拉拔力的軸承安裝或拆卸，安裝的外力是通過幾

何鎖緊效應來傳導，但安裝的過程需要避免安裝外力直接傳導到滾動體和滾道上。

6.3.3液壓方法

針對軸承套圈為過盈配合，宜采用液壓方法來安裝軸承。

針對有油槽和油孔設(shè)計的軸承，宜采用液壓方法來拆卸軸承。

維護人員應采用合適的液壓工具或設(shè)備來實現(xiàn)高拉拔力的軸承安裝或拆卸，以便精確、安全便捷的

完成操作。

6.3.4加熱方法

維護人員應采用合適的加熱工具或設(shè)備來完成與軸或軸承座為緊配合的軸承的安裝或拆卸，加熱設(shè)

備的加熱溫度應可控制.加熱過程中，軸承的加熱溫度不應超過+110攝氏度，如需更高溫度，應與整機

制造廠商及軸承廠商確認。

6.3.5中頻感應加熱方法

維護人員應采用中頻感應加熱裝置來實現(xiàn)中到大型尺寸的軸承的安裝和拆卸。柔性設(shè)計的感應線纜

可纏繞在零部件的外側(cè)、內(nèi)孔或端面進行快速局部加熱，適合在現(xiàn)場進行軸承的安裝和拆卸。

6.4更換要求

6.4.1通用要求

軸承拆卸后，應與整機制造廠商及軸承廠商協(xié)商并優(yōu)先選擇其確認的軸承型號，有助于最新技術(shù)的

應用，從而實現(xiàn)更高可靠性的修復方案。

當無法獲得整機制造廠商及軸承廠商的技術(shù)支持，應采用原廠同型號的軸承。

因批量失效以及停產(chǎn)等原因?qū)е碌妮S承更換，應考慮其他能夠給出解決方案的整機制造廠商及軸承

廠商，同時應與整機制造廠商協(xié)商并采用其推薦的解決方案。

6.4.2返廠失效分析

維護過程中發(fā)現(xiàn)有異常狀態(tài)的軸承可由整機制造廠商及軸承廠商給予評估及建議。判定為失效的軸

承，應進行失效原因分析并進行有針對性的維護及更換，避免相同原因?qū)е碌闹貜褪А?/p>

6.4.3備件

應根據(jù)軸承運行及維護狀態(tài)評估情況，制定備件的采購和更換計劃，在下次維護時候進行更換?；?/p>

于軸承狀態(tài)評估結(jié)果的備件計劃應參見附錄C。

7文檔和記錄要求

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7.1運行及維護文件和記錄要求

主傳動鏈軸承運行及維護文件應包括下列內(nèi)容：

―機組啟動和停機操作程序；

——機組子系統(tǒng)及其運行描述；

——根據(jù)具體的維護作業(yè)內(nèi)容（包含潤滑和螺栓檢查），定義明確的周期、作業(yè)方法、要求、防

護器具、程序及風險等；

----檢查報告；

——維護作業(yè)記錄單：

—驗收記錄單。

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附錄A

（資料性）

典型運行狀態(tài)評估結(jié)果和措施

A.1故障特征頻率

根據(jù)軸承的幾何參數(shù)、滾動體數(shù)量和軸承轉(zhuǎn)速，按公式（A.1）、（A.2）、（A.3）、（A.4）分別

計算出軸承保持架、滾動體、外圈、內(nèi)圈的故障特征頻率，單位為赫茲（Hz）：

「保持架設(shè)摩特在好=短x[1—￡Xcosa].................................................（A.1）

2

于滾動體故障特征頻率=懸X忒X1-仔）Xcos2a.................................（A.2）

f外圈頻故障特征率~NnumXf保持架故障特征頻率.................................................（A3）

f內(nèi)圈頻故障特征率=NnumX（而一f保持架故障特征頻率）.....................................（A4）

式中：

N---軸承轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分鐘（rpm）；

D,――滾動體直徑，單位為毫米（mm）；

DP——節(jié)圓直徑，單位為毫米（mm）；

a——接觸角，單位為度（°）；

Nnum——滾動體數(shù)量，單位為個（PCS）。

A.2滾動軸承四個失效階段的檢測

A.2.1第一階段

在該階段，由于缺乏潤滑或軸承輕微損傷，軸承的振動幅值非常小，但頻率非常高，可能超過

10kHz（見圖A.1）。此時通過傳統(tǒng)的頻譜和時域波形可能無法檢測到故障，而通過包絡(luò)解調(diào)、沖擊脈沖和

脈沖能量等高頻技術(shù)可以檢測該階段的故障。

如該階段發(fā)現(xiàn)軸承存在問題，可首先檢查軸承潤滑脂是否不足，如不足則及時進行補充。同時檢查

潤滑脂是否有異常。

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第一階段：超高頻

超聲浪沖擊脈沖,4Hs.峰值能量.包絡(luò)

0Hz1kHz5kHz40kHz

圖A.1滾動軸承失效的第一階段

A.2.2第二階段

隨著軸承故障的發(fā)展，軸承表面的損傷進一步加劇（見圖A.2）,該階段包絡(luò)解調(diào)等高頻技術(shù)比第

一階段更容易檢測出故障（見圖A.3）,但通過線性速度譜很難發(fā)現(xiàn)故障，而通過速度譜的對數(shù)形式或

者加速度譜則會提高成功判斷的可能性。

如軸承故障發(fā)展到該階段，則需要盡早全部更換潤滑油脂。在條件允許的情況下，可對軸承進行清

洗，防止軸承內(nèi)的雜物造成軸承的加速磨損。

圖A.2軸承表面的損傷

第二階段：高頻

包絡(luò).解調(diào)和加速度譜

圖A.3滾動軸承失效的第二階段

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A.2.3第三階段

當軸承故障發(fā)展到第三階段時，損壞就更嚴重了，如果把軸承移走，就可以用肉眼明顯的看到損傷。

該階段除了時域波形（速度或加速度）和高頻技術(shù)（包絡(luò)解調(diào)、峰值、沖擊脈沖和峰值能量）之外，速

度譜也可以用來探測故障。

如果損傷是在軸承的外圈上（見圖A.4）,那么每次滾動體接觸到損傷的區(qū)域時，就會產(chǎn)生沖擊，

沖擊振幅基本是恒定的，此時沖擊應在時域波形中可見，高頻處的振幅比之前更大。通過包絡(luò)譜可見外

圈故障特征頻率（BPFO）及其倍頻（見圖A.5）o

圖A.4軸承外圈的損傷

第三階段：中頻

包結(jié)譜分析.外網(wǎng)潦道損傷

圖A.5滾動軸承外圈失效的第三階段

如果損傷是在內(nèi)圈上（見圖A.6）,那么每次滾動體接觸到損壞區(qū)域時都會產(chǎn)生沖擊，當損傷區(qū)域

在承載區(qū)時，振幅最大。從包絡(luò)譜中可見內(nèi)圈故障特征頻率（BPFI）及其倍頻，同時可能會伴有1倍頻

的邊帶（見圖A.7）。

7

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圖A.6軸承內(nèi)圈的損傷

第三階段：中頻

包絡(luò)譜分析內(nèi)圈滾道損傷

圖A.7滾動軸承內(nèi)圈失效的第三階段

如果損傷是在滾動體上（見圖A.8）,那么每次損傷區(qū)域與內(nèi)圈或外圈接觸時都會產(chǎn)生沖擊，當損

傷的滾動體在承載區(qū)時，振幅最高。從包絡(luò)譜中可見滾動體故障特征頻率（BSF）及其倍頻，同時可能

會有保持架的邊頻帶（見圖A.9）。

圖A.8軸承滾動體的損傷

8

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第三階段：中頻

圖A.9滾動軸承滾動體失效的第三階段

在該階段如果正確設(shè)置濾波器的濾波頻帶和正確安裝加速度傳感器，通過包絡(luò)解調(diào)、沖擊脈沖和峰

值能量可能會找到軸承的故障特征頻率。

如軸承故障發(fā)展到該階段，則需要經(jīng)常更換油脂，同時加大對軸承的振動檢測頻率，在條件允許的

情況下，對軸承進行實時檢測，以防突發(fā)重大事故。

A.2.4第四階段

當軸承故障達到第四階段時，軸承已嚴重損壞（見圖A.10）,應立即更換。之前計算的軸承故障特

征頻率由于軸承幾何形狀的改變而改變，此時之前的非同步諧波和邊頻帶會消失，本底噪音會增大，沖

擊脈沖等檢測方法的準確率則會下降。當軸承的間隙由于磨損而增大時，就會看到松動的跡象即1倍頻

及其諧波頻率很明顯（見圖A.11）。在該階段，隨著軸承狀況的進一步惡化，沖擊的周期性消失，高頻

不再產(chǎn)生，包絡(luò)譜的本底噪音會上升并吞噬峰值，高頻技術(shù)檢測效果會越來越差。此時軸承的振動幅值

整體大幅增加，通過速度譜也可以清楚地看出故障。

圖A.10軸承滾道嚴重損壞

第四階段：低頻

包絡(luò)譜分折：外88流道檢傷

0Hz500Hz1kHz10kHz20kHz40kHz

圖A.11滾動軸承滾動體失效的第四階段

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附錄B

（規(guī)范性）

定期維護項目及要求

定期維護項目及要求見表B.1。

表B.1定期維護項目及要求

頻次/檢驗要求推薦

序號檢驗項目

重要性現(xiàn)場檢驗要求檢驗報告設(shè)備

離線加

-軸承傳感器測點確定，對軸速度振

根據(jù)振動信息進行分析

主軸承動測量

承振動信息從軸向和徑向進并提供分析報告；

振動、電ab設(shè)備；

1半年行采集；根據(jù)軸承電氣特性測試

氣特性檢軸承電

數(shù)據(jù)進行評估，并提供分

測-安裝軸電流（軸電壓、局部氣特性

析報告。

放電）監(jiān)測設(shè)備。監(jiān)測設(shè)

備

-測量軸承及周邊結(jié)構(gòu)溫度，

檢查運行過程中的長期溫度分析軸承溫度信息，并提包含溫

主軸承供分析報告；濕度傳

在線趨勢。

2溫度、濕通過對比濕度差異，分析感器的

監(jiān)測，

度檢測-分別在軸承空腔內(nèi)和機艙密封系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并提狀態(tài)監(jiān)

內(nèi)安裝濕度儀，實時采集濕度供分析報告。測系統(tǒng)

信息。

檢查是否有油脂泄露，油脂顏

檢測油脂中水分，顆粒物油脂采

主軸承色，提取軸承內(nèi)部的油脂。對

3一年ab以及老化狀態(tài)，并提供分集、清洗

油脂檢測存在顆粒物的油脂應進行清

析報告。設(shè)備

洗，并填充新的油脂。

檢測密封磨損（脫落、斷裂、

主軸承評估密封的運行狀況，并

4半年,磨損染色油脂）情況，每5年無

密封檢測提供分析報告。

至少更換一次。

主軸承鎖

用塞尺確認鎖緊螺母和密封根據(jù)檢測情況提供分析

5緊螺母檢半年a塞尺

圈軸向間隙。結(jié)果。

測

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表B.1（續(xù)）

頻次/檢驗要J及推薦

序號檢驗項目

重要性現(xiàn)場檢驗要求檢驗報告設(shè)備

主釉承確認是否具備測量條件，打開根據(jù)內(nèi)窺鏡照片判斷軸

6內(nèi)窺鏡檢兩年11端蓋，對軸承滾動體和套圈滾承的運行狀況，并提供內(nèi)窺鏡

測道進行檢查。分析報告。

聲源定位通過麥克風陣列設(shè)備鎖定聲源分析確認聲源的位置，麥克風

7兩年、

檢測位置。并梃供分析報告。陣列

根據(jù)軸承整圈的振動信振動傳

傳感器陣通過布置傳感器陣列形式對軸

8兩年“息分析出最大振動的區(qū)感器陣

列檢測承整圈的振動信息進行采集。

域，并提供分析報告。列

主齒輪箱

軸承狀態(tài)

主齒輪箱內(nèi)軸承進行內(nèi)窺鏡檢根據(jù)內(nèi)窺鏡檢查的軸承

9檢查和評半b內(nèi)窺鏡

查。狀態(tài)，并提供分析報告。

估/內(nèi)窺

鏡檢查

包含振

主齒輪箱

振動數(shù)據(jù)分析，評估軸動測量

軸承振動在線采集主齒輪箱振動數(shù)據(jù)；

10承狀態(tài)，出具專業(yè)的振設(shè)備的

數(shù)據(jù)采集監(jiān)測b初步的數(shù)據(jù)分析及診斷。

動分析報告。狀態(tài)監(jiān)

及分析

測系統(tǒng)

檢查主齒輪箱潤滑油油位狀

態(tài)；

檢查主齒輪箱透氣帽內(nèi)干燥劑

狀態(tài)，維護周期等；

檢查油品更換記錄，是否有漏

油記錄等；

根據(jù)相關(guān)檢查情況，提

半年b檢查強制潤滑系統(tǒng)的潤滑油過無

供分析報告。

濾網(wǎng)更換情況；

主齒輪箱

檢查有監(jiān)測的主齒輪箱軸承的

11潤滑油狀

溫度記錄，是否有高溫報警情

態(tài)評估

況；

檢查與主齒輪箱軸承潤滑相關(guān)

的維修或更換記錄。

化學分

析設(shè)備，

對油樣進行分析，并出

一年卜潤滑油取樣。如：紅外

具分析報告

光譜儀

等

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表B.1（續(xù)）

頻次/檢驗要求推薦

序號檢驗項目

重要性現(xiàn)場檢驗要求檢驗報告設(shè)備

為避免

-手動運行集中潤滑系統(tǒng)，檢查

補充潤

系統(tǒng)的運行狀態(tài)。若發(fā)生運行

滑脂時，

故障，及時查找原因并進行維

潤滑泵

修或更換。

油箱內(nèi)

-查看集中潤滑系統(tǒng)的潤滑泵

混入空

單元、分配器以及連接管路有

集中潤滑氣或雜

無泄漏或損壞，尤其要注意管

12系統(tǒng)運行半年"無質(zhì)，應采

線套管磨損情況。保證潤滑泵

檢查用電動

的接線狀況良好，泵、分配器

加油機

間的管路連接牢靠。如發(fā)現(xiàn)泄

通過潤

漏或損壞應立即維修或更換相

滑泵的

應部件。

加油口

-風機定期維護時，補充潤滑泵

補充潤

潤滑脂至上限。

滑脂。

抽檢比例應不低于20%,如有異常則抽檢比例應不低于30%,

有異常報警應立即檢查。

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附錄C

（規(guī)范性）

基于軸承狀態(tài)評估結(jié)果的備件計劃

基于軸承狀態(tài)評估結(jié)果的備件計劃可參考表C.1。

表C.1基于軸承狀態(tài)評估結(jié)果的備件計劃

多物理量的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)常規(guī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)無狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

類別（帶傳感器的智能軸承+（無傳感器軸承+風機帶（無傳感器軸承+風機無

風機帶狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)）狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)）狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)）

對于安裝了帶傳感器的智

對于無傳感器軸承，但帶狀

能軸承，并且?guī)顟B(tài)監(jiān)測系

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