滚动轴承齿轮和电气故障培训教材.ppt

滚动轴承早期故障症状图1–由于缺陷引起的冲击频率等于滚动体数xRPM。图2:产生两个频率。与FFT图有关的装配轴承共振频率和与包络图有关的冲击频率。轴承缺陷中转动件早期故障的症状:1、即使在轴承缺陷的早期,也可能产生与与摩擦或冲力有关的高频振动。2、轴承的缺陷产生的冲击信号最早出现在包络图频谱中(Fig3)。 3、包络信号包括gSE(IRD),HFD(SKF),ESP(DI),Peakvue(CSI),振动脉冲等。4、采集的信号将包括有一定间隔的冲击脉冲,这相当于故障频率。5、在故障早期,时域图比速度或加速度频谱更适合作为分析工具。6、图3和图4说明了两种“典型的”图(,),说明轴承故障在早期的特征。图3表示的是冲击频率的包络图。最大峰值是:1x故障频率。图4–速度FFT谱–说明轴承的“状态”(即它的损伤程度)。 故障频率在早期的谐波振幅很小(甚至不容易注意到)。在早期的速度或加速度FFT中,没有典型的1x故障频率的峰值。为了分析,跟踪轴承故障频率(正如包络图中观察到的一样)并使用谐波来排列出最高的频率峰值。图4典型的速度FFT说明轴承早期故障。在早期振幅可能非常小。应该注意的是加速度频率将比速度频率更清楚到展现高频峰值。图3典型的包络图说明轴承故障频率的影响图5–比较峰值(125dB),噪声干扰级(~102dB)。差别12dB以上,应该观察轴承来确定轴承的损坏速度。注意左上角的Scale(dB)。测量冲击力强度(轴承损坏速度)可以通过重新缩放包络图比例来获得dB(对数测量)并和背景噪声干扰级比较轴承缺陷峰值频率(图5)。图1、典型的包络图说明在轴承缺陷频率处有冲击。振幅可能减小,同时轴承状态变得更糟糕。图2典型的速度FFT说明早期的轴承缺陷。早期振幅可能非常小。应该注意的是加速度频谱比速度频谱的高频峰值更清楚。滚动轴承延迟失效症状进一步监测轴承故障:在轴承故障的后期,明显的脉冲(冲击力)通常强度降低了,这是由于轴承部件磨损了。图2表示,速度频谱说明了轴承故障的进展特征。速度频谱上最后看见了1x的故障频率。背景噪声峰值继续增加,信号形状继续变形,这是由于轴承磨损,并且部件也趋于失效。速度FFT继续说明轴承的“状态”。轴承有多糟糕?现在更差了。前面的图3和图4说明在一个月后两个读数相等。 注意图3包络图中的改善。这是因为冲击力强度减小了。也要注意如图4速度FFT所示的,轴承的恶化。 与轴承频率有关的振幅明显增大(故障频率谐波)暗示轴承状态非常恶劣。前两页展示的是轴承故障如何在速度频谱和gSE频谱上的典型处理过程。但是轴承故障的形成还有很多途径。监测轴承故障有很多种有效的方法。包括使用加速度频谱,时域图和超声波噪声监测等(例如振动脉冲)。分析者必须能“感觉到”轴承正在出故障,并找到适当的监测方法适应这种需要。振动速度频谱包括:1)在速度和加速度FFT中,存在故障高频区。较宽的频率带能造成特殊频率辨认困难。故障高频区的频率范围取决于装配轴承的共振频率。2)轴承故障频率谐波明显(3x-10x故障频率)。形成的谐波哪部分最多,表明最大振幅取决于轴承的共振频率范围。3)低频谐波的形成(1x,2x)很少有甚至没有高频征兆。这可能容易与运行速度谐波混淆,但这非常异常-比前两种可能要少见。滚动轴承典型症状。在前两页的例子中,每一个都有所展现。有故障高频区,特殊的故障频率谐波,还有一些发生在1x故障频率(非常容易与3xrpm混淆,尤其是缺乏高频征兆的时候发生–这是可能的,尽管很少见)。当然相应的在加速度频谱上更趋于高频症状,这是因为在加速度频谱对低频振动不敏感。这很有利,除非你有3中讨论的不寻常的症状,这种情况下你几乎没有轴承故障的任何迹象。滚动轴承分析技术解释包络谱图–正如‘包络’章节所讨论的,包络谱图任一峰值的实际振幅都不如频谱相对于背景噪声的振幅那么重要,这意味了什么?你的分析器检测到的噪声级将对你看见的峰值振幅有很大的影响。不象速度,gSE(使用已知的单位)将被其它条件影响,例如轴承载荷和润滑程度等。润滑不良,甚至是缺乏润滑都将引起整个频率范围本底或背景噪声频谱。。振幅等级没有普通的规则–它们将随机器和环境改变。还需要其它的分析方法。使用包络频谱分析轴承状态有两个主要方法。它们是:1)在使用gSE频谱建立了冲击频率后,检查速度频谱中任一高频峰值(即使是振幅很小)。如果没有,继续。如果有一些高频故障,把跟踪器放在冲击频率上(即使是没有峰值)将谐波连接起来或建立某种联系,你就可以开始评价它的严重性。加速度频谱在实现这个目的比速度频谱更好。2)回到gSE频谱,将振幅单位定为dB。然后把这个故障频率峰值振幅和附近的背景噪声比较(周围的)。如果差值