狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)第六章滾動軸承診斷(編輯修改稿)
2024-12-02 04:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 峰度測量法 有兩種很近似的測量尖峰度的技術(shù)：波峰因素和峭度。 波峰因素： Fc=Amax/Arms 式中 Amax振動瞬時最大值； Arms振動測量某樣本的均方根值； X任意時刻的振幅值； χ （上標(biāo) ） 平均值； p(x)χ 值的概率密度函數(shù)； σ χ 值的標(biāo)準(zhǔn)離差。 波峰因素和峭度所提供的數(shù)量是一個不斷變化著的量。圖 66所示為波峰系數(shù)隨故障發(fā)展而變化的趨勢。特別要提出來的是軸承的初始狀態(tài)和其最壞狀態(tài)的 Amax， Arms 兩者比值卻沒有太大的差別。最初，即在圖中第 I階段，峰值和均方根值相比是一常數(shù)，其值大約為 5。當(dāng) 局部故障發(fā)展時，即進(jìn)入第 II 階段，峰值水平顯著地增加，隨之達(dá)到某一極限值，起始時，均方根值水平僅有小小的波動，兩者的比值也隨之增大，最高時，此值約為 10左右，稍后均方根值隨故障擴展也逐漸增高當(dāng)達(dá)到接近軸承壽命終了時，即圖中第三階段，此時波峰因數(shù)會逐漸下降，其值與它的初始比值趨于相等。 用振動波峰因素檢測軸承異常情況最大特點是由于波峰因素不受振動信號絕對水平值影響，因此與傳感器和放大器的靈敏度無關(guān)。而且測定數(shù)據(jù)簡單，數(shù)據(jù)整理也容易，但它僅適用于檢測滾動面的剝落與裂紋損傷，而不適用于表面粗糙度和磨損的檢測。 3． 頻率分析法 軸承振動信號經(jīng) FFT 后轉(zhuǎn)換到頻域，建立振動信號的頻譜，然后進(jìn)行頻譜分析。如果在譜圖中出現(xiàn)了公式（ 63） （ 66）所描述的特征頻率成分時，就被認(rèn)為對應(yīng)的各軸承元件有缺陷存在。圖 67為某軸承振動信號的頻域描述，即頻譜。根據(jù)頻譜分析，可以進(jìn)行故障的分析 及診斷。該例的分析及診斷的結(jié)果列于表 61。 表 61 軸承的振動分析 頻率成分 激發(fā)頻率 故障說明 理論值 Hz 實際值 Hz 保持架回轉(zhuǎn)頻率 大約為 2 倍保持架回轉(zhuǎn)頻率 保持架不規(guī)則 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率 50 轉(zhuǎn)子不平衡 外座圈 外座圈不規(guī)則 滾動體 380 大約為 滾動體，元件故障 當(dāng)其他零件產(chǎn)生了干擾噪聲，且其振動頻率又極其逼近時，就會產(chǎn)生干擾作用，該干擾信號妨礙了對被測軸承進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與判斷。對此類問題，同樣可采用上述的同步信號平均法來分離信號，使被測信號的信噪比得到一定的改善。圖 68表示了圖 67 的信號，經(jīng)過同步平均后的振動頻譜。經(jīng)過同步平均后，其被測特征頻率清楚地顯示出來了。 4． 包絡(luò)分析法 軸承運轉(zhuǎn)時，軸承的某一零件表面上的蝕坑與別的零件的接觸會產(chǎn)生一系列的高頻脈沖，其脈沖間隔，即脈沖的重復(fù)速率就是指示故障部位的重要信息。由于重復(fù)速率能量較低，容易被背景噪聲所淹沒，所以從原始信號中尋找重復(fù)速率比較困難。一般采用下面兩種辦法來找出重復(fù)速率。 （ 1） 從滾動軸承某元件共振區(qū)高頻部份中找出其諧波間隔，稱為共振解調(diào)法； （ 2） 從包 絡(luò)信號中找出基波頻率。 這里簡單地介紹第（ 2）種包絡(luò)分析法： 實現(xiàn)包絡(luò)分析的步驟如下： （ 1） 將信號通過適當(dāng)?shù)膸V波器，以衰減其背景噪聲； （ 2） 求得由脈沖序列引起的包絡(luò)線，即進(jìn)行希爾伯特變換，構(gòu)成以該脈沖信號為基礎(chǔ)的某個復(fù)變函數(shù)。 （ 3） 對低頻區(qū)域中的頻率，分析其包絡(luò)線，檢出重復(fù)頻率。 設(shè)實測信號為 x(t)，經(jīng)希爾伯特變換，獲得其變換對 目前許多 FFT分析儀，如 B/K2034 都具有該種功
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