機(jī)械故障診斷技術(shù)7-滾動(dòng)軸承故障診斷-wenkub.com
2025-08-12 22:20 本頁(yè)面
【正文】 綜合此事件所獲得的經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)峭度指標(biāo)異常升高 ，軸的轉(zhuǎn)頻幅值也有很大的增加，同時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)頻的高階次諧頻。 ?吐絲機(jī) II軸有松動(dòng)故障特征是由于在頻域圖中 II軸轉(zhuǎn)頻 (基頻 )及其 7倍頻幅值在 3月份較小，到 5月份都有較大增長(zhǎng)，與松動(dòng)故障很吻合，尤其在軋小規(guī)格鋼 (10mm鋼以下 )的時(shí)候更為突出。,比 5月 9日幅值又有所上升，說(shuō)明吐絲機(jī) II軸軸承已嚴(yán)重?fù)p壞，從而導(dǎo)致 II軸軸頻幅值持續(xù)上升。 這個(gè)時(shí)間距軸承破碎還有 40多天，而且頻譜圖上已有極明顯的故障征兆。 序號(hào) 故障信號(hào)頻率 (Hz) 計(jì)算特征頻率 (Hz) 振幅 絕對(duì)誤差 （ Hz） 相對(duì)誤差 % 可信度 % 故障部位及 性質(zhì)分析 1 90 II軸軸頻 2 90 2 II軸軸頻 3 100 3 II軸軸頻 4 100 5 II軸軸頻 5 90 7 II軸軸頻 2． a35測(cè)點(diǎn)峰值明顯上升時(shí)的時(shí)域波形及頻譜圖 (軋 鋼 ) 圖 7－ 32 吐絲機(jī) 06年 4月 25日 4： 00時(shí)域和頻域波形圖 特征頻率表 2 特征頻率表 2（圖 7－ 32 軋 ： 1052r/min） 吐絲機(jī) a35測(cè)點(diǎn) 譜圖數(shù)據(jù) ) 圖 7－ 32顯示為吐絲機(jī) 4月 25日 4： 00的時(shí)域和頻域波形圖，吐絲機(jī) II軸（高速軸）軸頻幅值為 178。 0510152025數(shù)值日期吐絲機(jī)水平測(cè)點(diǎn)峭度趨勢(shì)a35圖 7－ 29 峭度指標(biāo)趨勢(shì)圖 二、頻域指標(biāo)趨勢(shì)分析 1．軋 II軸軸頻幅值趨勢(shì)圖 由圖 7－ 30可見，在 2～ 6月份軋 ，吐絲機(jī) II軸軸頻幅值在 4月 24日之前維持在 ， 4月 24日開始上升，達(dá)到 ，到 5月 6日 達(dá)到 ，此后到 6月 27日之間一直維持在 ， 6月 6日最高達(dá)到 ，說(shuō)明吐絲機(jī)在 4月 24日（ ）時(shí)已有故障隱患了，到 5月 6日幅 值發(fā)生突變，增大了 20多倍，說(shuō)明此時(shí)吐絲機(jī)軸承已經(jīng)損壞了。以上）。所以將各項(xiàng)時(shí)域監(jiān)測(cè)指標(biāo)列舉分析如下： 一、時(shí)域指標(biāo)趨勢(shì)分析 (1) a35測(cè)點(diǎn)峰值趨勢(shì)圖 由圖 7－ 27可見，在 2～ 6月份軋 Ф ，吐絲機(jī) a35測(cè)點(diǎn)時(shí)域峰 值從 4月 13日（ 50 m/s178。 圖 7－ 25 軸承內(nèi)圈斷裂 圖 7－ 26 吐絲機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 7． 4 滾動(dòng)軸承故障診斷案例 ? 實(shí)例 4： 2022年 6月 27日，安陽(yáng)鋼鐵公司高速線材軋制線上的吐絲機(jī) Ⅱ 軸發(fā) 生軸承碎裂事故，被迫停產(chǎn)檢修。 圖 7－ 22 高線精軋機(jī)齒輪箱傳動(dòng)鏈圖 頻譜圖分析 圖 7－ 23 增速箱 12月 15日時(shí)域振動(dòng)波形 圖 7－ 24 增速箱 12月 15日頻譜圖 在圖 7－ 23增速箱時(shí)域振動(dòng)波形圖中可以明顯看到高頻沖擊現(xiàn)象 ， 并且相對(duì) 0位線偏向上方 。 圖 7－ 15 12月 28日譜圖錐箱 I軸轉(zhuǎn)頻 58Hz幅值為 m/s2 圖 7－ 17 1月 2日譜圖錐箱 I軸轉(zhuǎn)頻 58Hz幅值為 m/s2 圖 7－ 18 1月 4日譜圖錐箱 I軸轉(zhuǎn)頻 58Hz幅值為 m/s2 數(shù)據(jù)分析 表 7－ 2 數(shù)據(jù)分析表 （測(cè)量轉(zhuǎn)速 1088rpm；推導(dǎo)轉(zhuǎn)速 ） 從 2022年 12月 28日的頻譜圖到 2022年 1月 4日的頻譜圖，可以看到 1 軸轉(zhuǎn)頻的振幅上升了 7倍，而且頻域圖形中出現(xiàn)很多諧波并向上漂起， 時(shí)域圖形越來(lái)越混亂，呈很強(qiáng)的非對(duì)稱形態(tài)。開箱后發(fā)現(xiàn) 1軸MRC—7126 KRD4S軸承損壞。 2．頻域信號(hào)有如下特征： a）出現(xiàn) 26精軋機(jī)錐箱 I軸的轉(zhuǎn)頻（同時(shí)也是該軸軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)頻率）及大量諧波，達(dá) 5000Hz以上，這是典型的部件松動(dòng)特征。圖 7－ 10為高線軋機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。 在滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析中，由于存在著明顯的調(diào)制現(xiàn)象，并在頻譜圖中形成不同族的調(diào)制邊帶。這是由于各運(yùn)動(dòng)件在力的相互作用下各自形成特有的通過(guò)頻率，并且相互疊加與調(diào)制，因此在頻譜圖上則形成多族諧波成分，如用倒頻譜則較易于識(shí)別。 但是這并不意味，常規(guī)的 FFT信號(hào)分析技術(shù)對(duì)滾動(dòng)軸承的故障診斷束手無(wú)策。 且在 。需要說(shuō)明的是，各種特征頻率都是從理論上推導(dǎo)出來(lái)的，而實(shí)際上，由于軸承的各幾何尺寸會(huì)有誤差，加上軸承安裝后的變形， FFT計(jì)算誤差等因素，使得實(shí)際的頻率與計(jì)算所得的頻率會(huì)有某些出入，所以在頻譜圖上尋找各特征頻率時(shí)，需在計(jì)算的頻率值上找其近似的值來(lái)做診斷。圖 7—7(b)為經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波 后的頻譜圖，清楚地顯示出故障的特征頻 率，其中 (理論計(jì)算值為 )， 145Hz、 290Hz 和 436Hz是內(nèi)圈的間隔頻率及其諧波。這個(gè)包絡(luò)波形就把高頻成分和其他機(jī)械干擾頻率剔除掉了，成為純低頻的周期波，波的周期 T仍與原始沖擊頻率相對(duì)應(yīng)，然后把包絡(luò)波作為新的振動(dòng)波形進(jìn)行頻譜分析，在頻譜圖上可以清楚地顯示出沖擊頻率及其諧波成分，如圖 (e)所示。 圖 (b)是脈沖信號(hào)由傳感器接收后，經(jīng)過(guò)電子高頻諧振器諧振，就產(chǎn)生了一組組共振響應(yīng)波。 圖 7—6 共振解調(diào)法的信號(hào)變換過(guò)程 滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析方法 4 ?5．共振解調(diào)法 ? 共振解調(diào)法也稱為包絡(luò)檢波 頻譜分析法，目前滾動(dòng)軸承故障 診斷中最常用的方法之一。 在沖擊脈沖技術(shù)中，所測(cè)信號(hào)幅值的計(jì)量單位是 dB。它的優(yōu)勢(shì)在于能提供早期的故障預(yù)報(bào)。測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度即使變動(dòng)，對(duì)示值也不會(huì)產(chǎn)生多大影響。峰值系數(shù)進(jìn)行診斷的最大特點(diǎn)，是由于它的值不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的影響。但這對(duì)具有瞬間沖擊振動(dòng)的異常是不適用的。 監(jiān)測(cè)超高頻段則采用超聲波傳感器，將聲發(fā)射信號(hào)檢出并放大。超高頻段位于 Ⅲ 區(qū)，它們是軸承內(nèi)微裂紋擴(kuò)張所產(chǎn)生的聲發(fā)射超聲波信號(hào)。軸承的故障信號(hào)分布在三個(gè)頻段，圖中陰影部分。傳感器的安裝部位往往選擇軸承座部位，并按信號(hào)傳動(dòng)的方向選擇垂直、水平、軸向布置。 由于軸的空間位置波動(dòng) ， 也必然影響齒輪等零件的振動(dòng) 。 對(duì)于轉(zhuǎn)軸上的零件為齒輪等非轉(zhuǎn)子類零件的軸而言 ， 其動(dòng)不平衡量是不隨時(shí)間變化的 。 由于這些振動(dòng)具有更強(qiáng)的能量 ， 軸承早期缺陷所激發(fā)的微弱周期性脈沖信號(hào)往往淹沒(méi)在這些強(qiáng)振信號(hào)中 。 軸承元件的固有頻率取決于本身的 材料、結(jié)構(gòu)形式和質(zhì)量，根據(jù)某些資料 介紹，軸承元件的固有頻率在 20K～ 60K Hz的頻率段。用它計(jì)算的特征頻率值往往十分接近測(cè)量數(shù)值，所以在診斷前總是先算出這些值，作
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