異常旋轉(zhuǎn)音檢測(cè)分析是采用聽診法對(duì)軸承工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的分析方法。常用工具是木柄長(zhǎng)螺釘旋具,也可以使用外徑為20mm左右的硬塑料管。相對(duì)而言,使用電子聽診器進(jìn)行監(jiān)測(cè),更有利于提高監(jiān)測(cè)的可靠性。軸承處于正常工作狀態(tài)時(shí),運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輕快,無停滯現(xiàn)象,發(fā)生的聲響和諧而無雜音,可聽到均勻而連續(xù)的“嘩嘩”聲,或者較低的“轟轟”聲。異常聲響所反映的軸承故障如下。(1)軸承發(fā)出均勻而連續(xù)的“咝咝”聲,這種聲音由滾動(dòng)體在內(nèi)外圈中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生,包含有與轉(zhuǎn)速無關(guān)的不規(guī)則的金屬振動(dòng)聲響。一般表現(xiàn)為軸承內(nèi)加脂量不足,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。若設(shè)備停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng),特別是在冬季的低溫情況下,軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有時(shí)會(huì)發(fā)出“咝咝沙沙”的聲音,這與軸承徑向間隙變小、潤(rùn)滑脂工作針入度變小有關(guān)。應(yīng)適當(dāng)調(diào)整軸承間隙,更換針入度大一點(diǎn)的新潤(rùn)滑脂。(2)軸承在連續(xù)的“嘩嘩”聲中發(fā)出均勻的周期性“嗬羅”聲,這種聲音是由于滾動(dòng)體和內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)傷痕、溝槽、銹蝕斑而引起的。聲響的周期與軸承的轉(zhuǎn)速成正比。應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行更換。(3)軸承發(fā)出不規(guī)律、不均勻的“嚓嚓”聲,這種聲音是由于軸承內(nèi)落入鐵屑、砂粒等雜質(zhì)而引起的。聲響強(qiáng)度較小,與轉(zhuǎn)數(shù)沒有聯(lián)系。應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行清洗,重新加脂或換油。(4)軸承發(fā)出連續(xù)而不規(guī)則的“沙沙”聲,這種聲音一般與軸承的內(nèi)圈與軸配合過松或者外圈與軸承孔配合過松有關(guān)系。聲響強(qiáng)度較大時(shí),應(yīng)對(duì)軸承的配合關(guān)系進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修理。 軸承振動(dòng)對(duì)軸承的損傷很敏感,例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會(huì)在軸承及振動(dòng)測(cè)量中反映出來。所以,通過采用特殊的軸承振動(dòng)測(cè)量器(頻率分析器等)可測(cè)量出振動(dòng)的大小,通過頻率分布可推斷出異常的具體情況。測(cè)得的數(shù)值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同,因此需要事先對(duì)每臺(tái)機(jī)器的測(cè)量值進(jìn)行分析比較后確定判斷標(biāo)準(zhǔn)。 滾動(dòng)軸承故障的檢測(cè)診斷技術(shù)有很多種,如振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)、潤(rùn)滑油液分析檢測(cè)、溫度檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)等。在各種診斷方法中,基于振動(dòng)信號(hào)的診斷技術(shù)應(yīng)用最為廣泛,該技術(shù)分為簡(jiǎn)易診斷法和精密診斷法兩種。 在利用振動(dòng)對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行簡(jiǎn)易診斷的過程中,通常是要測(cè)得的振值(峰值、有效值等)與預(yù)先給定的某種判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,根據(jù)實(shí)測(cè)的振值是否超出了標(biāo)準(zhǔn)給出的界限來判斷軸承是否出現(xiàn)了故障,以決定是否需要進(jìn)一步進(jìn)行精密診斷。用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的判斷標(biāo)準(zhǔn)可大致分為三種:(1)絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn):是用于判斷實(shí)測(cè)振值是否超限的絕對(duì)量值;(2)相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn):是對(duì)軸承的同一部位定期進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè),并按時(shí)間先后進(jìn)行比較,以軸承無故障的情況下的振值為標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實(shí)測(cè)振值與該基準(zhǔn)振值之比來進(jìn)行診斷的標(biāo)準(zhǔn);(3)類比判定標(biāo)準(zhǔn):是把若干同一型號(hào)的軸承在相同的條件下在同一部位進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè),并將振值相互比較進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是在規(guī)定的檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上制定的標(biāo)準(zhǔn),因此必須注意其適用頻率范圍,并且必須按規(guī)定的方法進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)。適用于所有軸承的絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是不存在的,因此一般都是兼用絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)、相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)和類比判定標(biāo)準(zhǔn),這樣才能獲得準(zhǔn)確、可靠的診斷結(jié)果。 (1)振幅值診斷法。 這里所說的振幅值指峰值XP、均值X(對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)為半個(gè)周期內(nèi)的平均值,對(duì)于軸承沖擊振動(dòng)為絕對(duì)值處理后的平均值)以及均方根值(有效值)Xrms。 這是一種最簡(jiǎn)單、最常用的診斷法,它是通過將實(shí)測(cè)的振幅值與判定標(biāo)準(zhǔn)中給定的值進(jìn)行比較來診斷的。 - 峰值反映的是某時(shí)刻振幅的最大值,因而它適用于像表面點(diǎn)蝕損傷之類的具有瞬時(shí)沖擊的故障診斷。
- 均值用于診斷的效果與峰值基本一樣,其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)值較峰值穩(wěn)定,但一般用于轉(zhuǎn)速較高的情況(如300r/min以上)。
- 均方根值是對(duì)時(shí)間平均的,因而它適用于像磨損之類的振幅值隨時(shí)間緩慢變化的故障診斷。
(2)概率密度診斷法。 無故障滾動(dòng)軸承振幅的概率密度曲線是典型的正態(tài)分布曲線;而一旦出現(xiàn)故障,則概率密度曲線可能出現(xiàn)偏斜或分散的現(xiàn)象。 (3)峭度系數(shù)診斷法。 振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律的無故障軸承,其峭度值約為3。隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展,峭度值具有與波峰因數(shù)類似的變化趨勢(shì)。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無關(guān),主要適用于點(diǎn)蝕類故障的診斷。 (4)波形因數(shù)診斷法。 波形因數(shù)定義為峰值與均值之比(XP/X)。該值也是用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的有效指標(biāo)之一。 (5)波峰因數(shù)診斷法。 波峰因數(shù)定義為峰值與均方根值之比(XP/Xrms)。該值用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的優(yōu)點(diǎn)在于它不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及載荷的影響,也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化的影響。該值適用于點(diǎn)蝕類故障的診斷。通過對(duì)XP/Xrms值隨時(shí)間變化趨勢(shì)的監(jiān)測(cè),可以有效地對(duì)滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào),并能反映故障的發(fā)展變化趨勢(shì)。 - 當(dāng)滾動(dòng)軸承無故障時(shí),XP/Xrms,為一較小的穩(wěn)定值;
- 當(dāng)軸承出現(xiàn)了損傷時(shí),則會(huì)產(chǎn)生沖擊信號(hào),振動(dòng)峰值明顯增大,但此時(shí)均方根值尚無明顯的增大,故XP/Xrms增大;
- 當(dāng)故障不斷擴(kuò)展,峰值逐步達(dá)到極限值后,均方根值則開始增大,XP/Xrms逐步減小,直至恢復(fù)到無故障時(shí)的大小。
滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻率成分十分豐富,既含有低頻成分,又含有高頻成分,而且每一種特定的故障都對(duì)應(yīng)有特定的頻率成分。精密診斷的任務(wù),就是要通過適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法將特定的頻率成分分離出來,從而指示特定故障的存在。常用的精密診斷有下面幾種。 低頻信號(hào)是指頻率低于8kHz的振動(dòng)。一般測(cè)量滾動(dòng)軸承振動(dòng)時(shí)都采用加速度傳感器,但對(duì)低頻信號(hào)都分析振動(dòng)速度。因此,加速度信號(hào)要經(jīng)過電荷放大器后由積分器轉(zhuǎn)換速度信號(hào),然后再經(jīng)過上限截止頻率為8kHz的低通濾波器去除高頻信號(hào),最后對(duì)其進(jìn)行頻率成分分析,以找到信號(hào)的特征頻率,進(jìn)行診斷。 (2)中、高頻信號(hào)解調(diào)分析法 中頻信號(hào)的頻率范圍為8kHz-20kHz,高頻信號(hào)的頻率范圍為20kHz-80kHz。由于對(duì)中、高頻信號(hào)可直接分析加速度,傳感器信號(hào)經(jīng)過電荷放大器后,直接通過高通濾波器去除低頻信號(hào),然后對(duì)其進(jìn)行解調(diào),最后進(jìn)行頻率分析,以找出信號(hào)的特征頻率。 軸承的溫度,一般有軸承室外面的溫度就可推測(cè)出來,如果利用油孔能直接測(cè)量軸承外圈溫度,則更為合適。通常,軸承的溫度隨著軸承運(yùn)轉(zhuǎn)開始慢慢上升,1-2小時(shí)后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。軸承的正常溫度因機(jī)器的熱容量、散熱量、轉(zhuǎn)速及負(fù)載而不同。如果潤(rùn)滑、安裝不合適,則軸承溫都會(huì)急驟上升,會(huì)出現(xiàn)異常高溫,這時(shí)必須停止運(yùn)轉(zhuǎn),采取必要的防范措施。 用高溫經(jīng)常表示軸承已處于異常情況。高溫也有害于軸承潤(rùn)滑劑。有時(shí)軸承過熱可歸諸于軸承的潤(rùn)滑劑。若軸承在超過125℃的溫度長(zhǎng)期連轉(zhuǎn)會(huì)降低軸承壽命。引起高溫軸承的原因包括:潤(rùn)滑不足或過分潤(rùn)滑、潤(rùn)滑劑內(nèi)含有雜質(zhì)、負(fù)載過大、軸承損壞、間隙不足及油封產(chǎn)生的高摩擦等等。 因此,連續(xù)性的監(jiān)測(cè)軸承溫度是有必要的,無論是量測(cè)軸承本身或其它重要的零件。如果是在運(yùn)轉(zhuǎn)條件不變的情況下,任何的溫度改變可表示已發(fā)生故障。軸承溫度的定期量測(cè)可藉助于溫度計(jì),例如SKF數(shù)字型溫度計(jì),可精確地測(cè)軸承溫度并依℃或華氏溫度定單位顯示。重要性的軸承,意味著當(dāng)其損壞時(shí),會(huì)造成設(shè)備的停機(jī),因此這類軸承最好應(yīng)加裝溫度探測(cè)器。正常情況下,軸承在剛潤(rùn)滑或再潤(rùn)滑過后會(huì)有自然的溫度上升并且持續(xù)一天或二天。 |