如何檢測(cè)軸承故障
為了盡可能長(zhǎng)時(shí)間地以良好狀態(tài)維持軸承本來(lái)的性能，必須保養(yǎng)、檢測(cè)、檢修、以求防事故于未然，確保運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)性。對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行中的設(shè)備來(lái)講，平時(shí)的檢測(cè)跟蹤尤為重要，檢測(cè)項(xiàng)目包括軸承的旋轉(zhuǎn)音、振動(dòng)、溫度、潤(rùn)滑劑的狀態(tài)等，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，設(shè)備維護(hù)人員可以準(zhǔn)確地判斷設(shè)備的問(wèn)題點(diǎn)，提早作出預(yù)防和解決方案。
1、振動(dòng)信號(hào)分析診斷
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(lái)。所以，通過(guò)采用特殊的安鉑軸承振動(dòng)測(cè)量器VBA10(頻率分析器等)可測(cè)量出振動(dòng)的大小，通過(guò)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,該技術(shù)分為簡(jiǎn)易診斷法和精密診斷法兩種。簡(jiǎn)易診斷利用振動(dòng)信號(hào)波形的各種參數(shù),如幅值、波形因數(shù)、波峰因數(shù)、概率密度、峭度系數(shù)等,以及各種解調(diào)技術(shù)對(duì)軸承進(jìn)行初步判斷以確認(rèn)是否出現(xiàn)故障;精密診斷則利用各種現(xiàn)代信號(hào)處理方法判斷在簡(jiǎn)易診斷中被認(rèn)為是出現(xiàn)了故障的軸承的故障類別及原因。
1.1滾動(dòng)軸承故障的簡(jiǎn)易診斷法
在利用振動(dòng)對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行簡(jiǎn)易診斷的過(guò)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(lái)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：
?。?）判定標(biāo)準(zhǔn):是用于判斷實(shí)測(cè)振值是否超限的量值；
（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*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(lái)進(jìn)行診斷的標(biāo)準(zhǔn)；
?。?）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)。
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)。適用于所有軸承的判定標(biāo)準(zhǔn)是不存在的，因此一般都是兼用判定標(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。
1.2滾動(dòng)軸承故障的精密診斷法
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。使用精密安鉑軸承檢測(cè)儀VBA20完成精密診斷的任務(wù)，就是要通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法將特定的頻率成分分離出來(lái)，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)分析法
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(guò)電荷放大器后由積分器轉(zhuǎn)換速度信號(hào)，然后再經(jīng)過(guò)上限截止頻率為8kHz的低通濾波器去除高頻信號(hào)，zui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。
?。?）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(guò)電荷放大器后，直接通過(guò)高通濾波器去除低頻信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，zui后進(jìn)行頻率分析，以找出信號(hào)的特征頻率。
2、異常旋轉(zhuǎn)音分析診斷
異常旋轉(zhuǎn)音檢測(cè)分析是采用聽(tīng)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，使用安鉑電子*APM-20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(wú)停滯現(xiàn)象，發(fā)生的聲響和諧而無(wú)雜音，可聽(tīng)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(wú)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(guò)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。
?。?）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。
?。?）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(méi)有。應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行清洗，重新加脂或換油。
?。?）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(guò)松或者外圈與軸承孔配合過(guò)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(wèn)題及時(shí)修理。
3、軸承的溫度分析診斷
軸承的溫度，一般有軸承室外面的溫度就可推測(cè)出來(lái)，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(kāi)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(guò)熱可歸諸于軸承的潤(rùn)滑劑。若軸承在超過(guò)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(guò)分潤(rùn)滑、潤(rùn)滑劑內(nèi)含有雜質(zhì)、負(fù)載過(guò)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(wú)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)，例如數(shù)字型軸承檢測(cè)儀VBT30，可地測(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(guò)后會(huì)有自然的溫度上升并且持續(xù)一天或二天。
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