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軸承故障的檢測診斷技術-中諾儀器

            為了盡可能長時間地以良好狀態維持軸承本來的性能,必須保養、檢測、檢修、以求防事故于未然,確保運轉的可靠性,提高生產性、經濟性。對長期運行中的設備來講,平時的檢測跟蹤尤為重要,檢測項目包括軸承的旋轉音、振動、溫度、潤滑劑的狀態等,根據檢測結果,設備維護人員可以準確地判斷設備的問題點,提早作出預防和解決方案。 
  2 異常旋轉音分析診斷 
  異常旋轉音檢測分析是采用聽診法對軸承工作狀態進行監測的分析方法,常用工具是木柄長螺釘旋具,也可以使用外徑為20mm左右的硬塑料管。相對而言,使用安鉑電子聽診器APM-20進行監測,更有利于提高監測的可靠性。軸承處于正常工作狀態時,運轉平穩、輕快,無停滯現象,發生的聲響和諧而無雜音,可聽到均勻而連續的“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)軸承發出均勻而連續的“咝咝”聲,這種聲音由滾動體在內外圈中旋轉而產生,包含有與轉速無關的不規則的金屬振動聲響。一般表現為軸承內加脂量不足,應進行補充。若設備停機時間過長,特別是在冬季的低溫情況下,軸承運轉中有時會發出“咝咝沙沙”的聲音,這與軸承徑向間隙變小、潤滑脂工作針入度變小有關。應適當調整軸承間隙,更換針入度大一點的新潤滑脂。 
  (2)軸承在連續的“嘩嘩”聲中發出均勻的周期性“嗬羅”聲,這種聲音是由于滾動體和內外圈滾道出現傷痕、溝槽、銹蝕斑而引起的。聲響的周期與軸承的轉速成正比。應對軸承進行更換。 
  (3)軸承發出不規律、不均勻的“嚓嚓”聲,這種聲音是由于軸承內落入鐵屑、砂粒等雜質而引起的。聲響強度較小,與轉數沒有聯系。應對軸承進行清洗,重新加脂或換油。 
  (4)軸承發出連續而不規則的“沙沙”聲,這種聲音一般與軸承的內圈與軸配合過松或者外圈與軸承孔配合過松有關系。聲響強度較大時,應對軸承的配合關系進行檢查,發現問題及時修理。 
  3 振動信號分析診斷 
  軸承振動對軸承的損傷很敏感,例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會在軸承及振動測量中反映出來。所以,通過采用特殊的安鉑軸承振動測量器VBA10(頻率分析器等)可測量出振動的大小,通過頻率分布可推斷出異常的具體情況。測得的數值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同,因此需要事先對每臺機器的測量值進行分析比較后確定判斷標準。 
  滾動軸承故障的檢測診斷技術有很多種,如振動信號檢測、潤滑油液分析檢測、溫度檢測、聲發射檢測等。在各種診斷方法中,基于振動信號的診斷技術應用*為廣泛,該技術分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。簡易診斷利用振動信號波形的各種參數,如幅值、波形因數、波峰因數、概率密度、峭度系數等,以及各種解調技術對軸承進行初步判斷以確認是否出現故障;精密診斷則利用各種現代信號處理方法判斷在簡易診斷中被認為是出現了故障的軸承的故障類別及原因。 
  3.1滾動軸承故障的簡易診斷法 
  在利用振動對滾動軸承進行簡易診斷的過程中,通常是要測得的振值(峰值、有效值等)與預先給定的某種判定標準進行比較,根據實測的振值是否超出了標準給出的界限來判斷軸承是否出現了故障,以決定是否需要進一步進行精密診斷。用于滾動軸承簡易診斷的判斷標準可大致分為三種: 
  (1)優良判定標準:是用于判斷實測振值是否超限的優良量值; 
  (2)相對判定標準:是對軸承的同一部位定期進行振動檢測,并按時間先后進行比較,以軸承無故障的情況下的振值為標準,根據實測振值與該基準振值之比來進行診斷的標準; 
  (3)類比判定標準:是把若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進行振動檢測,并將振值相互比較進行判斷的標準。 
  優良判定標準是在規定的檢測方法的基礎上制定的標準,因此必須注意其適用頻率范圍,并且必須按規定的方法進行振動檢測。適用于所有軸承的優良判定標準是不存在的,因此一般都是兼用優良判定標準、相對判定標準和類比判定標準,這樣才能獲得準確、可靠的診斷結果。 
  3.2滾動軸承故障的精密診斷法 
  滾動軸承的振動頻率成分十分豐富,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應有特定的頻率成分。使用精密安鉑軸承檢測儀VBA20完成精密診斷的任務,就是要通過適當的信號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。 
  (1)低頻信號分析法 
  低頻信號是指頻率低于8kHz的振動。一般測量滾動軸承振動時都采用加速度傳感器,但對低頻信號都分析振動速度。因此,加速度信號要經過電荷放大器后由積分器轉換速度信號,然后再經過上限截止頻率為8kHz的低通濾波器去除高頻信號,*后對其進行頻率成分分析,以找到信號的特征頻率,進行診斷。 
  (2)中、高頻信號解調分析法 
  中頻信號的頻率范圍為8kHz-20kHz,高頻信號的頻率范圍為20kHz-80kHz。由于對中、高頻信號可直接分析加速度,傳感器信號經過電荷放大器后,直接通過高通濾波器去除低頻信號,然后對其進行解調,*后進行頻率分析,以找出信號的特征頻率。 
  4 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出來,如果利用油孔能直接測量軸承外圈溫度,則更為合適。 
  通常,軸承的溫度隨著軸承運轉開始慢慢上升,1-2小時后達到穩定狀態。軸承的正常溫度因機器的熱容量、散熱量、轉速及負載而不同。如果潤滑、安裝不合適,則軸承溫都會急驟上升,會出現異常高溫,這時必須停止運轉,采取必要的防范措施。 
  用高溫經常表示軸承已處于異常情況。高溫也有害于軸承潤滑劑。有時軸承過熱可歸諸于軸承的潤滑劑。若軸承在超過125℃的溫度長期連轉會降低軸承壽命。引起高溫軸承的原因包括:潤滑不足或過分潤滑、潤滑劑內含有雜質、負載過大、軸承損壞、間隙不足及油封產生的高摩擦等等。 
  因此,連續性的監測軸承溫度是有必要的,無論是量測軸承本身或其它重要的零件。如果是在運轉條件不變的情況下,任何的溫度改變可表示已發生故障。 
  軸承溫度的定期量測可藉助于溫度計,例如數字型安鉑軸承檢測儀VBT30,可**地測軸承溫度并依℃或華氏溫度定單位顯示。 
  重要性的軸承,意味著當其損壞時,會造成設備的停機,因此這類軸承*好應加裝溫度探測器。 
  正常情況下,軸承在剛潤滑或再潤滑過后會有自然的溫度上升并且持續一天或二天。
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