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        滾動軸承的振動測量與簡易診斷(1)
        作者:廣州依納  發表時間:2013-03-04  點擊:93
        滾動軸承的振動測量與簡易診斷(1) 由于滾動軸承的故障信號具有沖擊振動的特點,頻率極高,衰減較快,因此利用 振動信號對其進行監測診斷時,除了參考前面已經介紹的旋轉機械、往復機械的 振動測試方法以外,還應根據其振動特點,有針對性地采取一些措施和方法。 一、測點的選擇 滾動軸承因故障引起的沖擊振動由沖擊點以半球面波方式向外傳播,通過軸承零 件、軸承座傳到箱體或機架。由于沖擊振動所含的頻率很高,每通過零件的界面 傳遞一次,其能量損失約80%。因此,測量點應盡量靠近被測軸承的承載區,應 盡量減少中間傳遞環節,探測點離軸承外圈的距離越近越直接越好。 圖1表示了傳感器位置對故障檢測靈敏度的影響。在圖1 (a)中,假如傳感器放在承 載方向時為100%,則在承載方向士45°方向上降為95%(- 5dB),在軸向則降為 22%-25%(-12~13dB)。在圖1 (b)中,當止推軸承發生故障產生沖擊并向外散 發球面波時,假如在軸承蓋正對故障處的讀數為100%,則在軸承座軸向的讀數降 為5%(-19dB)。在圖1 (c) 和(d)中給出了傳感器安裝的正確位置和錯誤位置,較 粗的弧線表示振動較強烈的部位,較細的弧線表示因振動波通過界面衰減導致振動 減弱的情形。 由于滾動軸承的振動在不同方向上反映出不同的特性,因此應盡量考慮在水平(x)、 垂直(y)和軸向(z)三個方向上進行振動檢測,但由于設備構造、安裝條件的限制, 或出于經濟方面的考慮,不可能在每個方向上都進行檢測,這時可選擇其中的兩個方 向進行檢測。 二、傳感器的選擇與固定方式 根據滾動軸承的結構特點,使用條件不同,它所引起的振動可能是頻率約為1kHz以下 的低頻脈動(通過振動),也可能是頻率在1kHz以上,數千赫乃至數十千赫的高頻振 動(固有振動),通常情況下是同時包含了上述兩種振動成分。因此,檢測滾動軸承 振動速度和加速度信號時應同時覆蓋或分別覆蓋上述兩個頻帶,必要時可以采用濾波器 取出需要的頻率成分??紤]到滾動軸承多用于中小型機械,其結構通常比較輕薄,因此, 傳感器的尺寸和重量都應盡可能地小,以免對被測對象造成影響,改變其振動頻率和振 幅大小。 滾動軸承的振動屬于高頻振動,對于高頻振動的測量,傳感器的固定采用手持式方法顯 然不合適,一般也不推薦磁性座固定,建議采用鋼制螺栓固定,這樣不僅諧振頻率高, 可以滿足要求,而且定點性也好,對于衰減較大的高頻振動,可以避免每次測量的偏差, 使數據具有可比性。 三、分析譜帶的選擇 滾動軸承的故障特征在不同頻帶上都有反映,因此,可以利用不同的頻帶,采用不同的 方法對軸承的故障做出診斷。 1.低頻段 在滾動軸承的故障診斷中,低頻率段指1kHz以下的頻率范圍。 一般可以采用低通濾波器(例如截止頻率fb≤1kHz)濾去高頻成分后再作頻譜分析。由 于軸承的故障特征頻率(通過頻率)通常都在1kHz以下,此法可直接觀察頻譜圖上相應 的特征譜線,做出判斷。由于在這個頻率范圍容易受到機械及電源干擾,并且在故障初期 反映故障的頻率成分在低頻段的能量很小,因此,信噪比低,故障檢測靈敏度差,目前 已較少采用。 2.中頻段 在滾動軸承的故障診斷中,中頻段指1~20kHz頻率范圍。同樣,利用該頻率時也可以使 用濾波器。 (1)高通濾波器 使用截止頻率為1kHz的高通濾波器濾去1kHz以下的低頻成分,以消除機械干擾;然后用 信號的峰值、RMS值或峭度系數作為監測參數。許多簡易的軸承監測儀器儀表都采用這種 方式。 (2)帶通濾波器 使用帶通濾波器提取軸承零件或結構零件的共振頻率成分,用通帶內的信號總功率作為監 測參數,濾波器的通帶截止頻率根據軸承類型及尺寸選擇,例如對309球軸承,通帶中心 頻率為2 .2kHz左右,帶寬可選為1~2kHz。 3.高頻段 在滾動軸承的故障診斷中,高頻率段指20~80kHz頻率范圍。 由于軸承故障引起的沖擊有很大部分沖擊能量分布在高頻段,如果采用合適的加速度傳感 器和固定方式保證傳感器較高的諧振頻率,利用傳感器的諧振或電路的諧振增強所得到衰 減振動信號,對故障診斷非常有效。瑞典的沖擊脈沖計(SPM)和美國首創的IFD法就是 利用這個頻段。 寧波軸承有限公司供應微型至中型深溝球軸承、圓錐滾子軸承、短圓柱滾子軸承、平面推力軸承、英制系列軸承、帶座球面軸承、及各種特制非標軸承等。 電話:0574-87220315 87220319 郵箱:web@bearing.com 地址:寧波市麗園北路1730——1736號
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