振動分析是設(shè)備故障診斷最重要最常用的方法,各種振動分析儀器采集故障設(shè)備的振動信號,通過對振動信號的波形、頻譜、相位進(jìn)行分析,診斷出設(shè)備的故障部位、類型及嚴(yán)重程度,以便據(jù)此采取相應(yīng)的措施。滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中較易損壞的部分,對其振動分析,可以診斷出軸承的運行狀況,及時采取相應(yīng)措施。

　　1 　滾動軸承振動分析

　　1. 1 　滾動軸承故障發(fā)展的4個階段第一階段,即軸承開始出現(xiàn)故障的萌芽階段,這時溫度正常,噪聲正常,振動速度總量及頻譜正常,但尖峰能量總量及頻譜有所征兆,反映軸承故障的初始階段。這時真正的軸承故障頻率出現(xiàn)在超聲段大約20～60kHz 范圍。

　　第二階段,溫度正常,噪聲略增大,振動速度總量略增大,振動頻譜變化不明顯,但尖峰能量有大的增加,頻譜也更加突出。這時的軸承故障頻率出現(xiàn)在大約500Hz～2kHz 范圍。

　　第三階段,溫度略升高,可耳聽到噪聲,振動速度總量有大的增加,且振動速度頻譜上清晰可見軸承故障頻率及其諧波和邊帶,另振動速度頻譜上“噪聲地平”明顯升高,尖峰能量總量相比第二階段變得更大、頻譜也更加突出。這時的軸承故障頻率出現(xiàn)在大約0～1kHz 范圍。建議于第三階段后期予以更換軸承,此時應(yīng)該已經(jīng)出現(xiàn)肉眼可以看到的磨損等滾動軸承故障特征。

　　第四階段,溫度明顯升高,噪聲強度明顯改變,振動速度總量和振動位移總量明顯增大,振動速度譜上軸承故障頻率開始消失,被更大的隨機的寬帶高頻“噪聲地平”取代;尖峰能量總量迅速增大,并可能出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的變化。絕不能讓軸承在故障發(fā)展的第四階段中運轉(zhuǎn),否則將可能發(fā)生災(zāi)難性破壞。

　　1. 2 　滾動軸承的故障頻率

　　對應(yīng)滾動軸承的結(jié)構(gòu)組成,滾動軸承有4 種故障頻率:滾動軸承保持架故障頻率(FTF) ,滾動軸承滾動體故障頻率(BSF) ,滾動軸承外圈故障頻率(BPFO) ,滾動軸承內(nèi)圈故障頻率(BPFI) 。對于這些軸承故障頻率的求取,有專門的數(shù)學(xué)計算公式,其中精確的計算公式不僅算起來比較麻煩,而且也沒太大的必要,所以一般采用估算公式:

　　滾動軸承外圈故障頻率(BPFO) ≌N(0. 5n - 1. 2)
　　滾動軸承內(nèi)圈故障頻率(BPFI) ≌N(0. 5n + 1. 2)
　　滾動軸承滾動體故障頻率(BSF) ≌N(0.2n - 1.2/ n)
　　滾動軸承保持架故障頻率(FTF) ≌N(0.5n - 1.2/ n)
　　N = 軸的轉(zhuǎn)速,n = 滾動體數(shù)目
　　注:計算頻率時要求
　　(1、滾動軸承沒有滑動;
　　(2、滑動軸承幾何尺寸沒有變化;
　　(3、軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn)。

　　不過在實際工作中計算還是比較麻煩,較方便的方法是利用專門的軟件獲取,CMXA70 振動檢測分析儀附帶的軟件SKF Microlog Analyzer 中就帶有該功能,只要輸入軸承型號及生產(chǎn)廠家等信息,就可得到對應(yīng)的各種軸承故障頻率；另外，它標(biāo)配的高性能的振動傳感器（型號：8711-01-080，8021，8711LF），可以精確的測量到頻率、振動值、幅值。

　　8711-01-080加速度傳感器/振動傳感器是一款內(nèi)部屏蔽，外形堅固的IEPE加速度傳感器，適合惡劣環(huán)境應(yīng)用，頂部集成MIL-C-5015連接器。頻響0.5-10000@±3db，靈敏度可達(dá)500mV/g�？捎糜陲L(fēng)機振動監(jiān)測，機械監(jiān)控，工業(yè)應(yīng)用，惡劣環(huán)境，齒輪箱監(jiān)控等領(lǐng)域。

　　基本參數(shù)：

　　輸出： ±5V
　　量程： ±80g
　　封裝：不銹鋼
　　工作溫度范圍：-55～125℃
　　精確度：±1% 非線性
　　供電電源：2-10mA恒流

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