滚动轴承的振动测量与简易诊断（4）

时间：2010-12-20

滚动轴承的振动测量与简易诊断（4）

3.滚动轴承的冲击脉冲诊断法（SPM法）

滚动轴承存在缺陷时，如有疲劳剥落、裂纹、磨损和滚道进入异物时，会发生冲击，

引起脉冲性振动。由于阻尼的作用，这种振动是一种衰减振动。冲击脉冲的强弱反映

了故障的程度，它还和轴承的线速度有关。SPM冲击脉冲法（Shock Pulse Method)

就是基于这一原理。根据统计规律得出的脉冲值与轴承寿命的关系如图5所示。


在无损伤或极微小的损伤期，脉冲值（dB值）大体在水平线上下波动。随着故障的发展，

脉冲值逐渐增大。当冲击能量达到初始值的1000倍（60dB）时，就认为该轴承的寿命

已经结束。总的冲击能量dBsv与初始冲击能量dBi之差称为标准冲击能量dBN。

dBN=dBSV-dBi

可以根据dBN的值判断轴承的状态：

0≤dBN≤20dB 正常状态，轴承工作状态良好；

20dB≤dBN≤35dB 注意状态，轴承有初期损伤；

35dB≤dBN≤60dB 警告状态，轴承已有明显损伤。

初始冲击能量也称背景分贝，可根据轴承内径及转速加以确定。

冲击脉冲法对使用者的要求较高，初学者在现场使用中往往由于经验不足、对设备工况条

件考虑不周造成诊断失误，因此采用此方法进行诊断时应注意以下几方面问题。

(1)传感器的安装

对于固定安装的SPM传感器，经常由于机器本身的结构限制，无法完全达到SPM传感器的

安装标准，造成信号衰减。

(2)设备安装条件

对滚动轴承状态有明显影响的设备安装因素主要有不对中和轴弯曲。这两种安装状态都会

使轴承产生不均匀载荷，对轴承油膜的形成造成很大影响。这一方面会加剧轴承状态的恶

化；另一方面，在轴承状态恶化以前也会造成冲击值增大，导致误报警。因此，对于此类

轴承，在加强监护的同时，对其报警限要适当放宽。

(3)对辅助传动轴承的考虑

对于辅助传动轴承，由于经常处于从动轻载荷状况，因此冲击值比其正常载荷下获得的标

准值要小很多。但同时由于载荷小而容易受其他轴承或齿轮冲击值的影响，使冲击值快速

增高。因此对此类轴承应放宽其下限，但上限应基本不变。

4．滚动轴承共振解调诊断法（IFD法）

共振解调法是利用传感器及电路的谐振，将故障冲击引起的衰减振动放大，从而大大提高

故障探测的灵敏度，这是与冲击脉冲法相同之点。但该方法还利用解调技术将故障信息提

取出来，通过对解调后的信号进行频谱分析，可以诊断出故障的部位，指出故障发生在轴

承外圈、内圈滚道或滚动体上。这是美国波音公司提出的一项技术，称为早期故障探测法

（Incipient Failure Detection）。

利用解调技术对信号进行频谱分析的过程如图6所示。轴承故障引起的冲击脉冲F(t)经传感

器拾取及电路谐振，得到放大的高频衰减振动a（t），再经包络检波得到的波形a1（t），

相当于将故障引起的脉冲加以放大和拓宽，并且摒除了其余的机械干扰，最后作频谱分析可

以得到与故障冲击周期T相对应的频率成分f及其高次谐波。据此，可以用于滚动轴承故障及

故障部位的诊断。

5．高通绝对值频率分析法

将加速度计测得的振动加速度信号经电荷放大器放大后，再经过1kHz高通滤波器，只抽出

其高频成分，然后将滤波后的波形作绝对值处理，再对经绝对值处理后的波形进行频率分

析，即可判明各种故障原因。

图7为高通绝对值频率分析的测试分析原理框图。图（c）给出了振动波形绝对值处理结果。






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