滚动轴承的故障机理与诊断
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例可以包括以下几种情况：
1. 声音异常：当滚动轴承出现故障时，可能会出现异常的噪音，如嘶嘶声、刮擦声或者咔咔声等。
这种情况下，可以通过听觉判断故障的类型和位置。
噪音一般源于滚珠或滚道表面的损伤或者磨损。
2. 振动异常：故障的滚动轴承会导致轴承运行不稳定，产生过大的振动。
可以通过振动传感器来检测振动的频率和幅度，进而判断故障的严重程度和位置。
振动异常可能是由于轴承内部松动、滚子损伤或滚道不平整等问题引起的。
3. 温度异常：滚动轴承运行时，由于磨擦和摩擦产生的热量，轴承温度会有所上升。
但是，如果滚动轴承的温度明显高于正常值，可能表明存在故障。
可以通过红外测温仪或接触式温度计来测量轴承的温度，判断是否存在异常。
4. 润滑问题：滚动轴承需要得到正确的润滑以保持正常运行。
如果滚动轴承出现故障，润滑不足或者污染等问题，会导致滚动轴承的寿命缩短。
可以通过观察润滑脂或润滑油的颜色、黏度以及滚动轴承周围是否有渗漏等来判断润滑是否正常。
上述实例中的故障诊断需要依靠专业的设备和工具，同时需要具备相应的专业知识和经验，建议请专业人士进行诊断和修复。
滚动轴承故障诊断
滚动轴承故障诊断工课设备管理看工课141篇原创内容公众号正文 1072 字丨3分钟阅读一、滚动轴承故障诊断的方式及要点对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的实用方法是振动分析。
实用中需注意选择测点的位置和采集方法。
要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集的信号准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点。
另外必须注意对振动信号进行多次采集和分析，综合进行比较，才能得到准确结论。
二、滚动轴承正常运行的特点与实用诊断技巧滚动轴承在其使用过程中会表现出很强的规律性，并且重复性非常好。
正常优质轴承在开始使用时，振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值都较小，可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。
运行一段时间后，振动和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。
极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。
继续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化较缓慢。
此时，轴承峭度值开始突然达到一定数值，此时认为轴承表现为初期故障。
这时，就要求对该轴承进行严密监测，密切注意其变化。
此后，轴承峭度值又开始快速下降，并接近正常值，而振动和噪声开始显著增大，其增大幅度开始加快，当振动超过振动标准时，其轴承峭度值也开始快速增大，当既超过振动标准，而峭度值也超过正常值时，认为轴承已进入晚期故障，需及时检修设备，更换滚动轴承。
轴承表现出晚期故障特征到出现严重故障(一般为轴承损坏如抱轴、烧伤、沙架散裂、滚道、珠粒磨损等)时间大都很短，设备容量越大，转速越快，其间隔时间越短。
因此，在实际滚动轴承故障诊断中，一旦发现晚期故障特征，应果断判断轴承存在故障，尽快安排检修。
三、实用的滚动轴承频谱分析与诊断技巧对于振动不大，轴承峭度不大，频谱复杂的振动信号，在现场难以判断有无故障情况时，需将振动信号采集回来，传到计算机进行精密分析。
此时，先进行常规分析，检查振动速度频谱和轴承峭度是否接近标准，观察频谱中各种频率成份。
滚动轴承常见故障及故障程度诊断方法
(6)座圈产生裂纹和保持架碎裂
轴承座圈产生裂纹的原因可能是 轴承配合过紧、轴承外圈或内圈 松动、轴承的包容件变形、安装 轴承的表面加工不良等。保持架 碎裂的原因是润滑不足、滚动体 破碎、座圈歪斜等。座圈滚道严 重磨损可能是座圈内落入异物、 润滑油不足或润滑油牌号不符合
要求引起的。
3．故障诊断
⑤保持架噪声。产生原因：滚动 体和保持架、保持架与引导面之 间的滑动摩擦，以及保持架与滚 动体发生相互撞击而发出的噪声。
特点：具有周期性；当采用滚动 体引导保持架时，这种运动的不 稳定性更加严重，深沟球轴承的 冲压保持架较薄，径向、轴向的 刚度较低，整体稳定性差，轴承 高速旋转时，因弯曲变形而产生
1．故障识别
运转中的检查项目有轴承的滚动 声、振动、温度等，主要识别方
法如下：
(1)噪声识别
这需要有丰富的经验，应尽量由 专人进行这项工作。用听音器或 听音棒贴在外壳上可清楚地听到 轴承的声音，也可采用测声器对 运转轴承的滚动声的大小及音质 进行检测，分辨出不同的故障。
轴承噪声主要有以下几种：
现振动。
表面疲劳剥落的初期是表面上出 现麻点，最后发展成片状的表层 脱落。轴承滚动体和内外圈滚道 面上均承受周期性脉动载荷的作 用，产生周期性变化的接触应力。 当应力循环次数达到一定数量后， 在滚动体或内外圈滚道工作面上 就产生疲劳剥落。如果轴承的负
荷过大，会使这种疲劳加剧。
另外，轴承安装不正、轴弯曲， 也会产生滚道剥落现象。轴承滚 道的疲劳剥落会降低轴的运转精
自激振动，发出“蜂鸣声”。
⑥夹杂物噪声。大约14%的轴承过 早损毁是污染所致，外部杂质进 入轴承工作面引起非周期性振动 和噪声。特点：随机性强，特别
是小型轴承对此很敏感。
滚动轴承故障诊断方法与技术综述
滚动轴承故障诊断方法与技术综述引言：滚动轴承作为机械设备中常用的零部件之一，承担着支撑和传递载荷的重要作用。
然而，由于使用环境的恶劣和工作条件的复杂性，滚动轴承往往容易出现各种故障。
因此，为了保证机械设备的正常运行和延长轴承寿命，对滚动轴承的故障进行准确诊断非常重要。
一、故障诊断方法1. 观察法观察法是最常用的故障诊断方法之一。
通过观察滚动轴承的外观和运行状态来判断是否存在故障。
例如，如果发现滚动轴承有异常噪声、温度升高、润滑油泡沫、振动加剧等现象，很可能是轴承出现了故障。
2. 振动诊断法振动诊断法是一种先进的故障诊断方法，可以通过检测轴承的振动信号来判断轴承是否存在故障。
通过分析振动信号的频谱图，可以确定轴承故障的类型和位置。
常用的振动诊断方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
3. 声音诊断法声音诊断法是一种通过听觉判断轴承故障的方法。
通过专业人员对轴承产生的声音进行听觉分析，可以判断轴承是否存在异常。
常见的轴承故障声音包括金属碰撞声、摩擦声和振动声等。
4. 热诊断法热诊断法是一种通过测量轴承的温度来判断轴承故障的方法。
由于轴承在故障状态下会产生摩擦热，因此轴承的温度可以间接反映轴承的工作状态。
通过测量轴承的温度分布，可以判断轴承是否存在异常。
二、故障诊断技术1. 模式识别技术模式识别技术是一种基于机器学习的故障诊断技术，可以根据轴承的振动信号和声音信号等特征，通过训练模型来识别轴承的故障类型。
常用的模式识别技术包括支持向量机、神经网络和决策树等。
2. 图像诊断技术图像诊断技术是一种通过图像处理和分析来判断轴承故障的技术。
通过对轴承的外观图像进行特征提取和分类，可以实现对轴承故障的自动诊断。
常用的图像诊断技术包括边缘检测、纹理分析和目标识别等。
3. 声音信号处理技术声音信号处理技术是一种通过对轴承声音信号进行滤波、频谱分析和特征提取等处理，来判断轴承故障的技术。
通过对声音信号的频谱图和时域图进行分析，可以判断轴承故障的类型和位置。
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析一、轴不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
轴不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中，联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
轴不对中的主要故障特征:(1)平行不对中:径向出现轴的一倍频、二倍频峰值，尤以二倍频显著。
(2)偏角不对中:轴向振动大，在基频、二倍频甚至三倍频处有稳定的高峰。
(3)平行偏角不对中:轴向和径向均发生振动。
二、滚动轴承故障机理滚动轴承的监测诊断技术有很多种，如振动信号分析诊断、声发射诊断、油液分析诊断、光纤监测诊断等，它们各具特点，其中振动信号分析诊断技术应用最为广泛。
在轴承工况监视与故障诊断的各方法中，振动法由于其适用性强，效果好，测试及信号处理简单直观等优点而被广泛采用。
振动信号作为预知滚动轴承故障的载体，具有很优良的性质。
1.滚动轴承的基本类型分类滚动轴承已是标准化、系列化、通用化、商品化的部件。
滚动轴承是机械构造中的基础运动元件，对机械的运动、做功和发挥机械的功能与效率具有直接的制约功能。
滚动轴承的数据信息繁多复杂，分类方式主要依据轴承所能承受的负荷方向、公称接触角及滚动体形状按照轴承类型对滚动轴承库的数据进行分类，基本类型如图所示。
2.滚动轴承的典型故障滚动轴承的主要故障形式有:(1)疲劳剥落滚动轴承工作时，滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下一定深度处(最大剪应力处)形成裂纹，继而扩展到接触表面层发生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就称为疲劳剥落。
(2)磨损由于滚道和滚动体的相对运动(包括滚动和滑动)和尘埃异物的侵入等都会引起表面磨损，而当润滑不良时更会加剧表面磨损。
磨损的结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低运转精度。
(3)塑性变形在工作负荷过重的情况下，轴承受到过大的冲击载荷和静载荷，或者因为热变形引起的额外的载荷，或者当有高硬度的异物侵入时，都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。
滚动轴承的故障诊断方法研究
滚动轴承的故障诊断⽅法研究滚动轴承的故障诊断⽅法研究第1章绪论1.1研究的⽬的和意义滚动轴承是⽣产机械中的地位⽆可替代，当然也最易损坏的部件。
其运⾏状态会直接影响整台机械⼯作效率、精度寿命和可靠性。
滚动轴承的损坏会导致⽣产机械剧烈振动，并伴有强⼤噪声，不仅会影响产品的加⼯质量，严重时会导致⽣产机械的损坏或机械事故。
随着电机的⼴泛应⽤及其⾃动化程度的不断提⾼，对其安全性、精度和故障诊断的准确性的要求也随之提⾼。
传统的诊断⽅法不仅成本较⾼、准确率偏低，并且更新费⽤⾼，已然不能满⾜⾼科技设备的需求。
基于以上原因，本⽂在虚拟仪器的环境下，利⽤多传感器信息融合技术，实现滚动轴承的故障诊断，会对现在和将来的⽣产技术提供强有⼒的帮助。
1.2国内外电机滚动轴承故障诊断的研究现状近现代以来，国内和国外的研究机构及学者在电机滚动轴承故障诊断的理论、技术与⽅法等⽅⾯进⾏了⼤量的研究分析⼯作，发表了诸多研究成果。
在国外，美国南卡罗林娜⼤学运⽤振动响应的多参数多频率的⽅法，对具有裂纹的和损伤的故障轴承进⾏诊断，⽬前已经取得了良好的成果。
美国宾州⼤学采⽤alpha beta -gamma跟踪滤波器和Kalman滤波器，对轴承故障的智能预⽰实现了完美成功。
⽇本九州⼯业⼤学运⽤基因算法优化组合特征参数，成功诊断出⼯况滚动轴承微弱故障。
意⼤利的Cassino⼤学，使⽤⾃谱技术对出现的轴承进⾏检测，判断故障轴承的初始问题，到⽬前为⽌也取得了有效的研究成果。
国外的这些技术有我们值得借鉴的地⽅，去其糟粕取其精华，研究更有技术的故障轴承诊断系统。
在国内，当滚动轴承存在故障时，⼤都以振动检测为主，因为轴承故障后常伴随巨⼤的声响，以及明显的外观表现。
国内的主要研究成果如下图所⽰。
或⾃⾝故障等多个⽅⾯的原因，会对故障造成误判或错判，如:声级计传感器易受到噪声的⼲扰，不能准确、⽆失真的反映滚动轴承的真实信号，温度传感器由于易受到外界温度的⼲扰，也常会出现误判或者错判等等。
第七章 滚动轴承的故障机理与诊断
第七章滚动轴承的故障机理与诊断第一节滚动轴承故障的主要形式与原因滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分或异物侵入、腐蚀和过载等都可能导致轴承过早损坏。
即使在安装、润滑、和使用维护都正常德情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损而不能正常工作。
总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的滚动轴承的主要故障形式与原因如下：1.疲劳剥落滚动轴承的内外滚道和滚动体表面既承受载荷有相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下一定深度处形成裂纹，继而扩展到接触表面使表层发生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就是疲劳剥落。
疲劳剥落会造成运转时的冲击载荷、振动和噪声加剧。
通常情况下，疲劳剥落往往是滚动轴承失效的主要原因，一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命，轴承的寿命试验就是疲劳试验。
试验规程规定，在滚道或滚动体上出现面积为0.5mm2的疲劳剥落坑就认为轴承寿命终结。
滚动轴承的疲劳寿命分散性很大，同一批轴承中，其最高寿命与最低寿命可以相差几十倍乃至上百倍，这从另一角度说明了滚动轴承故障监测的重要性。
2.磨损由于尘埃、异物的侵入，滚道和滚动体相对运动时会引起表面磨损，润滑不良也会加剧磨损，磨损的结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也降低了机器的运动精度，振动及噪声也随之增大。
对于精密机械轴承，往往是磨损量限制了轴承的寿命。
此外，还有一种微振磨损。
在轴承不旋转的情况下，由于振动的作用，滚动体和滚道接触面间有微小的、反复的相对滑动而产生磨损，在滚道表面上形成振纹状的磨痕。
3.塑性变形当轴承受到过大的冲击载荷或静载荷时，或因热变形引起额外的载荷，或有硬度很高的异物侵入时都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。
这将使轴承在运转过程中产生剧烈的振动和噪声。
而且一旦有了压痕，压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近表面的剥落。
4.锈蚀锈蚀是滚动轴承最严重的问题之一，高精度轴承可能会由于表面锈蚀导致精度丧失而不能继续工作。
第五章_滚动轴承的故障监测和诊断
图
滚动体损伤振动情况
４、轴承偏心 当滚动轴承的内圈出现严重磨损等情况时，轴承会出现偏心 现象，当轴旋转时，轴心（内圈中心）便会绕外圈中心摆动， 如图4示，此时的振动频率为nfr（n＝1, 2,…）。
图
滚动轴承偏心振动特征
实例
• 6210轴承的监测与诊断 • 一台单级并流是鼓风机，其结构如图。该机组自 86 年 1 月30日起，测点③的振动加速度逐渐增加至正常值10倍，为 查明原因，对测点③的振动信号进行频谱分析。
第二节 滚动轴承的失效形式
滚动轴承常见的失效形式：
滚动轴承尺寸的选择2
疲劳点蚀或剥落
磨 损
胶 合
断 裂
保持架损坏
烧 伤
第三节 滚动轴承的振动
与轴承的结构有关的振动 ——无论轴承正常与否，都会产生振动
与轴承滚动表面状况有关的振动两种类型
——反映了轴承的损坏状况
一、滚动轴承的振动机理 1、承载状态下滚动轴承的振动
图 IFD法的信号变换过程
二、滚动轴承的精密诊断
１、轴承内滚道损伤 轴承内滚道产生损伤时，如：剥落、裂纹、点蚀等（如图所 示），若滚动轴无径向间隙时，会产生频率为nfi（n＝1，2,…） 的冲击振动。
图
内滚道损伤振动特征
通常滚动轴承都有径向间隙，且为单边载荷，根据点蚀部 分与滚动体发生冲击接触的位置的不同，振动的振幅大小会发 生周期性的变化，即发生振幅调制。若以轴旋转频率fr,进行振 幅调制，这时的振动频率为nfi士fr（n＝1，2…）。
２.轴承外滚道损伤
当轴承外滚道产生损伤时，如剥落、裂纹、点蚀等（如图2 所示），在滚动体通过时也会产生冲击振动。由于点蚀的位置 与载荷方向的相对位置关系是一定的，所以，这时不存在振幅 调制的情况，振动频率为nfo ( n＝1，2,…），振动波形如图 所示。
滚动轴承故障机理与诊断策略
１
作用下 ， 最下面 的滚 动体 受力最 大 ， 上面 的滚 动体受 力最 最 小， 其余滚动体 的受力大小根据其位置 的不 同而呈类 似扇形 分布。在滚动轴承旋转过程中 ， 最下面 的滚动体从 载荷 中心
线下面向非载荷中心线 位置滚 动 ， 其接触 力 由大变小 ， 只要 轴在旋转 ， 每个滚动 体通过 载荷 中心线 时 ， 就会发 生一 次力 的变化 ， 对轴颈和轴承座产生周期性 冲击激励作用 。 ２ ）滚动轴承故 障引起 的振动 。当滚动轴承 处于运 转状 态时 ， 由于润滑不 良、 载荷 过大 或者 冲击等 原因都 可能会 在 滚动轴承的内外圈滚 动体上起 剥落 、 纹 、 裂 压痕等 缺 陷或局
杨 欢 ： 强炮 兵指挥 信 息 系统 使 用管理 的 几点 思考 加
部位发生应力集中 ， 产生 点蚀引 发裂纹 ， 而导致 轴 承元件 进
断裂 。
一
５ ７
种渐变性 的故 障 ， 振动时域波形没有 规律性 ， 随机性较 强 ，
通频带振动幅值往往增大 ， 能明显反映 出滚 动轴承故 障发展
作状态正 常与否将 直接影 响到工 矿企业 均衡生 产计 划的执
１ 滚动轴承故障机理分析
１ １ 滚 动 轴 承 结 构 分 析 ．
行 。为此 ， 各工矿企业均把对 机电设 备状态 的监 测与故障诊 断作为 日常机 电管理工作 的重 中之重 ， 特别是针对 关键部件
如轴 承、 齿轮的状态监测作为提高设备可靠 性的关键 。据 相
１
Ｆ Ｆ ＝— ｚ ｚ（ １一－－ｏａ ｆ ￣ｃ ｓ ）ｒ
二 工，
ｎ
Ｊ
ＢＦ＝ ［ 一 昔ｃ ｒ Ｓ ｝ １ （ ｏ ）ｆ ｓ ］
１５ 滚 动轴承振 动频谱 结构分 析 ．
滚动轴承故障机理分析
滚动轴承故障机理分析滚动轴承是一种常用的机械零件，广泛应用于各种设备和机械系统中。
它的基本结构包括内圈、外圈、滚动体和保持架。
滚动轴承的主要作用是在轴上承受径向和轴向载荷，并使轴能够转动。
然而，滚动轴承在使用过程中有时会发生故障，导致设备停机和损坏。
这些故障可能是由多种原因引起的，其中包括材料疲劳、润滑不良、污染物进入和不当使用等。
首先，材料疲劳是滚动轴承故障的主要原因之一、滚动轴承通常由金属材料制成，例如钢或铝合金。
在使用过程中，由于承受重载或频繁启停等原因，轴承的内、外圈以及滚动体可能会发生应力集中，从而导致材料疲劳。
当材料疲劳达到一定程度时，轴承可能会发生裂缝或断裂故障。
其次，润滑不良也是导致滚动轴承故障的重要原因。
良好的润滑对于滚动轴承的正常运转至关重要。
在运行中，轴承内的滚动体和内、外圈需要通过润滑剂来减少摩擦和磨损。
如果润滑剂不足或失效，轴承表面间的摩擦会增加，导致磨损加剧，最终使轴承故障。
此外，污染物进入也会导致滚动轴承故障。
在工作环境中，空气中可能存在灰尘、沙粒或颗粒等杂质，如果这些污染物进入到滚动轴承内部，它们会磨损轴承表面，导致摩擦增加和轴承故障。
最后，不当使用也可能引起滚动轴承故障。
这包括错误的装配、过载、轴向或径向间隙不符合要求等。
不当使用会给滚动轴承带来超负荷或不均匀载荷，导致轴承变形或损坏。
总之，滚动轴承故障的机理是多方面的。
材料疲劳、润滑不良、污染物进入和不当使用都可能导致滚动轴承故障。
因此，在使用和维护滚动轴承时，我们应该注意保持良好的润滑、避免污染物进入、正确安装和使用，并定期检查轴承的状态，及时发现并处理潜在的故障问题，以确保设备的正常运转。
滚动轴承的故障现象及原因分析
滚动轴承的故障现象及原因分析滚动轴承是机械设备中常用的一种轴承形式，由内圈、外圈、滚子和保持架组成。
它的主要作用是承载和传递旋转运动或轴向运动的载荷。
然而，在实际的使用过程中，滚动轴承可能会出现各种故障现象。
下面，我将从滚动轴承的故障现象和原因两个方面进行分析。
一、故障现象：1.轴承过热：滚动轴承过热通常表现为温度升高。
过高的温度会导致润滑剂失效，加剧摩擦和磨损，最终导致轴承损坏。
2.噪音：滚动轴承在工作时会发出异常的噪音。
噪音通常由于轴承的松动、减速器齿轮偏心或不平衡导致的振动引起，也可能是轴承部分损坏或磨损的结果。
3.卡住：滚动轴承可能会发生卡死现象，即不能正常转动。
卡住通常由于外部污染物进入轴承内部，或者内外圈之间的配合不当引起。
4.弹性不良：滚动轴承在运转时可能会出现弹性不良现象，即出现过大的变形或破裂。
弹性不良通常由于材料强度不足，或者过载运转和外部冲击引起。
5.寿命短：滚动轴承的使用寿命取决于材料质量、制造工艺和使用环境等因素。
如果这些方面存在问题，轴承的寿命可能会显著减少。
二、原因分析：1.润滑不良：润滑不良是导致滚动轴承故障的常见原因之一、润滑不良会导致轴承过热、摩擦增大和磨损加剧。
常见导致润滑不良的原因包括润滑油质量不合格、润滑油脂添加不足等。
2.过载运转：滚动轴承在过载运转时会受到较大的载荷，使得轴承的压力和摩擦增大，加速磨损和损坏。
过载运转通常是由于设备设计不合理、外部冲击或负载突然变化等原因引起的。
3.安装不当：滚动轴承的安装不当会导致内外圈之间的配合间隙不合适，产生轴承松动或过紧，引起摩擦增大和磨损。
安装不当还可能导致载荷不均匀分布，使得特定部位的轴承负荷过大而损坏。
5.材料质量问题：滚动轴承的材料质量直接影响其使用寿命和性能。
低质量的材料容易导致强度不足、易磨损和易断裂等问题，从而缩短滚动轴承的使用寿命。
综上所述，滚动轴承的故障现象和原因分析包括轴承过热、噪音、卡住、弹性不良、寿命短等故障现象，其原因包括润滑不良、过载运转、安装不当、环境污染和材料质量问题。
滚动轴承的故障机理及诊断讲义
4.轴承故障分析 图2是一台三柱塞注水泵轴承的包络谱。泵转速335rpm，排出压力25MPa，流量16m3/h， 驱动电机功率132KW，电机转速985rpm，电机与泵通过皮带传动。泵轴承为双排球面滚子轴承，型号22330。 根据轴承尺寸计算的轴承故障频率如下： 内圈故障频率BPIR=49.6Hz 外圈故障频率BPOR=34.2Hz 滚动体BSF=14.7Hz 保持架FTF=2.3Hz 曲轴转频f0=335rpm/60s=5.58Hz
旋转设备约有30%的故障是因滚动轴承引起的，因滚动轴承抱轴、保持架散落造成转子严重损坏给设备造成的损失是巨大的。最初的轴承故障诊断是靠有经验的设备管理和维修人员利用听音棒来判断，只能发现处于晚期的故障，不能及时发现处于早、中期的轴承故障，从而造成设备故障的扩展，并延缓维修时间。随着设备监测诊断技术的发展，各种信号分析与处理技术被用于轴承的故障诊断。
⒌擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接触面受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成接触面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
轴承失效通常划分为四个阶段： 第一阶段：在轴承失效的初始阶段，故障频率出现在超声频段。有多种信号处理手段能够检测到这些频率，如峰值能量gSE、应力波PeakVue、包络谱ESP、冲击脉冲SPM等。此时，轴承故障频率在加速度谱和速度频谱图上均无显示。
请各位专家给予批评指正!
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。10、雨中黄叶树，灯下白头人。。11、以我独沈久，愧君相见频。。12、故人江海别，几度隔山川。。13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。14、他乡生白发，旧国见青山。。15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。16、行动出成果，工作出财富。。17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。9、没有失败，只有暂时停止成功！。10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。13、不知香积寺，数里入云峰。。14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。17、空山新雨后，天气晚来秋。。9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11、越是没有本领的就越加自命不凡。12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。16、业余生活要有意义，不要越轨。17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。
滚动轴承的故障机理与诊断
温度诊断法
总结词
通过测量轴承的温度变化，判断轴承的工作状态是否正常。
详细描述
温度诊断法是一种间接的滚动轴承故障诊断方法。通过在轴承座或轴承端盖上安装温度传感器，监测轴承的工作 温度，可以判断轴承的工作状态是否正常。如果温度过高或温差过大，可能表明轴承存在故障，如润滑不良、摩 擦过大等。
04
滚动轴承故障诊断实例
实例一：振动诊断法的应用
01
总结词
振动诊断法是通过监测滚动轴 承的振动信号来判断其运行状
态的方法。
02
详细描述
振动诊断法具有非破坏性、实 时性等优点，通过分析振动信 号的频率、幅值和波形等信息 ，可以识别滚动轴承的故障类 型和位置，以及评估故障的严
重程度。
03
总结词
振动诊断法需要使用专业的振 动测量仪器，如振动分析仪或 频谱分析仪，对滚动轴承进行
促进智能化发展
随着工业4.0和智能制造的推进，对设备的监测和故障诊断要求越来越高。滚动轴承的故 障机理与诊断研究有助于推动设备智能化的发展，提高生产效率和产品质量。
对未来研究的建议
01
加强跨学科合作
滚动轴承的故障机理与诊断涉及多个学科领域，如机械工程、材料科学
、信号处理等。建议加强跨学科合作，综合运用各学科的理论和方法，
其在实践中的可行性和效果。
THANKS
声学诊断法
要点一
总结词
通过测量轴承的声学信号，分析其频率和幅值等信息，判 断轴承的故障类型和程度。
要点二
详细描述
声在 轴承座或轴承端盖上安装声学传感器，采集轴承的声学信 号，然后分析这些信号的频率和幅值等信息，可以判断轴 承是否存在故障以及故障的类型和程度。常见的故障类型 包括轴承内圈、外圈和滚动体的故障等。声学诊断法的优 点是可以在线监测轴承的工作状态，但受环境噪声影响较 大。
滚动轴承故障诊断分析
滚动轴承故障诊断分析滚动轴承是机械设备中常见的关键部件之一，其工作状态直接关系到设备的稳定性和可靠性。
因此，对滚动轴承的故障诊断分析具有重要的意义。
本文将从滚动轴承的故障类型、故障诊断方法等方面进行详细分析，并给出相应的解决方案。
首先，滚动轴承的故障类型主要有疲劳、磨损、锈蚀、杂质和润滑不良等几种。
疲劳是滚动轴承最常见的故障类型之一、当滚动轴承在长期高速运转或负荷过重的情况下，会引起轮廓形状的改变，从而导致疲劳断裂。
对于这种故障，可以通过定期检查和维护来延长轴承的使用寿命。
磨损是指滚动轴承在摩擦和磨削的作用下，导致轴承零件表面的材料损失。
主要有磨损、磨粒和烧伤等。
对于这种故障，可以通过增加润滑剂的使用量、选择合适的润滑剂和改善润滑条件来解决。
锈蚀是指滚动轴承在潮湿环境下，由于润滑不良或长期闲置等原因，轴承表面产生氧化而导致的故障。
对于这种故障，应注意轴承的密封和润滑条件，及时更换润滑剂和防护涂层，确保轴承的正常运转。
杂质是指滚动轴承中的异物，如尘埃、粉末、金属屑等。
这些杂质会导致轴承卡死、摩擦增大等故障。
对于这种故障，应定期清洗和更换润滑剂，保持滚动轴承的清洁。
润滑不良是滚动轴承的故障的主要原因之一、轴承在运转时，需要有足够的润滑剂来减小摩擦和磨损。
如果润滑不良，会导致轴承失效。
对于这种故障，应定期检查润滑剂的使用情况和润滑条件，进行必要的维护和更换。
其次，滚动轴承的故障诊断方法主要有故障模式识别、振动分析和声学诊断等。
故障模式识别是根据滚动轴承故障表现的各种特征，进行故障模式的分类和判断。
通过对轴承工作状态的观察和记录，可以对轴承的故障模式进行准确识别，为后续的维修提供参考。
振动分析是通过对滚动轴承振动信号的采集和分析，来判断轴承的工作状态。
不同的故障模式会产生独特的振动信号，通过对这些信号的频谱分析和时域分析，可以准确诊断出轴承的故障类型和程度。
声学诊断是通过对滚动轴承工作时产生的声音进行分析和判断。
滚动轴承故障诊断
类比判定标准
•对若干同一型号轴承在相同条件下在同一部位进行振动检测，并将
滚动轴承故障诊断振值相互比较进行判断标准
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简易诊疗
振动信号简易诊疗法
振幅值诊疗法
• 振幅值指峰值、均方根值
滚动轴承故障诊疗 故障诊疗技术
• 峰值反应是某时刻振幅最大值，因而它适合用于像表面点蚀损伤之 类含有瞬时冲击故障诊疗；对于转速较低情况（如300r/min以下）， 也常采取峰值进行诊疗
滚动轴承故障诊断
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振动测量
传感器选择与固定方式
滚动轴承振动可能是频率为1kHz以下低频脉动，也 有可能是频率在1kHz以上，数千赫兹甚至数十千赫 兹高频振动，通常二者皆有
传感器获取信号应同时覆盖上述两个频带 传感器尺寸和重量应尽可能小 提议采取钢制螺栓固定
滚动轴承故障诊断
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➢ 轴承结构特点引发振动 ➢ 轴承制造装配原因引发振动 ➢ 故障缺点引发振动
磨损 胶合 疲劳剥落损伤
滚动轴承故障诊断
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振动原因分析---故障缺点引发振动(1)
滚动轴承故障诊疗 振动机理
轴承磨损
伴随磨损进行，振动加速度峰值和RMS值迟缓上升，振动信 号展现较强随机性
峰值与RMS值比值从5左右逐步增加到5.5～6
普通所说轴承寿命就是指轴承疲劳寿命
滚动轴承额定寿命
• 在滚道或滚动体上出现面积为0.5mm2疲劳剥落坑就认为轴 承寿命终止
• 同一批轴承中，最高寿命与最低寿命能够相差几十倍甚至 上百倍，所以正确诊疗轴承故障能够合理利用轴承寿命
滚动轴承故障诊断
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常见故障形式
磨损
滚动轴承常见故障及原因分析
滚动轴承常见故障及原因分析1.故障形式（1）轴承转动困难、发热；（2）轴承运转有异声；（3）轴承产生振动；（4）内座圈剥落、开裂；（5）外座圈剥落、开裂；（6）轴承滚道和滚动体产生压痕。
2.故障原因分析（1）装配前检查不仔细，轴承在装配前要先清洗并认真检查轴承的内外座圈、滚动体和保持架，是否有生锈、毛刺、碰伤和裂纹；检查轴承间隙是否合适，转动是否轻快自如，有无突然卡止的现象；同时检查轴径和轴承座孔的尺寸、圆度和圆柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。
对于对开式轴承座，要求轴承盖和轴承底座接合面处与外座圈的外圆面之间，应留出0.1mm~0.25mm间隙，以防止外座两侧“瓦口”处出现“夹帮”现象导致的间隙减小，磨损加快，使轴承过早损坏。
（2）装配不当。
装配不当会导致轴承出现上述的各种故障形式，以及以下的几种情况：A.配合不当轴承内孔与轴的配合采用基孔制，轴承外圆与轴承座孔的配合采用基轴制。
一般在正常负荷情况下工作的离心泵、离心机、减速机、电动机和离心式压缩机的轴与轴承内座圈，采用j5，js5，js6，k5，k6，m6配合，轴承座孔与轴承外座圈采用j6，j7配合。
旋转的座圈（大多数轴承的内座圈为旋转座圈，外座圈不为旋转座圈，少部分轴承则相反），通常采用过盈配合，能在负荷作用下避免座圈在轴径和轴承座孔的配合表面上发生滚动和滑动。
滚动轴承常见故障原因分析但有时由于轴径和轴承座孔的尺寸测量不精确或配合面粗糙度未达到标准要求，造成过大的过盈配合，使轴承座圈受到很大挤压，从而导致轴承本身的径向间隙减少，使轴承转动困难、发热，磨损加剧或卡死，严重时会造成轴承内外座圈在按装时开裂。
不旋转座圈常采用间隙或过盈不大的配合，这样不旋转座圈就有可能产生微小的爬动，而使座圈与滚动体的接触面不断更换，座圈滚道磨损均匀。
同时也可以消除轴因热伸长而使轴承中滚动体发生轴向卡住的现象。
但过大的间隙配合，会使不旋转座圈随滚动体一同转动，致使轴（或轴承座孔）与内座圈（或外座圈）发生严重磨损，而出现摩擦使轴承发热、振动。
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六、测试分析方法
⒉测试参数选取
吐哈油田分公司 TUHA OIL FIELD
带通滤波器的中心频率应选在传感器安装谐振频率的中心，谐 振频率通过现场测试确定，图1所示是磁座安装的加速度传感器的 谐振频率，上限频率选在10KHz之上。
包络谱的谱线数一般选800条或1600条，谱线数多则频率分辨 率好。
⒊判断标准
根据轴承尺寸计算的轴承故障频率如下：
内圈故障频率BPIR=49.6Hz
外圈故障频率BPOR=34.2Hz
滚动体BSF=14.7Hz
保持架FTF=2.3Hz
曲轴转频f0=335rpm/60s=5.58Hz
六、测试分析方法
吐哈油田分公司 TUHA OIL FIELD
经过包络处理之后，不平衡、松动、皮带轮偏斜、轴向窜 动等频率都被滤掉了，只用考虑轴承故障和泵进排液阀冲击。 而进排液阀产生的冲击频率是泵转频的1、3、6 ···倍，包络谱 中主要频率分量是43Hz、87Hz、130Hz、260Hz，不是转频 5.58Hz的倍频分量，由此断定故障不是由泵进排液阀窜扰引起 的。当轴承跑内圆或轴承磨损使间隙增大时也会在包络谱上产 生转频及其谐波分量。经过比对，这些频率分量是滚动体故障 频率14.7Hz的3、6、9、18倍频，表明滚动体出现故障，并且 很严重。
滚动轴承的故障机理及诊断
朱荣乾 杨涛 刘光勇 陈建宇 中国石油吐哈油田公司技术监测中心
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滚动轴承的故障机理及诊断
朱荣乾 杨涛 刘光勇 陈建宇 中国石油吐哈油田公司技术监测中心
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• 摘要：本文介绍了滚动轴承的故障类型和发展历 程，轴承故障频率的计算公式和包络分析的原理 ，并通过实例介绍了滚动轴承的诊断方法。
• 关键词：轴承；故障；诊断；包络
一、引言
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旋转设备约有30%的故障是因滚动轴承引起的，因 滚动轴承抱轴、保持架散落造成转子严重损坏给设备造 成的损失是巨大的。最初的轴承故障诊断是靠有经验的 设备管理和维修人员利用听音棒来判断，只能发现处于 晚期的故障，不能及时发现处于早、中期的轴承故障， 从而造成设备故障的扩展，并延缓维修时间。随着设备 监测诊断技术的发展，各种信号分析与处理技术被用于 轴承的故障诊断。
一、引言
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振动加速度信号的波峰因数是指时域波形的峰值与均方根值之
比，这种方法只适用于轴承点蚀故障的诊断；冲击脉冲技术
(Shock Pulse Method)是瑞典SKF公司多年对轴承故障机理研究的
基础上发明的，它依据滚动轴承在出现疲劳剥落、裂纹、磨损时
产生的脉冲性振动强弱判断轴承故障，这种方法受使用者经验、
转速对轴承包络谱幅值的影响很大，转速越高，幅值越大。因 此，不同转速的轴承，其判断标准也是不同的。最好的判断标准 ，是对同一类设备，在相同工况下，比较其包络谱幅值；或者同 一台设备，不同时段的包络谱幅值趋势。
[ m/ s ^2] 2. 8 2. 4 2 1. 6 1. 2
800m 400m
0 0
Four i er Spect r um( Vi b) - I nput ( Magni t ude) Wor ki ng : I nput : I nput : FFT Anal yzer
些部件因长时间承受交变载荷的作用，首先从接触表面以下最大 交变切应力处产生疲劳裂纹，继而扩展到接触表面在表层产生点 状剥落，逐步发展到大片剥落，称之为疲劳剥落。疲劳剥落往往 是滚动轴承失效的主要原因，一般所说的轴承寿命就是指轴承的 疲劳寿命。
二、滚动轴承的故障形式 吐哈油田分公司 TUHA OIL FIELD
(1
d D
cos )
f0
滚动体：BSF
D 2d
[1
(
d D
cos
)2 ]
f0
保持架：FTF
1 2
(1
d D
cos
)
f0
式中：
n——滚动体数目
d——滚动体直径
D——轴承节径，即外环内径与内环外径的平均值
θ——接触角
对于推力轴承，接触角θ为90°。
四、轴承故障频率计算
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设备干扰因素影响较大。美国Entek-IRD公司的峰值能量(Spike
Energy)技术通过检测高频振动的尖峰诊断轴承的故障；CSI公司
的PeakVue技术通过检测轴承产生的应力波诊断轴承故障，对低
速轴承故障信号也有良好的响应；这两种技术诊断准确，但是仪
器价格偏高。包络分析是采用共振解调技术诊断滚动轴承故障，
图3、损坏的轴承内圈滚道
七、结束语
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了解轴承故障的形式和轴承故障的发展 阶段，对于诊断轴承故障是十分必要的。 掌握轴承故障诊断的分析原理和方法是准 确诊断轴承故障的前提。
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请各位专家给予批评指正!
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.11.1220.11.12Thursday, November 12, 2020
之内。包络分析采用带通滤波器，通常选取以加速度传感器安装
共振频率为中心的频带做为载波频率，使微弱的轴承故障信号搭
载在高幅值的谐振频段传递出来，否则高频低幅的轴承故障信号
在多个界面经过反射、衰减之后，传感器很难拾取。再对所测信
号进行绝对值处理，之后采用低通滤波，即可获得调制信号的包
络线，然后进行快速傅立叶变换FFT，便可得到轴承的包络谱，这
• 第四阶段：在加速度和速度频谱图上均能看到轴承故障频率 的基频和高次谐波，并伴随有转速频率的边频带，各种手段所 测频谱图的基底噪音水平升高，继而轴承故障频率开始消失被 随机振动或噪音代替。能明显听到故障轴承产生的噪声。此时 轴承已处于危险状态。
四、轴承故障频率计算
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三、轴承故障的发展历程 吐哈油田分公司 TUHA OIL FIELD
轴承失效通常划分为四个阶段：
• 第一阶段：在轴承失效的初始阶段，故障频率出现在超声 频段。有多种信号处理手段能够检测到这些频率，如峰值能 量gSE、应力波PeakVue、包络谱ESP、冲击脉冲SPM等。 此时，轴承故障频率在加速度谱和速度频谱图上均无显示。 第二阶段：轻微的轴承故障开始激起轴承元件的固有频段 ，一般在500～2KHz范围内。同时该频率还作为载波频率调 制轴承的故障频率。起初只能观察到这个频率本身，后期表 现为在固有频率附近出现边频。此时，轴承仍可安全运转。
个过程也称为共振解调。
六、测试分析方法
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1、传感器放置
滚动轴承的故障检测主要采用加速度传感器，电涡流位移 传感器和磁电式速度传感器不适用于滚动轴承的故障检测。加 速度传感器的固定方法通常有双头螺栓、磁座、探针。以 Entek-IRD公司的970i传感器为例，在安放稳固的情况下，双头 螺栓的安装谐振频率大约在27KHz附近，磁座安装的谐振频率 约在7KHz附近，探针安装的谐振频率大约在1.6KHz附近。前 两种安装方式都适用滚动轴承的故障检测，探针安装方式不但 谐振频率低，而且对高频振动衰减较大，不适宜滚动轴承故障 的检测。
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5.40KHz
2k
4k
6k
8k
10k
12k
[ Hz]
图1、传感器的安装谐振频率
六、测试分析方法
4.轴承故障分析
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图2是一台三柱塞注水泵轴承的包络谱。泵转速335rpm，排出压力 25MPa，流量16m3/h， 驱动电机功率132KW，电机转速985rpm， 电机与泵通过皮带传动。泵轴承为双排球面滚子轴承，型号22330。
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轴承故障会产生周明性的冲击振动信号，通常是高频低幅值
信号，在故障的早期和中期，因不平衡、不对中、松动等故障的
幅值较高，在常规速度谱和加速度谱难以观察到轴承的故障频率
。现场使用最多的是带磁座的压电加速度传感器，对常规振动通
常取传感器安装共振频率的1/3，以保证所测谱线幅值在线性范围
六、测试分析方法
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加速度传感器一般安装在轴承承受载荷的方向，对于 水平放置联轴器传动的设备，传感器安放在轴承座下方； 对于皮带传动的设备，传感器安放在两皮带轮连线方向轴 承座内侧。在测试之前，一定要了解轴承座的结构，避免 把轴承安放的轴承座空腔处，这样轴承的高频信号衰减很 大。采用磁座方装方式，需清理掉不平或过厚的油漆。
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Four i er Spect r um( Vi b) - I nput ( Magni t ude) Wor ki ng : I nput : I nput : FFT Anal yzer
6 43.0Hz
5
87.0Hz 4
3 5.0Hz 2
应用广泛，效果也不错，许多监测仪器采用这一技术。
二、滚动轴承的故障形式 吐哈油田分公司 TUHA OIL FIELD
滚动轴承在正常情况下，长时间运转也会出现疲劳剥落和磨 损。而制造缺陷、对中偏差大、转子不平衡、基础松动、润滑油 变质等因素会加速轴承的损坏。滚动轴承的主要故障形式与原因 如下。
• ⒈疲劳剥落 滚动轴承的内外滚道和滚动体交替进入和退出承载区域，这
• ⒉磨损 长时间运转使轴承的内外滚道和滚动体表面不可避免地产生磨损，持
续地磨损使轴承间隙增大，振动和噪声增加。润滑不良和硬质颗粒进入 滚道会加速轴承的磨损。