基于振动分析的轴承故障检测方法分析

基于振动分析的滚动轴承故障诊断技术概述及发展趋势

科技信息
。机械与电子０
ＳＩＮＣＣＥＥ＆ＴＣＮＯＧＦＲＥＨＯＬＹＩＯＭＡＴＯＮＩＮ
２１０１年
第２３期
基于振动分析的滚动轴承故障诊断技术概述及发展趋势
滕丽丽唐涛王明锋（山东滕州兖矿鲁南化肥厂山东滕州２７２）７５７
０前言
滚动轴承是机械设备中最常用也最易损坏的零件之一。据不完全统计．旋转机械的故障约有３％是因滚动轴承引起的。滚动轴承有多０种损坏形式，常见的有磨损失效、疲劳失效、腐蚀失效、断裂失效、压痕失效和胶合失效。
１滚动轴承的振动特征
一
２滚动轴承的振动诊断ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法
从振动信号中分析出故障并不是很简单。在滚动轴承的振动诊断中，常用的诊断方法有倒频谱分析、较特征参数分析法、冲击脉冲法、包络分析法、小波分析等：２１倒频谱分析法．倒频谱分析也称为二次频谱分析，是对信号ｘｔ（作进一步的谱分）析而得到的，中较常用的一种工程用定义为：其
ｌ１Ｉ２
（）ｆ１０Ｉ＝Ｆ｛ｒ９｝
工程上常用其开方．称为倒频率．即
ｃ（）、（＝（ ∽ ）ｒ：／ｒＩ１）１
其中：｛为傅里叶逆变换：Ｆ。｝ｒ为时间变量，。ｓ通过对滚动轴承典型故障的振动信号功率谱和倒频谱的比较分析．可知倒频谱能将主要的信息从复杂的频率成分和噪声中识别出来，能较好地辨别出故障特征频率和其它特征频率在相关文献中采用倒频谱分析技术准确．快速地判定故障发生在轴承滚动体上。２２特征参数分析法．２．时域特征参数分析．１２时域的特征参数分析包括有效值．峰值．峰值因子。峭度指标等方法。有效值是指振动振幅的均方根值．表现滚动轴承振动的瞬时值随着时间在不断地进行变化．可用于检测表面皱裂无规则振动波形的异３基于振动分析的滚动轴承故障诊断技术发展趋势常．但对表面剥落或伤痕等具有瞬变冲击振动的异常是不适用的：峰值是在某个时间内振幅的最大值．对瞬时现象也可得出正确的指示３１各种振动信号处理技术信号之间的融合．随着机械故障诊断技术的发展．单一的信号处理技术已不能很好值，对滚动体对保持架的冲击及突发性外界干扰、或灰尘等原因引起的瞬时振动比较敏感：峰值因子是峰值与有效值的比．该值适用于点地满足故障诊断要求．各种信号处理技术相互融合成为发展方向比蚀类故障的诊断。通过对峰值因子值随时间变化趋势的监测，以有如小波分形、可包络小波、分形神经网络、模糊神经网络及传统的振动技频带能量分析和包络效地对滚动轴承进行早期预报，能反映故障的发展趋势：并峭度指标术结合等。唐贵基提出了一种基于小波包分析、Ｋ定义为归一化的４阶矩．于其振幅满足正态分布规律的无故障分析相结合的滚动轴承故障诊断方法ｖ对首先利用小波包将滚动轴承振轴承。峭度指标值约为３随着故障的出现和发展，其，峭度指标值具有动信号分解到不同的节点上．然后求出各频率段的能量．根据频带能与峰值因子类似的变化趋势：量的变化情况．出滚动轴承的故障所在的频带最后对故障频带的找重构信号做包络谱，将谱峰处的频率同滚动轴承的故（转第９下５页）２．频域特征参数分析．２２

振动信号频谱分析法检测铁道车辆滚动轴承故障初探

（）３运用中的车辆轴承故障检测，主
要是依靠红外线轴温探测器或检车员手摸轴承表面，其温度的高低来判别是否以
一
（）用本法后，但能提高滚动轴１采不
有故障。
２２在问题．存
通过电测手段．将这些物理量测取并记可
２目前车辆滚动轴承的检测方法及效应有振动、声、度、力和应变等。子数量。．噪温压存在的问题
２１查方法．检
对外圈擦伤的滚动轴承采用单个轮
信号，换成相应的电信，后进行时域转中轴承的振动信号，根据其信号规转然再
一
频域变换，成振动信号频谱图（频律，度、率判断是否有故障。形即幅频实验结果证明，如此简单的方法也能用分析仪消除人工经验判别所产生的不稳定因素，检测准确性是可以信赖的。其
机械设备的各种状态和运转过程，通
荷与热切事故密切相关，荷对轴承寿命中的应用载
常以其 “ 次效应 ” 映出来，型的二次滚子中心间直径；为滚子直径；为滚二反典ＤＭ
４结论、
，作外观检查，用人工手旋轮对上的轴率分布图）通过对轴承运转时各配件特即障，认为有故障，退轴检查，则继续本原理见图１如再否。投入使用。

轴承故障诊断原理

轴承故障诊断原理引言：轴承是工业中常见的一种重要零部件，广泛应用于各种机械设备中，承担着支撑和传递载荷的重要功能。

然而，由于工作环境的恶劣和长时间的使用，轴承往往容易出现各种故障。

因此，轴承故障的诊断和预测具有重要意义。

本文将介绍轴承故障的诊断原理，帮助读者更好地了解轴承故障的表现和诊断方法。

一、振动信号分析法振动信号分析法是一种常见的轴承故障诊断方法。

通过采集轴承振动信号，分析其频谱和波形，可以判断轴承故障类型。

例如，当轴承内环故障时，振动信号的频谱会出现特征频率和倍频的峰值，波形会有明显的冲击和脉冲信号。

而当轴承外环故障时，振动信号的频谱则会出现特征频率和倍频的谷值，波形会有较为规则的周期性振动。

通过分析振动信号，可以准确判断轴承故障类型，并及时采取维修措施。

二、声音信号分析法声音信号分析法是另一种常用的轴承故障诊断方法。

通过采集轴承工作时的声音信号，分析其频谱和波形，可以判断轴承故障类型。

例如，当轴承出现裂纹或磨损时，会产生高频的杂音信号；当轴承出现滚珠错位或脱落时，会产生低频的冲击声。

通过分析声音信号，可以快速准确地判断轴承故障类型，从而采取相应的维修措施。

三、温度信号分析法温度信号分析法是一种简单有效的轴承故障诊断方法。

通过监测轴承的温度变化，可以判断轴承是否存在故障。

例如，当轴承内环故障时，由于摩擦和磨损产生的热量增加，轴承温度会升高；当轴承外环故障时，轴承温度则会降低。

通过分析温度信号，可以及时察觉轴承故障，并采取相应的维修措施。

四、油液分析法油液分析法是一种常用的轴承故障诊断方法。

通过对轴承工作时的润滑油进行取样分析，可以判断轴承的磨损和污染情况。

例如，当轴承出现磨损时，润滑油中会出现金属颗粒和磨粒；当轴承受到污染时，润滑油中会出现水分和杂质。

通过分析油液信号，可以及时判断轴承的工作状态，进行维护和更换。

五、红外热像仪诊断法红外热像仪诊断法是一种非接触式的轴承故障诊断方法。

通过使用红外热像仪对轴承进行热像检测，可以观察轴承的温度分布情况。

轴承故障检测、诊断、分析技巧

为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，必须保养、检测、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。

对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等，根据检测结果，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。

一、异常旋转音分析诊断异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。

相对而言，使用电子听诊器进行监测，更有利于提高监测的可靠性。

轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。

异常声响所反映的轴承故障如下：1、轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。

一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。

若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。

应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。

2、轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。

声响的周期与轴承的转速成正比。

应对轴承进行更换。

3、轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。

声响强度较小，与转数没有联系。

应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。

4、轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。

声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。

二、振动信号分析诊断轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。

所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。

利用振动信号分析故障诊断方法研究

利用振动信号分析故障诊断方法研究引言：振动信号是一种常见的故障诊断手段，通过对机械或电气设备产生的振动信号进行分析，可以有效地判断设备的工作状态和潜在故障。

近年来，随着科学技术的发展，振动信号分析在工业领域得到了广泛的应用。

本文旨在探讨利用振动信号分析进行故障诊断的方法及其研究意义。

一、振动信号分析的原理振动信号是机械设备在运行过程中由于内部结构、运动部件等原因所产生的振动，其特征包括振动频率、振幅、相位等。

振动信号分析的核心原理是通过对振动信号的频谱分析，确定故障特征频率，从而判断设备是否存在故障。

二、常见的振动信号分析技术1. FFT频谱分析快速傅里叶变换(FFT)是一种基于傅里叶变换的频谱分析方法，通过FFT分析振动信号的功率谱密度，可以得到频率信息。

利用频谱分析技术，可以检测设备内部的故障频率，如轴承的谐波频率、齿轮的啮合频率等。

2. 小波分析小波分析是一种时频分析方法，通过对振动信号进行小波变换，可以同时获得时域和频域的信息。

小波分析相对于FFT分析更具优势，可以有效地提取出瞬时频率、瞬时幅值等特征，对非平稳信号的分析具有较好的效果。

3. 非线性分析振动信号中包含了丰富的非线性特征，如共振、周期倍频、离散谱等，通过对振动信号进行相空间重构、Lyapunov指数计算等非线性分析方法，可以有效地判断设备是否存在故障。

三、利用振动信号分析故障诊断的应用振动信号分析在工业领域具有广泛的应用，可以用于早期故障预测、设备状态监测、故障诊断等方面。

1. 早期故障预测通过对设备产生的振动信号进行分析，可以提前检测到设备存在的潜在故障，并采取相应的维护措施。

例如，在风力发电机组中，通过监测主轴箱的振动信号可以判断主轴箱内轴承是否存在异常磨损，从而预测轴承故障的发生时间。

2. 设备状态监测振动信号可以反映设备的实时工作状态，通过对振动信号的监测与分析，可以及时了解设备的运行情况。

例如，在石油钻机上安装振动传感器，可以实时监测钻杆的振动情况，通过对振动信号的分析，可以判断钻具是否受损，避免钻具折断等事故的发生。

滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法

滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法目录一、内容综述 (2)二、滚动轴承振动信号分析 (3)1. 滚动轴承工作原理及结构特点 (4)2. 振动信号产生机制 (5)3. 振动信号采集与处理 (6)三、齿轮振动信号分析 (7)1. 齿轮工作原理及故障类型 (8)2. 振动信号特征提取 (10)3. 齿轮故障识别与诊断 (11)四、滚动轴承与齿轮振动信号分析方法 (12)1. 时域分析 (13)2. 频域分析 (14)3. 时频域联合分析 (16)五、故障诊断方法 (17)1. 基于振动信号特征的故障诊断 (18)2. 基于模型的故障诊断 (20)3. 基于智能算法的故障诊断 (21)六、实验与应用实例 (22)1. 实验设计 (24)2. 实验结果与分析 (25)3. 应用实例介绍 (26)七、结论与展望 (28)1. 研究结论 (29)2. 展望未来发展趋势 (29)一、内容综述本文档旨在全面阐述滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法的研究现状、发展趋势及其重要性。

随着工业领域的快速发展，滚动轴承和齿轮作为机械设备中的关键部件，其运行状态的正常与否直接关系到整个系统的稳定性和效率。

针对滚动轴承和齿轮的振动信号分析以及故障诊断方法的研究具有极其重要的实际意义。

滚动轴承和齿轮的故障诊断主要依赖于振动信号分析，通过对振动信号的特征提取和模式识别，实现对设备状态的实时监测和故障诊断。

随着信号处理技术和人工智能技术的不断进步，滚动轴承和齿轮振动信号分析的方法日趋成熟，为设备的故障诊断提供了有力的技术支持。

本文首先概述了滚动轴承和齿轮的基本结构、工作原理及其在机械设备中的重要地位。

然后重点介绍了振动信号分析的基本原理和方法，包括信号采集、特征提取、模式识别等关键环节。

接着详细阐述了基于振动信号的故障诊断方法，包括传统方法如频谱分析、包络分析等，以及近年来新兴的基于机器学习和深度学习的诊断方法。

对滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法的未来发展趋势进行了展望。

轴承振动特征分析

轴承振动特征分析轴承是机械设备中常用的关键元件之一，其质量和工作状态对设备的性能和寿命有着重要的影响。

轴承振动特征分析是评估轴承工作状态和健康状况的重要手段，可以通过振动信号的分析和处理，获取轴承正常和异常工作状态的特征参数，从而判断轴承是否存在异常故障。

1.轴承振动信号采集与分析：通过安装合适的振动传感器（如加速度计、速度计等）在轴承或设备上采集振动信号，并进行信号分析和处理。

常用的分析方法包括时域分析、频域分析和时频域分析等。

在时域分析中，可以观察到振动信号的波形特征，如振幅和频率的变化；在频域分析中，可以通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，进而分析信号的频谱特征，如频率和幅值的分布；在时频域分析中，可以结合时域和频域的特点，利用小波分析等方法研究信号的瞬态特性和频率特性。

2.轴承故障诊断与判定：通过对轴承振动信号的分析，可以判断轴承是否存在故障，如内圈和外圈的裂纹、滚道的磨损、滚珠的损坏等。

常见的故障特征参数包括峰值、峰值因子、峭度、波形指标、频谱指标等。

例如，当轴承存在内圈裂纹时，振动信号会出现高频峰值，而当存在滚珠损坏时，振动信号会出现冲击信号等。

通过识别和提取这些故障特征参数，可以进行故障类型的判定和诊断。

3.轴承故障预测与预警：根据轴承振动信号的变化规律，可以对轴承的剩余寿命进行预测和评估，从而提前进行维修和更换。

常见的预测方法包括统计模型、神经网络模型、遗传算法等。

通过对大量实际运行数据的分析和建模，可以建立轴承故障预测模型，根据振动信号的变化趋势和特征参数的变化情况，预测轴承的寿命和故障时间，提前进行维修和预防措施，以降低故障风险和成本损失。

4.轴承振动特征分析的应用与发展：轴承振动特征分析已经广泛应用于各个领域，如机械制造、航空航天、电力、石油化工等，对轴承的安全运行和性能提升起到了重要的作用。

未来，随着传感技术、智能化技术等的发展，轴承振动特征分析将更加精细化和自动化，可以实时监测和分析轴承的振动信号，提前预警故障风险和进行状态评估，从而实现设备的智能化管理。

滚动轴承振动信号特性分析

滚动轴承振动信号特性分析滚动轴承是一种常见的机械元件，在机械系统中起到支撑转动轴承、减少摩擦和传递载荷的作用。

然而，由于长期使用或其他原因，滚动轴承可能会出现一些故障，如疲劳破坏、过度磨损和松动等。

因此，滚动轴承的振动信号特性分析对于故障检测和预测具有重要的意义。

滚动轴承的振动信号是由于内外圈的滚珠与滚道之间的相对运动而产生的，这些振动信号可以通过加速度传感器等设备进行采集。

基于振动信号的特性分析，可以帮助我们了解滚动轴承在运行过程中的状况，从而判断是否存在故障。

下面将从不同的角度分析滚动轴承振动信号的特性。

首先，可以从时间域来分析滚动轴承的振动信号特性。

利用时间域信号，可以直观地观察到滚动轴承振动信号的波形变化。

通过观察振动信号的幅值和周期，可以初步判断是否存在异常。

通常情况下，正常的滚动轴承振动信号应该是稳定和准周期的。

如果出现振动信号的幅值波动较大或周期不规则，可能表示滚动轴承存在故障。

其次，可以从频域来分析滚动轴承的振动信号特性。

频域分析可以将信号从时域转换为频域，通过频谱图来观察不同频率分量的强度。

通过对滚动轴承振动信号进行傅里叶变换，可以得到其频谱图。

正常的滚动轴承振动信号的频谱图应该是窄带的，且主要集中在轴承的基频和谐波频率上。

如果出现频谱图突然增加了一些频率分量，可能表示滚动轴承存在故障，如滚珠松动、内圈或外圈的损伤等。

此外，滚动轴承的振动信号还可以通过时频分析方法进行特性分析。

时频分析可以将信号的时域信息和频域信息进行联合分析，可以观察到信号在时间和频率上的变化。

通过应用时频分析方法，如短时傅里叶变换（STFT）和小波变换，可以查看滚动轴承振动信号在时间和频率上的瞬态和局部特性。

这种分析方法可以帮助我们检测滚动轴承振动信号的瞬态特征和突变情况，提高故障检测和预测的准确性。

最后，滚动轴承的振动信号特性还可以通过统计学方法进行分析。

通过统计学参数，如均值、标准差和峭度等，可以观察滚动轴承振动信号的集中程度、离散程度和峰态等特性。

基于振动信号的电机轴承故障诊断方法的相关探索

基于振动信号的电机轴承故障诊断方法的相关探索摘要：近年来，随着我国科技的进步，我国机电设备处理技术越来越先进。

电机是现代工业制造中的一项重要驱动设备，这类设备往往组成零件较多，如轴承为电机系统的核心构成部件，其主要作用是减少机械部件之间的消耗摩擦，具有较高的标准性和精度性，使用十分方便。

但轴承属于一种连接部件，一方面来说需要对结构进行支撑，另一方面也会受到机械应力和机械磨损的影响，所以轴承在应用过程中十分容易出现形变或腐蚀，影响轴承的应用，导致其出现故障。

关键词：振动信号；电机轴承；故障诊断；探索方案引言设备状态监测与故障诊断在现代化设备管理与维修中占有重要的地位，也是预防维修的必要条件，其主要技术手段包括振动频谱分析、光谱分析、热成像、声发射、电气信号分析等。

为了满足设备精细化管理需求，防止设备突发故障，提高设备运行可靠性，真正实现由预防性维护向预测性维护转型，最终实现设备故障根源性分析研究的管理模式，设备状态监测与故障诊断技术出现从单一技术分析向多技术融合的趋势发展。

多技术融合的诊断方法对复杂故障诊断提供了多视角的诊断分析，各诊断技术之间形成了相辅相成、互为补充的格局，从而实现降低设备故障率，提高设备综合经济效益的目的。

1基于振动信号下的电机轴承诊断概述振动检测法是一种电机轴承故障中应用最为广泛的主流诊断方案，其主要是对振动信号进行获取并通过振动信号的频率对电机的运行状况进行判断。

首先来说振动信号在获取过程中较为方便，并且振动信号所需要应用的传感器获取价格低廉，具有较高的敏感度，这对于大多数工厂的批量生产来说都有十分重要的意义，能够在有效提高诊断准确率的同时降低生产成本。

而在应用振动信号对电机运行状况进行检查时，振动信号受外界因素影响的状况较低，具有较高的诊断准确性。

相关研究显示，轴承的运行状态与故障诊断中，应用轴承法能够对症状进行明确的同时，避免对轴承的运行造成影响，其价格低廉也获得了较多厂商的信赖。

滚动轴承的状态监测与故障判断

滚动轴承的状态监测与故障判断滚动轴承作为工业设备中常见的零部件之一，承载着机器运行过程中的重要轴向负荷。

滚动轴承的状态监测与故障判断对于设备的正常运行和维护至关重要。

本文将探讨滚动轴承的状态监测技术、故障判断方法以及相关的应用实例。

一、滚动轴承的状态监测技术1. 振动监测技术振动监测是最常见的滚动轴承状态监测技术之一。

通过在轴承上安装振动传感器，可以实时监测轴承运行时所产生的振动信号。

根据振动信号的频率、幅值和波形等特征参数，可以判断轴承的运行状态，从而及时发现轴承的异常情况。

声音监测是利用特定的声学传感器对轴承运行时产生的声音信号进行监测和分析。

通过分析声音的频谱、频率和幅值等参数，可以判断轴承的工作状态和存在的故障问题。

温度监测是通过在轴承上安装温度传感器，实时监测轴承的工作温度。

当轴承发生异常时，温度会升高，通过监测温度的变化可以及时发现轴承故障的存在。

4. 油膜厚度监测技术滚动轴承常常需要润滑油润滑，在轴承内形成一定厚度的油膜以减少摩擦和磨损。

油膜厚度监测技术可通过超声波传感器或其它传感器测量油膜的厚度，判断油膜的完整性和润滑效果，进而判断轴承的工作状态。

二、滚动轴承的故障判断方法1. 振动特征分析法通过对轴承振动信号的频谱分析、包络分析和趋势分析等方法，判断轴承是否存在异常振动，以及具体的故障类型，如轴承内环、外环或滚动体的故障。

通过监测轴承的工作温度，分析温度的变化趋势和幅值变化，判断轴承是否存在异常，例如摩擦热、润滑不良或局部热点等故障。

1. 航空发动机轴承的状态监测与故障判断航空发动机轴承是航空发动机中的重要部件，其状态的监测与故障的判断对飞机的安全运行至关重要。

航空发动机轴承通常采用振动监测和声音监测技术，通过监测振动信号和声音信号的特征参数，判断轴承的工作状态和可能存在的故障问题。

滚动轴承的状态监测与故障判断是工业生产中的重要课题，通过采用多种监测技术和故障判断方法，可以有效地保障轴承的安全运行，延长其使用寿命，提高设备的可靠性和运行效率。

基于振动监测的电机轴承故障智能诊断

基于振动监测的电机轴承故障智能诊断
刘卫星;马越
【期刊名称】《防爆电机》
【年(卷),期】2024(59)2
【摘要】电机轴承故障是电机常见故障之一。

对电机轴承故障进行精确诊断是确
保电机安全稳定运行的必要措施。

现提出了一种基于振动监测的电机轴承故障智能诊断方法。

利用振动加速度传感器监测电机轴承振动,采集电机振动加速度数据,然
后对电机振动加速度数据进行时域分析和频域分析,提取与电机轴承故障相关的时
域特征参数和频域特征参数,再依据电机故障故障特征参数判断电机是否存在轴承
故障。

实际应用表明,电机轴承故障智能诊断方法可对电机轴承故障进行精确诊断。

【总页数】4页(P62-65)
【作者】刘卫星;马越
【作者单位】佳木斯电机股份有限公司;中石化胜利油田分公司海洋采油厂
【正文语种】中文
【中图分类】TM307.2
【相关文献】
1.电机轴承振动故障离线监测诊断
2.风力发电机轴承振动监测故障诊断分析
3.基于振动监测与诊断技术的泥泵轴承箱故障诊断分析
4.基于振动特性的电机轴承故障
诊断
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滑动轴承、滚动轴承振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)

滑动轴承、滚动轴承振动故障症状特征分析与解决处理方法（图文并茂详解）一、滚动轴承症状特征：（一）、滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：1、超声波频率范围(>250K赫兹) 内的最早的指示；2、利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱。

（二）、滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：1、轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动。

2、故障频率出现在500-2000赫兹范围内。

3、在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率。

（三）、滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：1、出现滚动轴承故障频率及其谐波频率。

2、随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多。

3、在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展。

（四）、滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：1、离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之。

2、朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值。

3、事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小。

二、滑动轴承症状特征：（一）、油膜振荡不稳定性症状特征：1、如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡。

2、当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴。

3、油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。

4、转速升高，油膜涡动频率也不升高。

（二）、油膜涡动不稳定性症状特征：1、通常出现在旋转转速的42-48%频率范围内。

2、有时，振动幅值非常大油膜涡动是固有不稳定的，因为它增大离心力，所以增大涡动力。

（三）、滑动轴承磨损/间隙故障症状特征：1、滑动轴承磨损故障后阶段将产生幅值很大的旋转转速频率的谐波频率振动。

2、当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对中将导致很大幅值的振动。

使用振动测试仪判定轴承故障的报告

使用振动测试仪判定轴承故障的报告
1. 引言
振动测试仪是一种常用的检测设备，它通过测量和分析设备的振动信号，来判断设备运行状态和存在的故障。

轴承故障是设备故障中常见的问题之一，通过振动测试仪的使用，可以提早发现轴承故障，减少设备停机时间和维修成本。

2. 振动测试仪的使用方法
（1）准备工作：确定测试设备和位置，连接振动测试仪和被测设备；
（2）测试参数设置：设置合适的测试参数，包括采样频率、测试时间等；
（3）振动测试：启动振动测试仪，进行振动信号的采集；
（4）数据分析：将采集到的振动信号导入专业的数据分析软件，进行频谱分析、时域分析等，获取故障特征。

3. 轴承故障的判定
轴承故障通常表现为不同的振动频率和模式，根据振动信号的分析结果，可以判断轴承的故障类型，例如：轴承损伤、松动、磨损等。

常见的轴承故障特征有：高频峰值、频率倍频等。

4. 维修措施
根据轴承故障的类型和程度，采取相应的维修措施，例如：更换轴承、调整轴承间隙、加润滑油等。

及时有效的维修措施能够恢复设备的正常运行状态，延长设备的使用寿命。

5. 结论
振动测试仪是一种有效的设备检测工具，通过对轴承振动信号的测试和分析，能够提前发现轴承故障，并采取适当的维修措施。

合理使用振动测试仪，可以提高设备的可靠性、降低设备故障风险，对于生产运行具有重要意义。

滚动轴承常见故障及其振动信号特征

滚动轴承常见故障及其振动信号特征轴承长时间未使用或者存储环境不良会导致轴承表面生锈,进而引发轴承锈蚀故障。

另外,轴承在工作过程中也可能因为润滑不良或者介质腐蚀等原因产生锈蚀现象。

1.6胶合轴承在长期运行过程中,可能会因为润滑不足或者介质污染等原因导致轴承内部的胶合现象。

胶合现象会导致轴承的滚动体和滚道之间失去滚动性能,从而引发轴承故障。

2轴承故障检测方法轴承故障检测的方法主要包括视觉检测、声音检测、振动检测、温度检测和油液检测等。

其中,振动检测是最常用的一种方法。

轴承在故障发生时会产生特定的振动信号,通过对振动信号进行分析可以判断轴承是否发生故障,并确定故障的类型和程度。

3轴承故障的振动信号特征轴承故障时产生的振动信号具有一定的特征,不同类型的故障会产生不同的振动信号特征。

常见的轴承故障振动信号特征包括频率、振幅、相位和波形等。

通过对这些特征的分析,可以准确地判断轴承的故障类型和程度,并采取相应的维修措施。

总之,对轴承故障的诊断和维修具有重要意义。

通过本文对轴承常见故障形式、故障检测方法和振动信号特征的分析,可以帮助工程师更好地诊断和处理轴承故障,提高设备的运行效率和安全性。

轴承锈蚀的原因之一是水分侵入。

当轴承停止工作时，温度下降，空气中的水分容易在轴承表面凝结成水珠，如果不及时清理，就会引起轴承锈蚀。

另外，保护不当也会使水分直接进入轴承，导致轴承锈蚀。

在高速高负荷和润滑不足的情况下，轴承部件会迅速升温，摩擦产生的热量能引起轴承部件接触的金属表面相互粘接，这种现象称为胶合。

轴承滚子和滚道相对运动产生的挤压力和侵入轴承滚道的杂物也会引起轴承表面的磨损。

磨损会增大轴承的游隙，降低运转精度，增加工作噪音。

常见的滚动轴承故障检测方法包括油样分析法、温度监测法、声发射法和振动法。

油样分析法通过分析轴承润滑油中的金属颗粒来判断轴承的运转状况。

温度监测法通过监测轴承附近部件的温度来观测轴承是否正常运转。

声发射法可以通过分析发声周期来判断故障类型和部位。

滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法

滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法目录一、内容简述 (2)1. 相对介绍 (3)2. 重要性和研究背景 (4)3. 文档结构 (6)二、滚动轴承和齿轮的工作原理 (7)1. 滚动轴承结构与工作原理 (8)2. 齿轮结构与工作原理 (10)三、振动信号分析方法 (11)1. 时域分析 (13)1.1 振幅分析 (14)1.2 相位分析 (15)1.3 autocorrelation函数分析 (16)1.4 其他时域分析方法 (18)2. 频域分析 (20)3. 统计特性分析 (21)四、滚动轴承和齿轮的常见故障类型及其特征 (22)1. 滚动轴承故障 (24)1.1 轴承滚动体磨损 (25)1.2 轴承内圈/外圈损坏 (27)1.3 轴承滚道损伤 (28)2. 齿轮故障 (29)五、滚动轴承和齿轮故障诊断方法 (30)1. 基于时域分析的故障诊断方法 (31)2. 基于频域分析的故障诊断方法 (33)2.1 特点峰值识别 (34)2.2 基于经验模态分解 (35)3. 基于机器学习的故障诊断方法 (37)3.1 支持向量机 (38)3.2 神经网络 (NN) (40)3.3 其他机器学习算法 (41)六、实验验证与案例分析 (43)1. 实验平台搭建 (44)2. 仿真数据分析 (45)3. 实际工程案例分析 (46)七、结论与展望 (48)1. 研究成果总结 (49)2. 未来研究方向 (50)一、内容简述本文档旨在系统化介绍滚动轴承和齿轮振动信号的分析方法及其在故障诊断中的应用。

通过对这些关键机械组件的基础振动行为进行分析，我们旨在开发高效准确的诊断工具，用以预测和识别潜在的机械故障。

文档分为几个主要部分：引言本部分阐述了滚动轴承和齿轮在机械系统中的重要性，以及振动分析和故障诊断在维护实践中的作用。

我们还强调了目前的研究趋势和技术挑战。

滚动轴承振动理论在这一章节，我们将详细讨论滚动轴承的振动特性，包括基础振动模型、不同类型的滚动轴承及其振动行为，以及振动信号的物理意义。

基于振动信号的滚动轴承故障诊断与预测.

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信号提取处理
去噪和降噪是机械振动研究领域的一项重要课题，现实情况下所采集到的振动信号都不可避免的掺杂了噪声，受到噪声的干扰，有些情况下甚至原始真实信号湮没于强大的噪声中，造成信息提取的困难，影响到后期故障诊断分析。因此，机械设备状态监测和故障诊断过程中，一般要对测得的振动信号进行前期处理以滤除噪声或降低噪声的强度、减小其干扰，使信号尽可能接近目标监测对象的真实振动，便于提取真实信号的特征值用于故障诊断。
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滚动轴承的故障诊断方法
滚动轴承的振动信号分析故障诊断方法分为简易诊断和精密诊断两种：简易诊断：的目的是初步判断被列为诊断对象的滚动轴承是否出现了故障；精密诊断的目的是要判断在简易诊断中被认为是出现故障轴承的故障类别及原因。由于滚动轴承自身的特点，一旦损坏，普通维修很难修复，大多采用更换的维修方式进行处理；精密诊断：主要作用是理论研究和在特殊场合（例如无配件的情况下）判定设备能够坚持运行的时间。提高设备的使用效率。所以一般情况我们采用轴承简易诊断方法就可以满足日常设备维护的需要。因此下面我重点介绍轴承的简易诊断法。
滚动轴承振动机理与特征频率分析
滚动轴承振动原理图
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滚动轴承特征频率分析
为分析轴承各部分的运动参数，做如下假设： (l)滚道与滚动体之间无相对滑动； (2)承受径向、轴向载荷时各部分无变形； (3)内圈滚道回转频率为 fi； (4)外圈滚道回转频率为 fo； (5)保持架回转频率，即滚动体公转频率，为 fc。根据速度v=2πrf，分别得到轴承内外圈及保持架上的速度。 Vi,Vo,Vc.

振动分析技术在滚动轴承故障诊断中的应用

高新技术
Ｃｉｗｅｎｏｅａ＿・ｈａｅＴｈｌｉｎＰ、ｎＮｃｏｇ断中的应用
吕维杰
（秦皇岛关铝渤海铝业有限公司，河北秦皇岛０６０）６０３
摘要：动分析技术在滚动轴承故障诊断中已日臻成熟。本文从轴承特征频谱理论和实践经验出发，滚动轴承常见故障的特征、振对原因及检测方法进行了分析。力求通过对振动分析技术基础理论的研究和实践，决好生产设备中存在的故障隐患。解关键词：承；障；因；断轴故原诊振动分析技术日渐成熟，已广泛运用到设（）幅值诊断法。这里所说的１振Ｉ麓ｌ潞ｌ蕾：ｌ３备管理中。特别是冶金工业领域应用的更为广振幅值指峰值Ｘ、Ｐ平均值ｘ（于滚对均蕾王国０：曹泛。滚动轴承是冶金工业旋转设备中应用最广动轴承来讲，应是加１Ｋ高通后测得帮敏曩：ａ鞫２的机械零件，也是最易损坏的元件之一。旋转机的值）。峰值反映的是某时刻振幅的蝴鞠薛：０８：瀚械的许多故障都是与滚动轴承有关。轴承的工最大值，因而它使用像表面点蚀损伤熬ｔ辩ｌ：作好坏对机械的工作状态有很大的影响，其缺之类的具有瞬时冲击的故障。另外，ＣｅｓｏＸ ∞辩ｌ，翟ｆ陷会导致设备产生异常振动和噪声，甚至造成对于转速较低的情况（３０ｐ如０ｒｍ以ｌ｝钙睡ｈ１ｉ６设备损坏。通过实践我们对振动分析系统在滚下），也常采用峰值进行诊断。从参数０讳湖虹Ｌ５薄｝３２动轴承的故障分析和诊断认识有了进一步提的选取上来讲，般的检测仪器的峰一，靴０｝蛐Ｏ强．高。下面对滚动轴承在实际生产中故障和诊断值测量都采用加速度峰值。均值是对ｔ￣话０毫礼７ｇＮ４，ｃｌ辨２技术研究方面取得的经验介绍给大家。时间平均的，的诊断效果与峰值基它５． ∞ ０７｝．蛾１滚动轴承的故障原因本一样，其优点是测量值比较稳定；ｌ ∞∞ 瓣．！孵滚动轴承的早期故障是滚子和滚道剥落、因而它适用于像缺油、损之类的振磨凹坑、裂、蚀和杂物嵌人。产生的原因包括幅随时间缓慢变化的故障诊断。破腐一般舢瓣。ｔ／辩ｌｍ嗽搬运粗心轴向载荷过大，保持架的圆度误差太用于转速较高的情况，参数一般都选择加速度型：加速度；频谱图（见图）。大（制造原因）装配不当、中不良。轴弯曲，均值。（），对２波形指标诊断法。波形指标定义为峰４诊断结论轴、保持架精度不高，装时冲击载荷过大，安圆值与均值之￣（Ｐ）ＸＩ。该值用于滚动轴承简易Ｘ从时域图谱看其疏密较为均匀；从频域图柱辊子轴承装配过因盈量大。润滑不良，预压过诊断的有效指标之一。当ＸＮ过大时，Ｐ表明滚谱中轴承ｍ现疲劳后，在２０ｚ到５０ｚ这５Ｈｇ０Ｈ大载荷过大，不当、安装不对中、轴承倾斜、轴承动轴承可能有点蚀；ＸＩ而ＰＸ值过小时，有可则频带上出现大量峰群值。可判断出该设备转选型不正确、滑不足或密封失效、润负载不合适能发生了磨损。（）３峰值指标诊断法。峰值指标子组件可能松动或轴承间隙是否超差；需要进以及制造缺陷等。定义为峰值与均方根值之［（ＰＲＳ。该值ＴＸＩＭ）ＥＸ步观察。通过频谱分析的方法来判断滚动轴２滚动轴承故障频谱特征和波形牛．寺点及其用于滚动轴承简易诊断的优点在于它不受轴承承的故障有时会比较困难，主要原因是由于滚诊断方法尺寸、转速及载荷的影响，不受传感器、大动轴承的制造、等方面原因，也放材质使得特征频率２．１滚动轴承故障的频谱和波形特征器变化的影响。值用于点蚀类故障的诊断，该通与理论计算值有所区别。因此在检测时要注意径向振动在轴承故障特征频率及其低倍频过对峰值指标随时间变化趋势的检测，可以有以下几点：确认故障特征频率处有峰，表明存在处有波峰，多个同类型故障（若有内滚道、外滚效地对滚动轴承进行早期预报，并能反应故障该种故障，若还有明显的倍频成份，表明故障严道等）则在故障特征频率的低倍频处有较大的的发展变化趋势。，当滚动轴承无故障时，峰值指重；确认内滚道故障特征频率处不但有峰，还有峰值。内滚道故障特征频率有边带，边带间隔为标为—个ｇ／的稳定值，旦轴承出现了损伤，间隔为ｌ￣，Ｊ一Ｘ的边频，明有内滚道故障；表确认滚１频的倍数。滚动体特征频率处的边带，倍边带则会产生冲击信号，振动峰值明显增大，但此时动体故障特征频率处不但有峰，有边频，还表明间隔为保持架故障特征频率。在加速度频谱的均方根值尚明显的增大，Ｘ＇ｒｓ故ＰＸｍ增大；ｋ故滚动体有故障；确认高频区域有峰群出现，表明中高区域若有峰群突然生出，明有疲劳故障。当故障不断扩展，表峰值逐渐达到极限值后，均方有疲劳故障；若有轴向负载，则应注意轴向振径向诊断时域波形有垂直复冲击迹象（向根值则开始增大，ＰＲＳ有轴ＸＩＭ逐步减小，Ｘ直至恢复动，轴向振动与径向振动有类似特征；时域波负载时，轴向振动波形与径向相同，或者其波峰到无故障的大小。形，可能有重复冲击现象，但很小。重复频率等２．．２２滚动轴承的精密诊断方法简介系数大于５表明故障产生了高频冲击现象），。于故障特征频率。包络解调分析法。包络解调的概念，许多故２．２滚动轴承的故障诊断方法５结束语一般其载波信滚动轴承的振动信号分析故障诊断方法分障的振动信号表现为幅度调制，旋转机械诊断技术在科学家和工程师们不为简易诊断和精密诊断两种。简易诊断的目的号是系统自由振荡信号及各种干扰信号频率，断努力该技术已日渐成熟，在冶金工业领域应是初步判断被列为诊断对象的滚动轴承是否出而调制信号即包络线多为故障信号，包络解调用也越来越广泛。如今面临的问题是如何深入现了故障；密诊断的目的是要判断在简易诊就是对信号进行解调分离提取出包络信号，精再研究该技术，开发其潜能，将旋转机械事故消灭断中被认为是出现故障轴承的故障类别及原分析它的特征频率和幅值。就能准确可靠地诊在萌芽之中。渤铝公司铝箔中轧机在２０— ｃ０５１＿Ｌ因。由于滚动轴承自身的特点，一旦损坏，普通断出轴承和齿轮的疲劳缺齿和剥落。对于滚动ｌ，：分突然出现” １０４１３工作辊轴承抱死 ” 的故障，维修很难修复，大多采用更换的维修方式进行轴承的诊断是将由加速度传感器获得的加速度轴向、向振值瞬时超标，此前，径而如果设备动处理；而精密诊断的主要作用是理论研究和在信号经过１ＨＫＺ的高通滤波器去除低频信号态监测人员及时发现故障隐患将会避免此类突特殊场合（例如无配件的情况下）设备能够后，判定对其进行包络处理，制信号移至低频，发事件。以，将调所重视对旋转机械故障诊断技术研坚持运行的时间。提高设备的使用效率。以一最后进行频谱分析，所以找出信号的特征频率。究，将为安全生产提供有力的保障。３应用实例参考文献般晴况我们采用轴承简易诊断方法就可以满足日常设备维护的需要。因此下面我重点介绍轴美铝渤海公司采暖给水泵检测报告：『徐丽娟，１１张春福，曲贵波，燕，段成王东胜．于基承的简易诊断法。设备名称：注水泵；备编号：；点名振动分析的轴承故障检测方法分析ｌ．设２测＃Ｊ交通科技１称：Ｂ采样时间：０８１ｋ＼９８６数据类与经济．��

轴承振动特征分析含轴承故障特征频率的特点及计算

轴承故障原因及其解决
• 污染 – 污染是轴承失效的主要原因之一 – 污染的征兆是在滚道和滚动体表面有点痕，导致振动加大和磨损 – 清洁环境，工具，规范操作。新轴承的储运。
• 润滑油失效 – 滚道和滚子的变色（蓝、棕）是润滑失效的征兆，随之产生滚道、滚子和保持架磨损，导致过热和严重故障。 – 滚动轴承的正常运行取决于各部件间存在良好油膜失效常常由润滑不足和过热引起
滚动轴承故障频率计算(2)
保持架故障频率： FTF=(N/2)［1-（d/D）Cos φ]
滚动体旋转故障频率： BSF=(N/2)(D/d){1-[(d/D)Cos φ］²}
外环故障频率： BPFO=(N/2)n[1-(d/D)Cosφ]
内环故障频率： BPFI=(N/2)n[1+(d/D)Cosφ］
轴承故障原因及其解决
• 腐蚀 –其征兆是在滚道、滚子、保持架或其他位置出现红棕色区域 –原因是轴承接触腐蚀性流体和气体 –严重情况下，腐蚀引起轴承早期疲劳失效 –除掉腐蚀流体，尽可能使用整体密封轴承
轴承故障原因及其解决
• 不对中
– 征兆是滚珠在滚道上产生的磨痕与滚道边缘不平行 – 如果不对中超过0.001in/in，会产生轴承和轴承座异常
轴承故障特征频率的特点
12. 评定的低速机器的轴承状态:
评定尤其是低于100转／分转速的机器轴承状态时，推荐采集时域波形和 (FFT)频谱二者。当转速很低时，滚动体滚动通过轴承内外环上缺陷时发生的脉冲没有足够能量产生清楚的，可以检测出来的FFT谱中的频率，但是在时域波形中仍然可能清楚的看出来。
保持架故障频率：
FTFe≌N(0.5-1.2/n)
估算公式
n=滚动体数目； N=轴的转速。