滚动轴承检测方法及先进设备
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析滚动轴承是机械设备中常见的零部件，负责支撑和转动设备中的轴，因此其运转状态直接关系到设备的正常运转和寿命。
滚动轴承故障的检测一直以来是一个重要的课题，传统的故障检测方法往往不够精确和高效。
为了提高滚动轴承故障检测的精度和效率，近年来，学者们开始利用包络分析方法进行故障诊断。
本文将从滚动轴承故障检测的现状和包络分析方法的改进两个方面进行探讨。
一、滚动轴承故障检测的现状目前，滚动轴承故障检测主要依靠振动信号分析。
一般来说，通过对轴承振动信号的采集和分析，可以识别出不同类型的故障，包括滚动体故障、内外环故障和保持架故障等。
传统的振动信号分析方法存在一些问题。
对振动信号的分析需要专业的设备和技术，成本较高，不适合大规模生产的需求。
传统的振动信号分析方法针对不同类型的故障识别效果不尽如人意，特别是对于早期故障的检测效果不佳。
为了提高滚动轴承故障检测的精度和效率，有必要探索新的方法和技术。
二、包络分析方法的改进包络分析是一种常见的信号处理方法，它可以通过对原始信号的包络线进行分析，来识别出信号中的重要信息。
在滚动轴承故障检测中，包络分析方法可以用来分析轴承振动信号，从而识别出轴承的故障类型和程度。
目前的包络分析方法在滚动轴承故障检测中存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1. 效果不尽如人意：在实际应用中，现有的包络分析方法对于不同类型故障的识别效果不尽如人意，特别是对于早期故障的诊断效果较差。
2. 计算复杂度高：现有的包络分析方法需要大量的计算资源和时间，不适合实时和在线的故障诊断需求。
为了改进包络分析方法在滚动轴承故障检测中的应用效果，需要从以下几个方面进行改进：1. 改进包络分析算法：针对滚动轴承振动信号的特点，有必要开发新的包络分析算法，以提高对不同类型故障的诊断效果。
2. 优化计算方法：对于包络分析算法的计算复杂度进行优化，以提高其实时性和在线性。
3. 结合其他信号处理方法：将包络分析方法与其他信号处理方法相结合，以提高对滚动轴承故障的诊断精度和效率。
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。
滚动轴承游隙检测方法
滚动轴承游隙检测方法1.外径游隙检测法：这是一种常用的检测方法，它通过测量轴承外圈的内直径和检测器中心轴的直径，利用两者之间的差值计算出外径游隙。
具体步骤如下：-使用外径游隙检测仪或千分尺测量轴承外环的内径。
-将轴承放置在外径游隙检测装置上，使其固定并能够自由旋转。
-使用游隙测量装置的游标或传感器测量轴承外圈的滚动元件的直径。
-用轴承外径的内径减去测得的滚动元件的直径，用于计算外径游隙。
2.内径游隙检测法：内径游隙检测法与外径游隙检测法类似，只是测量的焦点由外径转向轴承的内径。
具体步骤如下：-使用内径游隙测量仪或千分尺测量轴承内环的外径。
-将轴承放置在内径游隙检测装置上，使其固定并能够自由旋转。
-使用游隙测量装置的游标或传感器测量轴承内圈的滚动元件的直径。
-用测得的滚动元件直径减去轴承内径的外径，用于计算内径游隙。
3.游隙感应器测量法：游隙感应器测量法是一种非接触式的游隙检测方法，使用电磁感应原理来测量游隙大小。
具体步骤如下：-将轴承放置在游隙感应器设备上，使其能够自由旋转。
-游隙感应器会通过感应电磁信号来测量轴承内外圈之间的游隙。
-游隙感应器将测量到的信号转化为数字信号，并通过计算机分析和处理。
-根据测量结果计算轴承的游隙大小。
4.振动法：振动法是一种间接测量轴承游隙的方法。
通过测量轴承在特定条件下的振动信号，可以推断出轴承的游隙大小。
具体步骤如下：-将轴承固定在支架上，并使用加速度计等设备来测量轴承的振动信号。
-在运行轴承时，通过改变频率、幅度等条件，测量不同条件下的振动信号。
-分析测量结果，根据振动信号的特征参数，推断轴承的游隙大小。
通过以上几种方法的比对和验证，可以得到较准确的滚动轴承游隙大小。
从而保证轴承的正常运转和寿命。
滚动轴承监测技术之冲击脉冲法介绍_0
滚动轴承监测技术之冲击脉冲法介绍_0冲击脉冲法（Shock Pulse Method）是一种用于滚动轴承监测的技术。
这种方法可以通过分析滚动轴承中的冲击脉冲信号，来判断轴承的健康状况和剩余寿命。
冲击脉冲法的基本原理是：当滚动轴承发生故障时，轴承内部会产生冲击脉冲信号。
这些信号可以通过适当的传感器和监测设备进行采集和分析。
在正常运行状态下，轴承内部的载荷会均匀地分布在滚动体和滚道之间。
但是，当轴承受到损坏或磨损时，载荷分布会变得不均匀，产生冲击和振动。
这些冲击和振动将通过轴承壳传播出来，形成冲击脉冲信号。
冲击脉冲信号的特征包括幅值、频率和能量等。
通过对这些特征进行分析，我们可以判断轴承是否存在故障，并评估其剩余寿命。
一般来说，故障越严重，冲击脉冲信号的幅值和能量就越大，频率也会发生变化。
冲击脉冲法在轴承监测中具有以下优点：1.非接触性：冲击脉冲法只需要在轴承外部设置适当的传感器，无需拆卸轴承或直接接触轴承内部，因此对轴承的监测不会对轴承本身造成额外的损伤。
2.灵敏性：冲击脉冲法可以有效地检测到轴承内部的微小损伤或磨损。
即使在早期故障阶段，冲击脉冲信号的变化也会被准确地捕捉到。
3.实时性：冲击脉冲法采用实时监测方法，可以随时对轴承的状态进行监测和评估。
这样可以及时发现潜在的故障并采取相应的维修措施，避免因故障而导致的生产停机和损失。
4.可靠性：冲击脉冲法的结果可靠性较高。
通过与其他传统的振动分析方法进行对比，冲击脉冲法能够提供更准确和可靠的故障诊断结果。
冲击脉冲法是一种非常有效的滚动轴承监测技术。
它不仅能够检测轴承是否存在故障，还能够评估轴承的剩余寿命。
通过及时监测和诊断轴承的状况，我们可以采取相应的维修和保养措施，提高设备的可靠性和使用寿命。
因此，冲击脉冲法在工业生产中具有重要的应用价值。
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。
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析滚动轴承是机械设备中常见的核心部件之一，其运行状态的健康程度直接关系到设备的稳定性和寿命。
为了确保设备的高效稳定运行，需要及时发现并排除滚动轴承的故障，在工业生产中实施预防性维护策略已经成为一种常见的方式。
其中，滚动轴承故障检测技术是预防性维护的重要手段之一。
滚动轴承故障通常通过振动信号进行检测，其中包括加速度、速度、位移等振动信号。
而包络分析是一种常见的滚动轴承故障检测方法，已经广泛应用于各种工业设备的预防性维护中。
在传统的包络分析中，信号检测方法主要采用能够检测较高频率故障的希尔伯特-黄变换方法。
然而，这种方法具有以下缺点：（1）希尔伯特-黄变换需要采集高采样率的数据，且需要高的计算资源。
”（2）由于传统方法不能检测到低频故障，它常常不能准确检测滚动轴承得状态。
为了解决这种情况，研究者开始从不同的角度进行包络分析的改进。
其中，一种比较新的方法是改进包络分析方法。
相较于传统的希尔伯特-黄变换方法，改进的包络分析在滚动轴承的故障检测中具有以下优点：1. 更高的故障检测精度传统的包络分析方法不能准确检测低频故障，但改进包络分析方法可以检测到非常低的频率故障。
因此，改进包络分析可以提高故障检测精度，准确及时地发现滚动轴承的故障。
2. 可以减少采样率和计算资源的要求改进的包络分析方法可以使用较低的采样率，同时不需要使用过多的计算资源。
这使得它可以更有效地维护大规模设备集成系统，并能够在实际生产中应用。
3. 提高了信号处理的速度和效率改进的包络分析方法采用快速傅立叶变换（FFT）和离散小波变换（DWT）等快速的频率分析技术，因此在信号处理的速度和效率上具有更好的表现。
总的来说，改进的包络分析方法具有更高的检测精度和速度，可以更准确地发现滚动轴承的故障，并可以用更经济的方式进行采样和处理。
在实际应用中，改进的包络分析方法可以大大提高滚动轴承故障检测的效率和可靠性，保障设备的稳定运行，提高生产效益。
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析
滚动轴承是机械设备中常见且重要的部件之一，其运转状态的监测和故障检测对于保障机械设备的正常运行和预防故障具有重要意义。
目前，滚动轴承故障检测中的一种常用方法是包络分析。
包络分析方法通过提取振动信号中的包络谱，能够有效地诊断出滚动轴承的故障类型和程度。
传统的包络分析方法在某些情况下存在着一些问题，为了进一步提高滚动轴承故障检测的准确性和可靠性，一些改进的包络分析方法被提出和研究。
一种改进的方法是基于小波变换的包络分析。
传统的包络分析方法是通过在时域中提取信号的包络，并进行频谱分析。
当滚动轴承受到复杂载荷或多种故障影响时，信号的包络在时域中可能变得模糊，导致包络分析结果不准确。
小波变换能够提供更好的时频分析能力，能够准确地提取信号的包络，从而改善了滚动轴承故障检测的准确性。
另一种改进的方法是基于多尺度包络谱的包络分析。
传统的包络分析方法只能提取信号的一个包络谱，无法同时获得不同尺度下的包络谱信息。
在滚动轴承故障检测中，不同故障类型对应的特征频率可能存在不同的尺度。
基于多尺度包络谱的包络分析方法能够同时获得不同尺度下的包络谱信息，从而更好地识别出不同故障类型。
一种改进的方法是基于自适应包络分析的包络分析。
传统的包络分析方法是通过提前设定好的包络线来判断信号的包络，滚动轴承在运行过程中受到多种因素的影响，其振动信号的包络可能在不同工况下有所不同。
基于自适应包络分析的包络分析方法能够根据实际信号的特点自动调整包络线，从而更具适应性和准确性。
滚动轴承监测技术之冲击脉冲法介绍_0
以上研究奠定了这方面的理论基础，现已有 多种信号处理技术用于滚动轴承的故障诊断和
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二、冲击脉冲技术的发展及国内跟踪该技术 的现状
1.冲击脉冲法原理（瑞典人发明，在美国获 得专利）
对轴承寿命影响很大的因素是安装、状况和 维修保养，为了防止轴承的突然损坏造成的后果 最理想的办法是随时掌握轴承的状态，过去，为 此目的试用过测温、测振和测声的方法，现在发 明了一种新方法--冲击脉冲法。原理是掌握轴承 内部损坏引起的机械冲击。
另外，仪器内置 ISO2372 振动标准，通过振 动测量，可直接显示机器振动的状况（同样可评 估机器振动量级是处于良好、警告、坏中的一 级）。
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析仪。在予置标准编号、类型号后，可显示轴承 状态及润滑状态（油膜厚度）。
合适的油膜厚度可延长轴承的寿命。 （3）BAS-10 轴承分析计算机 是一台手提专用计算机 ·可测出轴承状态与油膜厚度 ·另可采集、分析、记存及显示读数 ·SPM 软件可与普通 IBM 或同级功能 之电脑联接，可进行检测程序的编定/更改，读
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·BMS系统结聚了15年之多的轴承监 测设备的实用经验，硬件与软件是由工业状态监 控和预防维修方面的专家设计；
·一个 BMS 测量单元监控 16 个轴承， 系统能涉及轴承多达 4000 个；
滚动轴承检测方法
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频谱分析法
3.频谱分析法
利用振动数据采集器对滚动轴承振动信号进行频谱分析，需要 建立轴承数据库软件（几万个轴承型号），得到滚动轴承内圈、外圈、
滚珠和保持架的特征频率进行比对分析
黄色 绿色 红色
Bearing defect - 19-05-05 - time signal - Amplitude Modulation
2 2 h
t t an1
xk t x t
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包络解调分析法
幅值A(t)就是信号x(t)的包络信号，这样经过希尔伯特变换检波， 除去高频的振动分量，然后用含有缺陷激振分量的A(t)代替原始信号 x(t)进行频谱分析，便可以进行缺陷的故障诊断。
X(t)=U(t)•A(t) 实验采用圆柱滚子轴承N205，轴承参数为： 滚动体直径d=7.5mm，轴承节径D=39mm，滚动体数Z=12，接触角α=0。
上海隆启科技发展有限公司
目标：主导石化行业的检测技术应用和发展方向
任务：注重现场问题的解决
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滚动轴承故障的检测方法
隆启科技
滚动轴承故障的检测方法
滚动轴承是泵、风机和电机的主要基础零部件之一， 是日常生产运行中重点监测对象。下图描述了泵和电机 主要存在的运行机械故障。
轴承失效 密封失效 失去平衡
不对中
碰磨
松动
滚动轴承生命周期
滚动轴承生命周期
冲击 脉冲 信号 水平 峰值 疲劳
隆启科技
典型
滚动轴承故障的检测方法
隆启科技
滚动轴承是泵、电机和风机的易损件，轴承的故障会导 致设备剧烈振动和噪声，甚至会引起部件损坏。 滚动轴承在运转过程中引起损坏的故障原因：装配不当、 润滑不良（水分和异物侵入、腐蚀），振动大和过载。
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是工业中常见的重要零部件，它承载着旋转机械中的轴承负荷，保证了机械设备的正常运转。
由于滚动轴承长期在高速高温、重负荷等恶劣环境下工作，容易出现磨损和故障。
对滚动轴承的状态进行监测和故障判断对于机械设备的正常运转和安全生产至关重要。
一、滚动轴承的状态监测方法1. 振动和声音监测：通过监测轴承在运转过程中的振动和声音变化，可以判断轴承是否存在异常。
当轴承损坏或磨损时，会产生异常的振动和噪音，通过监测振动和声音可以及时发现轴承的故障。
2. 温度监测：轴承在工作时会产生摩擦热，因此轴承的温度是一个重要的监测指标。
通过监测轴承的温度变化，可以判断轴承是否存在异常情况，及时进行维护和检修。
3. 润滑状态监测：滚动轴承的正常运转需要良好的润滑状态，因此监测轴承的润滑状态对于预防轴承故障至关重要。
可以通过监测润滑油的清洁度、油液中的杂质、油液的粘度等参数来判断轴承的润滑状态。
4. 裂纹监测：轴承在工作时受到很大的载荷和振动，容易产生裂纹和损伤。
通过检测轴承表面的裂纹和损伤情况，可以及时发现轴承的故障。
4. 观察表面损伤：通过观察轴承表面的磨损和裂纹情况，可以判断轴承的故障程度。
当轴承表面出现严重的磨损和裂纹时，需要及时更换轴承以避免设备的故障和事故。
滚动轴承的状态监测和故障判断对于机械设备的正常运转和安全生产至关重要。
通过采用多种监测方法和故障判断方法，可以及时发现轴承的故障，避免设备的停机和事故，提高设备的运行可靠性和安全性。
企业在实际生产中应加强滚动轴承的状态监测和故障判断，建立健全的轴承维护管理制度，确保设备的正常运转和安全生产。
滚动轴承检测方法
1
x d
t
xt 1
t
Xh(t)可以看成是x(t)通过滤波器的输出，该滤波器的单位冲击响应为：
ht 1
t x(t)的解析信号为：
gt xt jxh t
解析信号g(t)的幅值A(t)和相位Φ(t)的表达式为：
式中：
g t At e j t
绿色： 黄色： 红色：
0≤dBn≤20 dB 20≤dBn≤35 dB 35≤dBn≤60 dB
正常状态 注意；轴承有初期损伤 警告；轴承已有明显损伤
包络解调分析法
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5.包络解调分析法
当轴承局部存在损伤或缺陷时，在运行过程中产生突变的衰减冲 击脉冲力，激起轴承的高频固有振动，这种高频固有振动作为轴承 振动的载波，使轴承的最终振动波形表现为复杂的幅值调制波。调 制波的频率成分中含有与缺陷对应的故障频率，通过解调技术，能 将轴承的缺陷信息从复杂的调幅振动的信号中分离出来。
滚动轴承生命周期
滚动轴承生命周期
冲击 脉冲 信号 水平 峰值
疲劳
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典型
滚动轴承故障的检测方法
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滚动轴承是泵、电机和风机的易损件，轴承的故障会导 致设备剧烈振动和噪声，甚至会引起部件损坏。
滚动轴承在运转过程中引起损坏的故障原因：装配不当、 润滑不良（水分和异物侵入、腐蚀），振动大和过载。
报警1 0.3 0.4 0.5 0.9 1.5 2.2
报警2 1.8 2.6 3.5 6.0 13 22
PeakVue 峰值分析法
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7. PeakVue峰值分析法 (CSI专利技术-艾默生)
PeakVue是捕捉给定时间间隔里时域波形峰值的振动信号分析方 法。当金属与金属的撞击时，会产生短暂的（<10ms）应力波, 其频带约在1～50kHz，齿轮和轴承表面缺陷、摩擦磨损、冲击 和早期的疲劳剥落等都会产生应力波，应力波的频率会随着冲 击状态的变化而变化，当缺陷发展,应力波的频率会降低。 PeakVue正是采集和监测这些短暂的应力波，获得峰值及频率， 并转换为“PeakVue时域波形和频谱”进行分析，关注早期故障 和发展。
滚动轴承的实用监测技术——冲击脉冲法
一、滚动轴承故障诊断技术的发展滚动轴承是旋转机器中的重要零件，在各机械部门中应用最为广泛。
因它具有一系列显著的优点，例如：摩擦系数小，运动精度高，对润滑剂的粘度不敏感，在低速下也能承受载荷。
有些轴承还能同时承受径向和轴向力，但是，滚动轴承也是机器中最易损坏的零件之一。
据统计，旋转机械的故障有30%是由轴承引起的。
所以对滚动轴承的故障监测和诊断一直是近年来国内外发展机械故障诊断技术的重点。
其发展状况如下：·最原始的方法是将听音棒（或螺丝刀）接触轴承座部位，靠听觉来判断有无故障。
虽然训练有素的人能觉察到轴承刚发生的疲劳剥落与损伤部位，但受主观因素的影响较大。
·出现各种测振仪后，可用振动位移、速度或加速度的均方根值或峰值来判断轴承有无故障，这可减少对人为经验的依赖。
但仍很难发现早期故障。
·60年代瑞典一公司发明了冲击脉冲计（Shock Pulse Meter）来检测轴承损伤，既快速、简单又准确，代表仪器是MEPA-10A；SPM-43A。
·70年代日本新日铁株式会社研制了MCV-021A机器检测仪（Machine Checker），可分别在低频、中频和高频段检测轴承的异常信号。
另有油膜检查仪，可探测油膜状况而对其润滑状态进行监测。
·80年代日本精工公司（NSK）相继研制了轴承监视仪NB-1、NB-2、NB-3、NB-4型。
利用1KHZ～15KHZ范围内的轴承振动信号，测量其RMS值和峰值来检测轴承的故障。
由于去掉了低频干扰，灵敏度有所提高，其中还有报警设置。
随着对滚动轴承的运动学、动力学的深入研究，对轴承的振动信号中的频率成分和轴承零件的几何寸及缺陷类型的关系有了较清楚的了解。
加之，快付里叶变换技术的发展，开创了用频域分析方法来检测和诊断轴承的故障。
以上研究奠定了这方面的理论基础，现已有多种信号处理技术用于滚动轴承的故障诊断和监测。
如频率细化技术、倒频谱、色络谱等，在信号预处理上采用了各种滤波技术，如相干波，自适应滤波等，提高了诊断灵敏度。
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析
关于滚动轴承故障检测的改进包络分析滚动轴承是一种常见的机械传动装置，它广泛应用于各种机械设备中。
由于工作环境的不同以及长期使用的磨损，滚动轴承容易发生故障。
故障的发生会导致机械设备的停机，给生产带来不良影响。
及早检测和准确诊断滚动轴承的故障是非常重要的。
目前，滚动轴承故障检测的方法有很多种，其中一种常用的方法是包络分析。
包络分析是一种通过对振动信号进行时域和频域分析，提取其包络谱特征，以判断轴承的故障类型和严重程度的方法。
传统的包络分析方法在滚动轴承故障检测中存在一些问题，如信噪比低、对故障特征提取效果不理想等。
需要对传统的包络分析方法进行改进，以提高其故障检测的准确性和可靠性。
改进包络分析方法可以从信号的预处理着手。
信号的预处理包括滤波和去噪两个过程。
滤波可以将高频噪声信号去除，提高信号的质量。
滤波可以使用低通滤波器和带通滤波器进行，选择适当的滤波器参数可以达到较好的滤波效果。
去噪是将信号中的噪声成分去除，提取出有用的故障信息。
去噪的方法一般包括小波去噪和自适应滤波等。
改进包络分析方法可以优化频域分析方法。
传统的包络分析方法主要是通过对信号进行快速傅里叶变换，得到其频谱，再提取包络谱进行分析。
传统的频域分析方法对于低信噪比的信号效果较差。
可以引入一些改进的频域分析方法，如小波分析和高阶谱分析等。
小波分析可以通过选取合适的小波基函数，将信号分解为不同频率的子信号，从而提高频率分辨率和抗噪性能。
高阶谱分析可以更好地反映信号的非线性特性，提高故障特征的提取效果。
改进包络分析方法还可以引入一些模式识别技术。
模式识别技术可以通过建立故障模式库，将提取到的故障特征与已知的故障模式进行比对，从而实现滚动轴承故障的自动诊断。
常用的模式识别技术包括神经网络、支持向量机和人工智能等。
这些技术可以根据实际情况选择合适的模型和训练方法，以提高故障诊断的准确性和可靠性。
改进包络分析方法可以从信号预处理、频域分析和模式识别三个方面进行优化。
滚动轴承的测量和检验的原则及方法(一讲)
总结滚动轴承的测量和检验的原则及方法
测量和检验的重要性
滚动轴承的测量和检验是确保其性能 和质量的关键环节，通过精确测量和 全面检验，可以评估滚动轴承的各项 性能指标，如旋转精度、摩擦阻力、 振动等。
测量和检验的原则
在滚动轴承的测量和检验中，应遵循 以下几个原则，即准确性、可靠性、 重复性和一致性。准确性是指测量和 检验的结果应与实际值相符，可靠性 则要求测量和检验的结果应稳定可靠 ，重复性和一致性则要求测量和检验 的方法和过程应保持一致，以确保结 果的准确性和可靠性。
声音检验法
总结词
通过听取轴承运转时的声音，判断其是否正常。
详细描述
声音检验法是通过听取滚动轴承运转时的声音来判断其质量状况。经验丰富的检验员可以通过听声音 来判断轴承是否存在异常，如不正常的噪音、振动或其他异响。这种方法需要检验员具备丰富的实践 经验和听力辨别能力。
振动分析法
总结词
通过分析轴承运转时的振动信号，判断 其是否存在故障或异常。
比较测量法
将待测滚动轴承与标准样 品进行比较，通过对比得 出测量结果。
间接测量法
通过测量与滚动轴承相关 联的其他参数，间接推算 出滚动轴承的某些参数值。量设备的选择通用测量设备
适用于大多数滚动轴承的测量， 如卡尺、千分尺等。
专业测量设备
针对特定类型或规格的滚动轴承 ，需要使用专业的测量设备进行 精确测量。
对于大型或特殊结构的轴承，应采用相应的专用检验设备和方法进行测量和检验。
在选择检验方法时，应充分考虑其准确性和可靠性，同时还应考虑其操作简便性和 经济性。
检验设备的选择
根据确定的检验方法， 选择合适的检验设备。
对于大型或特殊结构 的轴承，应选择专用 的检验设备进行测量 和检验。
滚动轴承的安全检查
滚动轴承的安全检查滚动轴承是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
为了确保滚动轴承的正常使用和延长其寿命，进行定期的安全检查是非常重要的。
下面将为您详细介绍关于滚动轴承安全检查的内容。
一、外观检查1. 检查滚动轴承的外观是否有明显的损伤、裂纹、锈蚀等情况。
如有异常情况，应及时更换。
2. 检查滚动轴承的密封装置是否完好，有无漏油或渗油现象。
如有需要，应及时修复或更换密封装置。
3. 检查滚动轴承的固定螺栓是否松动或缺失，如有需要，应紧固或更换螺栓。
二、旋转检查1. 手动转动滚动轴承，检查其旋转是否灵活顺畅，是否有异响或卡滞现象。
2. 检查轴承的回转部分是否有轴向间隙或径向间隙过大的情况，如发现问题，应及时调整或更换。
三、温度检查1. 检查滚动轴承的温度是否正常。
正常情况下，滚动轴承的运行温度应在规定范围内，如果温度过高，可能是因为润滑不足或轴承损坏等原因。
2. 如发现轴承温度异常，应及时停机检查，找出原因并进行相应的处理。
四、振动检查1. 通过振动检测仪或手感检测滚动轴承的振动情况。
如果振动过大，可能是因为轴承磨损严重或安装不当。
2. 如发现异常振动，应及时停机检查，找出原因并进行相应的处理。
五、润滑检查1. 检查滚动轴承的润滑状态。
润滑不足或润滑剂污染会导致轴承寿命缩短，应及时进行润滑补充或更换润滑剂。
2. 检查润滑系统的工作状态，确保润滑剂的供给和循环畅通。
六、轴承游隙检查1. 检查滚动轴承的游隙是否适合工作要求。
游隙过大会导致轴承的定位精度降低，游隙过小会导致轴承的负载能力下降。
2. 如果游隙不符合工作要求，应及时调整或更换轴承。
七、防尘检查1. 检查滚动轴承的防尘装置是否正常。
防尘装置的损坏会导致轴承内部进入杂质或灰尘，影响轴承的正常运行。
2. 如发现防尘装置损坏，应及时修复或更换。
八、周期性检查1. 滚动轴承的安全检查应定期进行，检查周期可以根据使用环境和工作要求确定。
2. 建立轴承的档案，并设立专门的维修保养计划，定期检查轴承的工作状态并进行相应的维修和保养。
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目录第一章国外滚动轴承部件的检测方法一、滚动轴承套圈沟道表面质量的检查方法 (1)二、轴承套圈内表面伤痕的检查方法 (2)三、用频谱分析法评定滚动表面的波纹度 (4)四、用干涉仪测量球轴承滚道表面轮廓 (8)五、陶瓷球超声波探伤法 (11)六、采用振动测量技术确定球与滚子的柔量 (12)七、电机轴承部件的使用故障 (15)第二章滚动轴承异常的检测方法一、用电测法检查滚动轴承缺陷 (18)二、几种诊断滚动轴承疲劳剥落的发生位置 (19)三、用振动标定滚动轴承异常的方法 (22)四、用声发射法诊断滚动轴承的异常 (24)五、用声传感器监视滚动轴承的损伤 (27)六、用应变仪检测故障的方法 (28)七、用复合传感器检测轴承的异常 (29)八、利用振动分析检测 (33)九、滚动接触亚表面疲劳裂纹的AE检测技术 (34)十、FAG应用信号处理和频率分析技术检测轴承 (36)十一、用手提式润滑脂铁粉浓度计测量轴承磨损状态 (38)十二、借助振动和声发射诊断滚动轴承的失效 (40)十三、模式识别在线检测轴承局部缺陷 (43)十四、轴承异常的逐次模糊诊断 (50)十五、近几年普遍应用的检测滚动轴承异常的方法 (50)十六、燃气涡轮发动机转子支承轴承的诊断 (53)第三章滚动轴承其它方面检测方法一、径向负荷下轴承力矩的测量方法 (55)二、滚动轴承非重复性旋转精度的动态测量 (57)三、测量轴承负荷的方法 (60)四、滚动轴承主轴径向旋转精度评定方法 (62)五、滚动轴承工业状态的振动与噪音监测技术对比 (65)六、超声波测试硬度的方法 (70)第四章国外滚动轴承检测的先进设备一、国外几种轴承振动测量仪简介 (70)二、前苏联研制的几种测量装置 (73)三、球轴承用径向游隙测量机 (76)四、瑞典SKF公司研制的检测设备 (77)五、飞机发动机轴承钢球的检测设备 (78)六、表面粗糙度测量仪 (78)七、大型轴承测量装置 (78)八、其它几种轴承检测仪器及装置 (79)、八、-前言近年来，人们对各种零件性能的要求，尤其是对滚动轴承性能的要求有了很大的提高。
要使复杂的机械设备能正常工作，轴承的高度可靠性和良好的运转是先决条件。
轴承的优良性能来自于严格控制的、适当的轴承制造技术，以及适合特殊应用条件的性能试验和验收试验。
当用户对机器和设备进行最初设计和进一步改进时，所选用的轴承首先要在实验室里进行多方面的台架试验然后才提交用户，这样就可以得到最高的使用可靠性。
本文就国外轴承工作中进行的一些典型的轴承性能试验和仪器作以介绍。
第一章国外滚动轴承部件的检测方法一、滚动轴承套圈沟道表面质量的检查方法这种检测技术可用于轴承工业检查轴承质量。
已知的轴承套圈沟道表面质量的检查方法是基于利用测量探头，把探头的移动转换成电信号的光电转换器、电视发射管、带有几个光栅格的光栅盘一-- 安装在光学系统和电视管之间的执行机构轴上。
该法是用测量探头触摸沟道轮廊，将探头的运动转变成电信号，并以此来判断沟道表面的质量。
这种检查方法的缺点是实现该法的系统复杂，它需要采用光电系统、电视发射管、光栅圆盘传动执行机构和其它系统。
因此，在实现该检查法时，要采用一系列调整系统的附加操作，从而使检查过程复杂。
此外，该法的特点是检查过程的实施时间长，因此生产率低，并且在生产条件下，当大量检查轴承套圈沟道表面质量时，不可能得到广泛应用。
另外，已知的方法仅可检查套圈沟道半径与标准件轮廊的尺寸偏差，并不能检查沟道轮廊的表面质量（粗糙度、波纹度）。
此方法的目的则是提高检查效率。
为达到所提出的目的，选择轴承滚动体作为测量探头，使测量探头沿沟道轮廊作往复振荡运动，记录下测量探头运动时产生的碰撞脉冲，计算每半个振荡周期中的脉冲数和全滞振周期中的脉冲数，按每半个振荡周期中脉冲数的变化曲线和总的脉冲数来判断沟道的表面质量。
实行检测方法包括安装在刚性基座上的被检验轴承套圈，滚动体标准件（例如钢球），压电转换器，前置放大器，放大器测量部分和自动记录仪。
被检轴承套圈安放在预先固定有压电转换器的刚性基座上。
有标准表面的滚动体（钢球）放在被检轴承套圈的沟道表面上，钢球相对于垂直轴线偏斜一定角度，例如4 0度—45度，以使滚动体沿沟道轮廊作自由往复运动。
在钢球沿沟道作振荡运动的同时，借助按已知原理工作的仪器，记录下在每半个振荡周期T/2中标准表面的钢球与沟道表面微观不平度碰撞的脉冲数和钢球在全滞振周期中脉冲累计数。
当被检沟道表面有不均匀性时（小缺陷、波纹度、形状偏差），曲线的纵座标值突然减小，即纵座标的包络线偏离衰减振荡运动的理论曲线的平稳特征。
按照在每半个振荡周期中，脉冲衰减数曲线特征的稳定性，可判断出轴承套圈沟道表面被检部位所存在的缺陷。
当沟道表面没有均匀性时，脉冲衰减数具有平稳的特性，并且平稳性接近衰减振荡运动的理论曲线。
钢球全滞振周期中脉冲累计数刀I反映了沟道表面粗糙度的程度，因为在分量值约为105的脉冲累计数刀I的总和中，每半个周期中的脉冲振荡数是平稳的。
当检查沟道其它部分的表面质量时，套圈1 相对于基座2 转动，并进行重复试验。
一次测试的时间约10-15 秒。
与已知的方法相比，其特点是，为了提高检查效率，选择轴承滚动体作为测量探头，使测量探头（钢球）沿沟道作往复振荡运动，记录下探头运动时的碰撞脉冲，计算每个振荡周期中的脉冲数和全滞振荡周期中的脉冲数，而按每半个振荡周期中的脉冲数的变化曲线和总的脉冲数来判断轴承沟道的表面质量。
二、轴承套圈内表面伤痕的检查方法轴承厂对轴承内、外圈伤痕的检查工序是靠检查员的熟练视觉功能进行的，所以检查判定标准不稳定。
由于长时间地从事检查作业，会出现检查精度降低等问题。
特别是检查轴承内、外圈内表面的伤痕，与检查轴承表面上的伤痕有所不同。
由于CCD象机的镜头不能直接进入到轴承外圈或内圈里面，所以不可能对内表面进行直接拍照。
另外，为了缩短使用CCD像机及辅助工具拍照的内表面图像处理的时间，并不是分开拍照内表面，而是需要一次完整拍照360 度。
这种方法是利用CCD像机一次将轴承的整个内表面图像清楚地输入的方法（辅助工具，照明方法，照明形状，试样背景，照明的种类，照度）以及检测、判断输入的轴承内表面伤痕图像的分析方法。
现将结果叙述如下：1. 轴承内外圈内表面伤痕的检测方法自动检测轴承内表面伤痕的试验装置主要由轴承图像输入装置和图像处理装置构成。
试验装置是由CCD单色光像机、棱镜、照明装置及图像处理装置、专用计算机、处理图像的监测器、打字机、轴承外圈或内圈、试样台构成。
为了一次拍照成轴承内表面伤痕，在CCD像机前面安装了棱镜。
试验用的棱镜是在棱透镜表面上蒸铝，直40 毫米，高20 毫米，顶角90 度。
用棱镜斜面反射的照明光均匀地照射轴承整个内表面，通过棱镜用CCD像机将内表面一次拍照下来。
为了排除外部光线的干扰，将试样台棱镜及像机放在内部涂黑的箱子里。
这样用CCD像机拍照的轴承内表面的模拟图像，在图像处理装置内的A/D变换器上变换成数字图像（横向510像素、纵向492像素）。
A/D变换的轴承图像在各像素位置（X, Y）测量其辉度值（辉度256级）。
描绘轴承外圈内表面的圆图形（直径1mm在图像上变成椭圆，也就是说圆图形的径向长度不变。
可见随着接近中心变成周向缩小的图像。
因此，在输入图像的径向，按计测的伤的长度，虽然可以放大一定的倍率，但必须沿周向，按计测长度，根据半径位置，放大不同的倍率，修正成实际的伤痕面积。
下面叙述用CCD像机及棱镜拍照轴承内表面的方法。
认为影响图像输入的主要原因是照明方式、照明形状、试样背景、照明的种类、照度、像机光圈。
就照明方式（反射光方式/透光方式），照明形状（环状／线状），试样背景（黑色背景／银色背景），照明的种类（青、绿、红波长区域荧光体，3度波长区域昼白色荧光体），照度（3500,5000,7000Lx ），像机的输入特性（线形特性、对数特性、反差特性）分别进行了研究。
像机各输入特性的输入辉度值和输出辉度值的关系对于输入图像来说，用对数设定输出画面全部亮的，用反差设定输出画面都成暗的。
另外为了减少荧光体光强度的波动使用高频（2 4 k H z ）荧光灯。
就照明方式来说，因为使用了棱镜，所以采用了反射光方式。
照明形状为线状时，只是轴承输入图像的上下端或左右哪一端照明，所以采用了能将轴承整个内表面均匀照明、类似轴承形状的环状荧光灯（在荧光灯的前面没有光扩散板）。
关于像机的输出入特性，用各输出入特性比较变换了的轴承内表面图像，可见像机的输出入特性，使用线形设定可以得到清晰的图像。
关于试样背景研究的结果，由于银色背景（亮度N8 . 9）的辉度与轴承内表面辉度相似，所以使用了可以明确判别轴承内表面图像和背景的黑色背景（亮度N2 . 8-3 .0 ）。
再者，照明的种类使用绿波长区域荧光体输入的轴承内表面图像辉度不匀比较少。
对在这些照明条件下（反射光方式、环状绿波长区域高频荧光灯照明、黑色背景）与人们观察的使用CCD像机拍照的轴承内表面图像的状态相近似的照度以及像机的光圈都进行了研究。
将3种照度及像机光圈进行种种组合输入轴承内表面图像后相比较，照度采用7 0 0 0 LX,光圈采用4 . 0可以准确地检测伤痕。
在拍照的内表面图像上包括背景部分，只留下轴承内表面、背景部分削除了。
在上述条件下用CCD像机及棱镜对50套无伤轴承外圈的内表面进行拍照,只测定了轴承内表面部分的辉度。
结果，对无伤的整个轴承的内表面图像，测量出的辉度分布范围是1 8 7 —2 4 9。
对这些辉度矩形图进行正常分布判断,内表面部分的辉度矩形图是正常分布。
因此为了检测轴承内表面的伤痕，在正常分布的辉度矩形图上，辉度范围（□土3门比正常部分（卩-3 b）辉度低的部分判定为伤痕。
该式中卩是5 0套轴承的辉度平均值，b是标准偏差。
结果检测伤痕二进制的临界值是187。
2. 检测的伤的判断用电脑检测出的轴承内表面伤痕,不能从计量的图像的伤面积值来判断,原因是伤里有可当作正品处理的容许范围。
另外三个检查员（有5年以上检查经验）对内表面存在的伤直径及深度不同的9种轴承（次品7种,正品2种）进行了感觉检查。
对轴承内表面上的伤分5个级进行评价（无,略微有,有一点,略大,大）。
所有检查员的判定结果都记了分数,无伤—0分,略微有伤—1分,有一点伤—2分,略大伤—3分,大伤—4分,就各种伤样品,根据全体评定人员评定的结果平均进行数值化。
对感觉检查得到的判定值（Y）和图像测量出的伤的面积（X）的关系进行回归分析，结果两者的关系可用下面的式子表示：Xy = log io + a （x > 0 ）（1）y = 0 （X = 0 ）但a = 4.0 。